경직형과 불수의운동형 뇌성마비아동의 /아/ 모음 음향학적 비교 A comparative study of the acoustic characteristics of the vowel /a/ between children with spastic and dyskinetic cerebral palsy원문보기
본 연구의 목적은 경직형과 불수의운동형 뇌성마비 아동의 음향학적 특성에서 차이가 있는지 알아보는 것이다. 연구대상은 만 4~12세의 뇌성마비 아동 34명이 참여하였다(경직형 26명, 불수의운동형 8명). 연구과제는 모음 '아' 연장발성하기이고, Praat을 사용하여 MPT, F0, Jitter, Shimmer, NHR과 F1, F2를 측정하였다. 두 유형 간 음향학적 차이를 알아보기 위해 두 독립표본 t-검정과 등분산가정이 충족되지 않는 경우 Welch-Aspin 검정을 사용하여 통계분석을 실시하였다. 연구결과, 첫째, 경직형 뇌성마비아동에 비해 불수의운동형에서 유의하게 낮은 MPT를 나타내었다. 둘째, Shimmer에서 불수의운동형의 측정치가 유의하게 높았다. 셋째, F1과 F2에서는 두 유형 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과는 경직형에 비해 불수의운동형의 호흡능력과 호흡조절능력이 더 제한적이고, 음성의 불안정성과 불규칙성도 더 많이 나타난다는 것을 시사한다. 본 연구의 결과는 뇌성마비 유형 간 말운동통제능력의 차이를 확인하고, 유형에 따른 중재계획을 수립하는데 필요한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다.
본 연구의 목적은 경직형과 불수의운동형 뇌성마비 아동의 음향학적 특성에서 차이가 있는지 알아보는 것이다. 연구대상은 만 4~12세의 뇌성마비 아동 34명이 참여하였다(경직형 26명, 불수의운동형 8명). 연구과제는 모음 '아' 연장발성하기이고, Praat을 사용하여 MPT, F0, Jitter, Shimmer, NHR과 F1, F2를 측정하였다. 두 유형 간 음향학적 차이를 알아보기 위해 두 독립표본 t-검정과 등분산가정이 충족되지 않는 경우 Welch-Aspin 검정을 사용하여 통계분석을 실시하였다. 연구결과, 첫째, 경직형 뇌성마비아동에 비해 불수의운동형에서 유의하게 낮은 MPT를 나타내었다. 둘째, Shimmer에서 불수의운동형의 측정치가 유의하게 높았다. 셋째, F1과 F2에서는 두 유형 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과는 경직형에 비해 불수의운동형의 호흡능력과 호흡조절능력이 더 제한적이고, 음성의 불안정성과 불규칙성도 더 많이 나타난다는 것을 시사한다. 본 연구의 결과는 뇌성마비 유형 간 말운동통제능력의 차이를 확인하고, 유형에 따른 중재계획을 수립하는데 필요한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다.
This study aims to compare the acoustic characteristics of vowel phonation in children with spastic and dyskinetic cerebral palsy (CP). Thirty-four children aged 4-12 years with CP participated in the study (spastic 26, dyskinetic 8). Voice samples for the acoustic analysis were extracted from a sus...
This study aims to compare the acoustic characteristics of vowel phonation in children with spastic and dyskinetic cerebral palsy (CP). Thirty-four children aged 4-12 years with CP participated in the study (spastic 26, dyskinetic 8). Voice samples for the acoustic analysis were extracted from a sustained vowel /a/. All acoustic measures were made using Praat. Group differences were compared by an independent t-test or Welch-Aspin test, if the equivalence assumption was not met. The results of this study are as follow. First, maximum phonation time(MPT) was significantly shorter for the dyskinetic CP than for the spastic CP. Second, shimmer percent was significantly increased in the dyskinetic CP than in the spastic CP. Lastly, there were no significant group differences in both the first formant and the second formant. These findings indicate that the dyskinetic CP has a poorer respiratory capacity and poorer laryngeal function than the spastic CP. On the other hand, both groups have a comparable ability to articulate the vowel /a/. The results of the present study help speech language pathologists identify the speech motor control ability of children with two types of CP (spastic and dyskinetic) and help to make an intervention plan associated with a specific type of CP.
This study aims to compare the acoustic characteristics of vowel phonation in children with spastic and dyskinetic cerebral palsy (CP). Thirty-four children aged 4-12 years with CP participated in the study (spastic 26, dyskinetic 8). Voice samples for the acoustic analysis were extracted from a sustained vowel /a/. All acoustic measures were made using Praat. Group differences were compared by an independent t-test or Welch-Aspin test, if the equivalence assumption was not met. The results of this study are as follow. First, maximum phonation time(MPT) was significantly shorter for the dyskinetic CP than for the spastic CP. Second, shimmer percent was significantly increased in the dyskinetic CP than in the spastic CP. Lastly, there were no significant group differences in both the first formant and the second formant. These findings indicate that the dyskinetic CP has a poorer respiratory capacity and poorer laryngeal function than the spastic CP. On the other hand, both groups have a comparable ability to articulate the vowel /a/. The results of the present study help speech language pathologists identify the speech motor control ability of children with two types of CP (spastic and dyskinetic) and help to make an intervention plan associated with a specific type of CP.
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문제 정의
또한 뇌성마비 유형의 출현율은 경직형과 불수의운동형의 비율이 다른 유형에 비해서는 높은 편이나 경직형 뇌성마비아동을 대상으로 한 연구가 많았고, 경직형과 불수의운동형 뇌성마비 아동 간 비교 연구는 상대적으로 드문 편이었다. 따라서 본 연구에서는 경직형과 불수의운동형 뇌성마비 아동간에 /아/ 모음 산출시 다음과 같은 음향학적 파라미터를 통해 그 특성을 비교하고자 하였다. MPT, F0, Jitter, Shimmer, NHR, F1, F2.
본 연구는 생활연령 만 4~12세의 경직형과 불수의운동형 뇌성마비 아동을 대상으로 두 유형 간 모음의 음향학적 파라미터에서 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 연구결과에 따른 논의는 다음과 같다.
다음 연구에서는 다양한 모음에 따른 음향학적 특성과 차이를 알아볼 필요가 있다. 셋째, 본 연구는 뇌성마비 유형별 음향학적 차이를 확인하는 것을 목적으로 하여 청지각적 특성과의 관련성에 대한 연구는 진행하지 않았다. 후속연구에서 이들 두 변인 간의 관련성에 대해 알아본다면 보다 유익한 연구가 될 것으로 생각된다.
MPT, F0, Jitter, Shimmer, NHR, F1, F2. 이를 통해 뇌성마비 유형별 호흡과 발성능력의 차이를 살펴보고(MPT), 후두수준에서의 음질이나 발성상태를 비교해 보며(F0, Jitter, Shimmer, NHR), 모음 조음시 나타나는(F1, F2) 유형 간 차이에 대해서 알아보고자 하였다.
제안 방법
MPT는 선행연구(Park et al., 2004)와 동일하게 3개의 음성 파일 가운데 MPT가 최대인 파일을 선택하여 분석하였다. MPT의 분석은 Praat에서 시각적으로 제시되는 음향 파형이 시작하는 부분과 끝나는 부분을 지정하여 소수점 두 자리까지 측정하였다.
, 2004)와 동일하게 3개의 음성 파일 가운데 MPT가 최대인 파일을 선택하여 분석하였다. MPT의 분석은 Praat에서 시각적으로 제시되는 음향 파형이 시작하는 부분과 끝나는 부분을 지정하여 소수점 두 자리까지 측정하였다. 음향학적 측정치의 분석을 위해서 안정구간 1.
녹음된 모음발성을 음향학적으로 분석하기 위해 뇌성마비 (Nam & Kwon, 2009; Pennington et al., 2018), 말운동장애(Bang et al., 2013) 및 음성장애(Lathadevi & Guggarigoudar, 2018; Oguz et al., 2007) 집단을 대상으로 한 선행연구들을 참조하여 Praat 음성분석 프로그램(version 6.0.30)을 사용하였다.
또한 성인에 비해 짧은 성도와 높은 주파수를 보이는 점을 고려하여(Yoon & Kim, 2015), 최대 포먼트 주파수를 8,000 Hz로 설정하여 측정하였다(Boersma &Weenink, 2014).
5초 미만인 경우에는 분석에서 제외하여 22명을 대상으로 측정하였다 (경직형 17명, 불수의운동형 5명). 수치는 Pulses 메뉴의 voice report에서 F0, Jitter(local), Shimmer(local), NHR(mean)을 사용하였다. 음도분석에서 음도 배증(pitch doubling)과 음도 반감(pitch halving)과 같은 오류를 제거하기 위해 하한값을 220 Hz로 설정하여 분석하였다(Park, 2008).
수치는 Pulses 메뉴의 voice report에서 F0, Jitter(local), Shimmer(local), NHR(mean)을 사용하였다. 음도분석에서 음도 배증(pitch doubling)과 음도 반감(pitch halving)과 같은 오류를 제거하기 위해 하한값을 220 Hz로 설정하여 분석하였다(Park, 2008). 또한 성인에 비해 짧은 성도와 높은 주파수를 보이는 점을 고려하여(Yoon & Kim, 2015), 최대 포먼트 주파수를 8,000 Hz로 설정하여 측정하였다(Boersma &Weenink, 2014).
(2007)의 아동용 발음평가 (Assessment of Phonology & Articulation for Children, APAC)를 사용하여 측정하였다. 표 1에 연구대상의 평균연령, 연령범위, 성비, 언어능력, 자음정확도 및 gross motor function classification system (GMFCS)에 따른 특성을 제시하였다.
대상 데이터
본 연구에는 1) 성대의 구조적, 기질적인 이상이 없다고 보고 한 2) 생활연령 만 4~12세의 3) 부모보고나 차트검토를 통해 경직형 또는 불수의운동형 뇌성마비로 확인된 34명(경직형 26명, 불수의운동형 8명)의 아동이 참여하였다. 언어능력에 대한 평가는 Kim et al.
둘째, 모음 ‘아’만을 분석대상으로 하였다.
발성을 녹음하기 전에 연구자는 아동이 모방할 수 있도록 시범을 보여주었고, 아동이 바른 자세로 앉은 상태에서 평상시에 말하는 편안한 소리크기로 최대한 길게 발성하도록 설명해 주었다. 발성의 녹음은 디지털 녹음기(ICD-UX512F, SONY)를 사용하였고, 입과 녹음기간에 약 10cm의 거리를 두고 녹음하였다. 두 집단의 발성강도 평균은 경직형은 60.
음성자료의 수집을 위해 선행연구(Jeong et al., 2011; Park et al. 2004)와 같이 아동에게 모음 ‘아’를 3번 발성하도록 하였다.
MPT의 분석은 Praat에서 시각적으로 제시되는 음향 파형이 시작하는 부분과 끝나는 부분을 지정하여 소수점 두 자리까지 측정하였다. 음향학적 측정치의 분석을 위해서 안정구간 1.5초 구간을 선정하여 분석하였고(Shim et al., 2014), 안정구간이 1.5초 미만인 경우에는 분석에서 제외하여 22명을 대상으로 측정하였다 (경직형 17명, 불수의운동형 5명). 수치는 Pulses 메뉴의 voice report에서 F0, Jitter(local), Shimmer(local), NHR(mean)을 사용하였다.
데이터처리
뇌성마비 유형간 음향학적 차이를 분석하기 위해 두 독립표본 t-검정을 실시하였고, 등분산 가정이 충족되지 않는 변인인 Shimmer는 Welch-Aspin 검정을 실시하였다. 본 연구의 자료는 IBM SPSS Statistics version 23(IBM, Armonk, NY, USA)을 이용하여 분석하였다.
이론/모형
(2007)의 아동용 발음평가 (Assessment of Phonology & Articulation for Children, APAC)를 사용하여 측정하였다.
(2010)의 수용 및 표현어휘력 검사(Receptive & Ex- pressive Vocabulary Test, REVT) 가운데 수용어휘력 검사를 실시하였다.
성능/효과
NHR에서는 두 유형 간에 유의한 차이가 없었으나 평균값에서는 불수의운동형이 약간 높게 나타났다. NHR은 소음대 배음의 비율을 의미하는데, 70~4,500 Hz 사이의 배음과 1,500~4,500 Hz 사이의 비정상 배음 간 비율의 평균치이다(Park et al.
뇌성마비 유형 간에 MPT는 유의한 차이가 있었고, 경직형에 비해 불수의운동형의 모음연장발성길이가 더 짧게 나타났다. 이는 불수의운동형이 경직형보다 호흡조절능력이나 호흡능력이 더 저하되어 있음을 반영하는 결과이다.
발성의 녹음은 디지털 녹음기(ICD-UX512F, SONY)를 사용하였고, 입과 녹음기간에 약 10cm의 거리를 두고 녹음하였다. 두 집단의 발성강도 평균은 경직형은 60.16 dB, 불수의운동형은 58.32 dB이었다.
또한 본 연구에서 청지각적으로 젖은 음성(wet voice), 발성에서 그렁거림을 동반하는 아동은 Shimmer 측정치도 높게 나타났으며, 경직형에 비해 불수의운동형에서 더 많이 관찰할 수 있었 다. 이러한 젖은 음성은 흡인을 보이는 삼킴장애환자의 경우 (Kang et al.
본 연구를 통해 불수의운동형 뇌성마비 아동은 경직형에 비해 더 짧은 호흡을 나타내고, 진폭변동률이 높으며, 턱과 혀의 운동기능이 상대적으로 저하되어 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 불수의운동형 뇌성마비 아동을 위한 중재 목표 선정시에는 특히 호흡기능 강화와 음성의 안정성 확보 및 구강운동기능을 향상시켜 줄 수 있는 중재전략이 필요함을 시사한다.
본 연구에서 불수의운동형의 MPT가 경직형보다 짧은 것은 불수의운동형 뇌성마비 아동에서 나타나는 불수의적이고, 불규칙적인 신체 움직임과 관련이 있을 것으로 보인다. Kim(1999) 은 불수의운동형 뇌성마비 화자는 호흡주기와 상관없이 불규칙한 복근 활동이 나타난다고 하였는데, 이러한 문제로 인해 발성개시와 지속 과정에서 방해를 받기 때문에 MPT가 길게 지속 되기 어려웠을 것으로 사료된다.
, 2007)에서 도 두 집단의 F0를 비교했을 때 유의미한 차이는 없으나, 뇌성마비 아동이 더 높은 양상을 보인다고 하면서 음성의 불안정성 을 알기 위해서는 기본주파수의 평균뿐만 아니라 기본주파수의 표준편차에 대한 평가를 병행하는 것이 후두기능의 정확한 평가에 도움이 된다고 보고한 바 있다. 본 연구에서 추가적으로 기본주파수의 표준편차를 비교해 보았을 때, 불수의운동형은 36.23 Hz이고 경직형은 22.11 Hz로 불수의운동형이 더 큰 편차를 보이는 것을 확인할 수 있었다.
, 2007) 성대진동의 조절과 관련이 있다(Yoon, 2019). 본 연구의 결과는 경직형에 비해 불수의운동형에서 성대진동 이 더 불규칙적이고, 안정적인 성대조절이 상대적으로 어렵다는 것을 나타낸다. 이를 청지각적으로 분석하면 강도파열 양상이 불수의운동형에서 더 많이 나타난다고 언급한 바와 같다 (Nam, 2015).
연구에 참여한 불수의운동형 뇌성마비 아동은 모음연장발성 과제를 수행하는 과정에서 경직형에 비해 발성이 끊기는 행동이 더 빈번하게 나타났다. Nam(2015)이 제시한 바와 같이 호흡 관련 근육들의 움직임이 불수의적으로 일어나기 때문에 잦은 흡기를 보이기도 하였고, 가청흡기(audible inspiration) 즉 호흡이 부족하여 숨을 들이쉬는 소리(Suh & Kim, 2006)가 청지각적 으로 관찰되기도 하였다.
6~11세의 경직형과 무정위운동형 뇌성 마비 아동을 대상으로 한 Lee(2004)의 연구는 모음 ‘아’ 산출 시에 나타난 음향학적 측정치 F0, Jitter, Shimmer, NHR에서 유형 간에 유의한 차이는 없다고 보고하였다. 이 2개의 연구결과에 의하면 유형별로 차이가 없는것 같으나, 평균값을 살펴보면 유형 간에 차이가 있음을 확인할 수 있다.
자음정확도로 비교해 보아도 경직형(49.4%)에 비해 불수의 운동형(32.19%)의 수치는 더 낮은데, 정확한 조음산출을 위한 구강운동능력이 불수의운동형에서 더 저하되어 있음을 반영한다. 즉, 턱의 가동 범위가 좁고, 혀의 위치나 운동성도 제한적이기 때문에 말산출을 위한 적절한 구강운동능력이 저하되어 경직형에 비해 더 낮은 자음정확도를 보이는 것으로 판단된다.
05). 즉, 경직형보다 불수의운동형의 MPT가 유의하게 짧았다.
후속연구
뇌성마비 아동의 말산출 특성을 청지각적으로 분석해 보면 유형간에 유사한 특성들이 중첩되기도 하는데(Love, 2000; Nam & Kwon, 2009; Workinger & Kent, 1991), 음향학적 분석을 실시한다면 발성이나 음질, 조음산출과정의 특성들을 정량화 하여 비교해 볼 수 있을 것이다.
둘째, 모음 ‘아’만을 분석대상으로 하였다. 다음 연구에서는 다양한 모음에 따른 음향학적 특성과 차이를 알아볼 필요가 있다. 셋째, 본 연구는 뇌성마비 유형별 음향학적 차이를 확인하는 것을 목적으로 하여 청지각적 특성과의 관련성에 대한 연구는 진행하지 않았다.
또한 청지각적인 평가와 함께 음향학적 평가를 함께 실시함으 로써 오류 원인을 분석하고, 그 결과를 수량화하여 제시함으로써 중재의 객관성과 정확성을 높여줄 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 연구의 결과는 경직형과 불수의운동형 뇌성마비 아동의 모음 산출특성을 파악하고, 중재전략을 수립하는데 필요한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다.
이러한 결과는 불수의운동형 뇌성마비 아동을 위한 중재 목표 선정시에는 특히 호흡기능 강화와 음성의 안정성 확보 및 구강운동기능을 향상시켜 줄 수 있는 중재전략이 필요함을 시사한다. 또한 청지각적인 평가와 함께 음향학적 평가를 함께 실시함으 로써 오류 원인을 분석하고, 그 결과를 수량화하여 제시함으로써 중재의 객관성과 정확성을 높여줄 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 연구의 결과는 경직형과 불수의운동형 뇌성마비 아동의 모음 산출특성을 파악하고, 중재전략을 수립하는데 필요한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다.
본 연구의 제한점은 첫째, 뇌성마비 유형 가운데 실조형은 연구에 참여하지 않았다. 실조형 유형이 상대적으로 적은 비율을 차지하기는 하지만 후속 연구에서 다양한 유형을 대상으로 한 비교연구가 이루어진다면 보다 세밀한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다.
본 연구의 제한점은 첫째, 뇌성마비 유형 가운데 실조형은 연구에 참여하지 않았다. 실조형 유형이 상대적으로 적은 비율을 차지하기는 하지만 후속 연구에서 다양한 유형을 대상으로 한 비교연구가 이루어진다면 보다 세밀한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다. 둘째, 모음 ‘아’만을 분석대상으로 하였다.
셋째, 본 연구는 뇌성마비 유형별 음향학적 차이를 확인하는 것을 목적으로 하여 청지각적 특성과의 관련성에 대한 연구는 진행하지 않았다. 후속연구에서 이들 두 변인 간의 관련성에 대해 알아본다면 보다 유익한 연구가 될 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
뇌성마비는 어떻게 분류되는가?
뇌성마비는 뇌의 미성숙한 발달 또는 발달 중의 뇌손상으로 인한 운동장애 및 자세의 장애로 정의되며(Workinger, 2005) 운동장애 유형에 따라 경직형, 불수의운동형, 운동실조형, 혼합형 등으로 분류된다(Minear, 1956; Workinger, 2005). 경직형과 불수의 운동형의 비율이 높은데(Kudrjavcev et al.
뇌성마비의 정의는 무엇인가?
뇌성마비는 뇌의 미성숙한 발달 또는 발달 중의 뇌손상으로 인한 운동장애 및 자세의 장애로 정의되며(Workinger, 2005) 운동장애 유형에 따라 경직형, 불수의운동형, 운동실조형, 혼합형 등으로 분류된다(Minear, 1956; Workinger, 2005). 경직형과 불수의 운동형의 비율이 높은데(Kudrjavcev et al.
뇌성마비 중, 경직형과 불수의 운동형은 어떤 움직임을 보이는가?
, 1987), 경직형의 병변은 추체로이고, 불수의운동형은 추체외로로 운동장애 양상에서 차이를 보인다. 경직형은 움직임이 느리고 뻣뻣한 특징을 보이는 반면 불수의 운동형은 의도적인 움직임을 시도할 때 불수의적인 움직임을 보인다(Marks, 1974).
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