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스펙트로그램을 이용한 근위축성측삭경화증 여성 화자의 모음 포먼트, 음성강도, 기본주파수의 변화
Characteristics of Vowel Formants, Voice Intensity, and Fundamental Frequency of Female with Amyotrophic Lateral Sclerosis using Spectrograms 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.10 no.9, 2019년, pp.193 - 198  

변해원 (호남대학교 보건과학대학 언어치료학과)

초록
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본 연구는 근위축성측삭경화증(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)으로 진단된 여성을 대상으로 음향음성학적 스펙트로그램 분석을 이용하여 11개월 동안 모음과 이중모음의 포먼트 변화(vowel formant variation)를 분석하였다. 검사어는 단모음 /a, i, u/와 이중모음 /h + ja + da/, /h + wi + da/, /h +ɰi+ da/를 이용하였다. 발화자료는 'Alvin' 프로그램을 이용하여 모니터에 제시된 단어읽기과제를 통해 수집되었고, 녹음환경은 nyquist frequency는 5,500Hz, sampling rate는 11,000Hz으로 설정하였다. 녹음자료는 스펙트로그램을 이용하여 강도, 음도와 이중모음의 포먼트를 분석하였다. 분석결과, ALS의 진행과정에서 기본주파수와 강도가 저하되었고, 단모음에서의 포먼트 변화보다는 이중모음의 포먼트 기울기의 감소가 특징으로 확인되었다. 이 결과는 병의 진행에 따른 ALS의 모음왜곡이 혀와 턱의 협응력 감소에 기인함을 시사한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study analyzed the changes of vowel formant, voice intensity, and fundamental frequency of vowels for 11 months using acoustochemical spectrogram analysis of women diagnosed with amyotrophic lateral sclerosis (ALS). The test word was a vowel /a, i, u/ and a diphthong /h + ja + da/, /h + wi + da...

주제어

#스펙트로그램   #음향학적 분석   #루게릭병   #근위축성측삭경화증   #이중모음  

표/그림 (4)

AI 본문요약
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제안 방법

  • 대상자는 하지근육의 약화로 인해 독립적으로 착석이 불가능하였기 때문에 발화데이터를 수집하는 동안 휠체어에 앉아서 녹음을 진행하였고, 마이크와 입의 간격은 5cm를 유지하였다. 검사 절차는 첫째, 연구자가 대상자에게 측정방법을 간단하게 설명하였고, 둘째, 습관적 발화를 유도하고자 날씨 등의 일상적인 대화를 시도하였다.
  • 마이크는 대상자의 운동 특성을 고려하여 머리에 고정할 수 있는 헤드셋 마이크를 사용하였다. 대상자는 하지근육의 약화로 인해 독립적으로 착석이 불가능하였기 때문에 발화데이터를 수집하는 동안 휠체어에 앉아서 녹음을 진행하였고, 마이크와 입의 간격은 5cm를 유지하였다. 검사 절차는 첫째, 연구자가 대상자에게 측정방법을 간단하게 설명하였고, 둘째, 습관적 발화를 유도하고자 날씨 등의 일상적인 대화를 시도하였다.
  • 1과 같이 분석 절차는 첫째, 이중모음의 경계를 구분하고자 스펙트로그의 오실로그램(oscillogram)에서 자음/h/와 후속 모음의 구간이 확인되는 구간을 선택하여 확대하였다. 둘째, 스펙트로그램에서 포먼트가 안정적으로 시작되는 구간을 탐색하였다. 이 때, 이중모음의 시작점은 먼저 F1, F2, F3수치가 모두 나타나는 구간을 시작점으로 선정하였고, 이후 시작점에서 F2, F3의 대역폭(bandwidth)수치를 측정한 후 500Hz이하의 값을 신뢰할 수 있는 포먼트로 간주하여 시작점으로 정의하였다[7].
  • 마지막에 위치한 4구간은 후속하는 음절/-da/의 영향을 받아 포먼트가 불안정하기 때문에 4구간을 제외한 1∼3구간의 평균값만을 분석하였다.
  • 본 연구는 ALS 여성을 대상으로 11개월 동안 병의 진행과정에서 음도, 강도, 포먼트의 변화를 스펙트로그램을 이용하여 분석하였다. ALS는 병의 진행과정에서 호흡과 조음근육이 약화면서 말명료도가 저하되는 특징을 보이는데, 이러한 변화는 음향음성학적 분석을 이용하여 측정이 가능하다.
  • 그럼에도 불구하고, ALS의 진행과정에서 음향음성학적분석을 이용하여 한국어 발화특성을 파악한 연구는 매우 드물다[16,17]. 본 연구는 ALS로 진단된 여성을 대상으로 음향음성학적분석을 이용하여 12개월 동안 모음과 이중모음의 포먼트의 변화를 통해 혀의 전후 움직임과 턱의 상하 움직임을 분석하였다.

대상 데이터

  • 가족력으로는 어머니가 ALS진단을 받았고, ALS로 사망하였다. 2011년 8월부터 보행의 어려움 등 근육의 약화(muscle weakness)를 자각하였고, 2012년 11월 서울A 병원 신경과에서 ALS로 진단을 받았다. ALS진단 후 20개월이 경과한 2014년 7월부터 짧은 호흡과 혀의 움직임의 저하 등 자신의 말(speech)의 문제를 자각하였다.

  • 2.1 연구대상

    대상자는 만 56세의 ALS로 진단된 여성이다. 대상자는 서울에서 출생하였고, 생의 대부분을 서울에서 보냈으며, 연구 참여 시점까지 서울에 거주하였다.

  • 대상자는 만 56세의 ALS로 진단된 여성이다. 대상자는 서울에서 출생하였고, 생의 대부분을 서울에서 보냈으며, 연구 참여 시점까지 서울에 거주하였다. 최종학력은 중학교 졸업이고, 발병 전까지 자영업에 종사하였다.
  • 자료는 B병원 음성검사실에서 17년 8월(1차), 18년 2월(2차), 18년 7월(3차)에 각각 수집되었다. 마이크는 대상자의 운동 특성을 고려하여 머리에 고정할 수 있는 헤드셋 마이크를 사용하였다.

데이터처리

  • 수집된 자료는 Praat version 6.0.0.3의 스펙트로그램 분석을 이용하여 단모음의 강도, 기본주파수, 이중모음의 포먼트를 각각 분석하였다[22]. Fig.
  • 이중모음의 측정 구간이 결정되면, 전체 분석 구간을 4등분하여 구간별로 평균 포먼트값을 산출하였다. 마지막에 위치한 4구간은 후속하는 음절/-da/의 영향을 받아 포먼트가 불안정하기 때문에 4구간을 제외한 1∼3구간의 평균값만을 분석하였다.

이론/모형

  • 검사어는 선행연구[20,21]를 참고하여 단모음 /a, i, u/와 이중모음 /h + ja + da/, /h + wi + da/, /h +ɰi+ da/를 이용하였다.
  • 녹음은 ‘Alvin’[19]을 이용하여 모니터에 검사어를 임의의 순서대로 각각 1회 제시한 후 모니터에 제시된 단어를 피험자가 읽는 방법으로 진행되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
근위축성측삭경화증이란 무엇인가? 근위축성측삭경화증(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)은 근육의 움직임을 통제하는 운동 신경원의 점진적인 퇴행을 특징으로 하는 퇴행성 질환으로 루게릭병(Lou Gehrig's disease)으로 불린다[1]. 현재까지 병의 진행을 막거나 호전시키는 치료법이 없기 때문에 일반적으로 ALS가 진단되면 운동신경의 마비로 인해 신체근육이 약화되거나 경직되면서 궁극적으로 호흡부전 등의 증상으로 5년 이내에 사망하는 것으로 알려져 있다[2].
ALS의 진행 특성은 어떠한가? ALS의 진행 특성을 살펴보면 운동신경원의 손상 부위에 따라 차이가 있는데, 뇌의 운동피질에 위치하는 운동신경원들이 손상되는 경우에는 전형적으로 근육 경련 마비와 경직이 발생하며, 뇌간(brain stem)과 척수(spinal cord)에 위치하는 운동신경원들의 손상은 근육 약화와 위축이 발견된다[4]. 반면에 감각 신경은 운동 신경과 비교하면 비교적 문제 증상이 없으며, 의식이 명료할 뿐만 아니라 안구운동장애나 배변장애도 나타나지 않는다.
ALS의 진행 특성을 살펴보면 감각 신경은 어떠한가? ALS의 진행 특성을 살펴보면 운동신경원의 손상 부위에 따라 차이가 있는데, 뇌의 운동피질에 위치하는 운동신경원들이 손상되는 경우에는 전형적으로 근육 경련 마비와 경직이 발생하며, 뇌간(brain stem)과 척수(spinal cord)에 위치하는 운동신경원들의 손상은 근육 약화와 위축이 발견된다[4]. 반면에 감각 신경은 운동 신경과 비교하면 비교적 문제 증상이 없으며, 의식이 명료할 뿐만 아니라 안구운동장애나 배변장애도 나타나지 않는다.
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