이중모음에서의 제 2 포먼트기울기 (F2 slope) : 파킨슨병환자군과정상군간의비교 연세대학교대학원 언어병리학협동과정 이혜진
이중모음에서의 제 2 포먼트기울기 (F2 slope) : 파킨슨병환자군과정상군간의비교 지도교수김향희 이논문을석사학위논문으로제출함 2012 년 6 월일 연세대학교대학원 언어병리학협동과정 이혜진
이혜진의석사학위논문을인준함 심사위원 심사위원 심사위원 인 인 인 연세대학교대학원 2012 년 6 월일
감사의 글 끝나지않을것만같던대학원생활이어느새마무리되고있습니다. 아직도많이부족한저이지만많은분들의도움이있었기에이과정을무사히마칠수있었습니다. 우선부족한제논문이완성될수있도록끝까지세심하게지도해주신김향희교수님께감사드립니다. 그리고꼼꼼하게조언을해주시고격려해주신최예린교수님, 조성래교수님께도감사드립니다. 엄마를비롯해논문에참여해주신파킨슨환우님들께감사드립니다. 한분한분찾아뵙고이야기를나눈시간들은정말소중하고행복했습니다. 투병생활로힘드시겠지만기운내시기바랍니다. 또한도옹부모님, 전영부모님, 욘부모님, 오민부모님, 배꼽부모님께도참여해주셔서감사하다는말씀드립니다. 2년동안소중한지식을기부해주셨던교수님들께감사드립니다. 임상실습에서많은배움을얻게해주신이영미선생님, 박지은선생님, 방영임선생님께도감사드립니다. 깔끔하고확실한행정업무와함께마음든든한지원군이되어주셨던지연쌤정말감사드립니다. 그리고귀찮은요청에도항상웃으시며많은도움을주셨던 19기상원쌤, 자영쌤과 20기조교쌤들감사합니다, 2년동안함께했던우리동기들고마워요. 제논문의선행연구자이자인생의멘토인민경언니, 무심한듯세심한뽀언니, 꼼꼼하고배려심이가득해나보다언니같은다윤이, 시원시원한성격의자유로운영혼희정이, 2학기동안조교하면서나를잘챙겨주었던야무진수현이, 나와가장많이동고 ( 거 ) 동락한내마눌율, 이젠뗄레야뗄수없는내등짝도옹, 보면늘기분좋아지는경애, 나에게없는애교작렬목소리를가져서부러운효령, 늘나에게응원의메시지를보내며힘을주는팔방미인막내선하. 논문동기이자선배로많은도움을주셨던소현쌤, 고생하셨고감사드려요. 함께해서정말든든했어요. 혜윤쌤을비롯한 16기선배님들, 항상마주칠때마다반갑게인사해주고격려해주신 18기현우쌤, 인수쌤, 민아쌤, 상용쌤, 신아쌤, 이슬쌤, 윤경쌤감사드리고조금만더힘내세요. 그리고 19기후배님들께도감사의말씀을전합니다.
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차례 그림차례 ⅲ 표차례 ⅳ 부록차례 ⅴ 국문요약 ⅵ 제1장서론 1 1.1. 이론적배경 1 1.1.1. 제 2포먼트기울기와말명료도 1 1.1.2. 파킨슨병의말특징 4 1.2. 연구목적 5 1.3. 연구가설 7 제2장연구대상및방법 8 2.1. 연구대상 8 2.2. 연구방법 11 2.2.1. 평가단어 11 2.2.2. 검사도구와자료수집 12 2.2.3. 자료분석 12 2.2.4. 통계분석 14 2.2.5. 신뢰도분석 14 2.2.5.1. 검사자내신뢰도 14 2.2.5.2. 검사자간신뢰도 14 - i -
제 3 장결과 15 3.1. 각단어에서군간의 F2 slope 비교 15 3.2. 각단어에서군간의전이정도, 전이구간비교 19 제 4 장고찰 20 제 5 장결론 24 참고문헌 25 영문요약 34 - ii -
그림차례 그림1. 단어 야자 의 F2 slope 구간 13 그림2. 단어 야자, 의자 의집단별 F2 slope 궤도 15 그림3. 단어 위장, 왜가리 의집단별 F2 slope 궤도 16 그림4. 대상군간 F2 slope 평균 18 - iii -
표차례 표1. 대상자정보 10 표2. 사용단어 11 표3. 대상군간전이정도, 전이구간, F2 slope의기술통계량 17 표4. 대상군간 F2 slope의맨-휘트니검정 17 표5. 대상군간전이정도, 전이구간의맨-휘트니검정 19 - iv -
부록차례 부록1. 한국판간이정신상태검사 29 부록2. 한국판노인우울척도단축형 30 부록3. 단어 의자 의 F2 slope 구간 31 부록4. 단어 위장 의 F2 slope 구간 32 부록5. 단어 왜가리 의 F2 slope 구간 33 - v -
국문요약 이중모음에서의제 2 포먼트기울기 (F2 slope) : 파킨슨병환자군과정상군간의비교 음향음성학적분석은말명료도에대한청지각적인평가의단점을보완하기위해서말특징을객관적으로평가할수있는방법이다. 그중에서제 2포먼트 (F2) 는혀의전후움직임, 조음장소와관련되어있으므로, 신경학적문제가있는화자들의이중모음에서의제 2포먼트기울기 (F2 slope) 를측정하여조음기능의문제점에대해알아볼수있다. 완만한 F2 slope는더긴시간동안조음에대한움직임이있으며, 혀의움직임이더적은범위에서천천히이루어졌다는것을반영한다. 따라서 F2 slope 측정은말움직임의속도를반영하는역동적인측정방법이되며전체적인말명료도를예측하는데활용될수있다. 본연구에서는 50~70대의파킨슨병여성환자 9명과정상여성성인 10명을대상으로이중모음이포함된네개의단어 ( 야자, 의자, 위장, 왜가리 ) 에서 F2 slope를분석하여집단간에차이가있는지를알아보았다. 연구결과와그에따른논의점은다음과같다. 파킨슨병환자군의 F2 slope 가정상군에비해유의하게완만하였다. 전이구간은파킨슨병환자군이정상군보다더길었으나통계적으로유의한차이는보이지않았다. 반면, 전이정 도는더작게나타났으며단어 야자 에서만통계적으로유의한차이를보였으 며, 단어 의자 에서도파킨슨병환자군의전이정도가더작은경향성을보였다. 즉, 파킨슨병환자가이중모음산출시전이구간보다는전이정도에의한영향이더큰것으로볼수있으며, 이는경직으로인해혀의운동범위가작아져서인해정상군에비해구강내의움직임에제한을받고있다는것임을알수있다. 본연구를통해이중모음이포함된단어에서파킨슨병환자와정상성인의 F2 slope를비교해보아병리학적인특징에따른조음기제의변화를살펴볼 - vi -
수있었다. 이와같이이중모음과제를통한음향음성학적인분석방법은임상에서환자의말명료도를평가함에있어서임상가의주관적인청지각적평가를뒷받침할수있는객관적인자료가될수있으며, 치료효과를비교할수있는객관적인자료가될수있다는점에서도의의가있다. 후속연구에서는단어와문장수준에서의 F2 slope에차이가있는지비교해볼수있을것이며, F2 slope와말명료도의청지각적인평가와의상관성을연구해볼수있을것이다. 핵심되는말 : 파킨슨병, F2 slope, 이중모음 - vii -
이중모음에서의제 2 포먼트기울기 (F2 slope) : 파킨슨병환자군과정상군간의비교 < 지도교수김향희 > 연세대학교대학원언어병리학협동과정 이혜진 제 1 장 서론 1.1. 이론적배경 1.1.1. 제 2 포먼트기울기지수와말명료도 파킨슨병을포함한말운동장애 (motor speech disorders) 에관한많은연구들이말명료도의음향학적모델에중요한역할을할수있는음향음성학적측정에초점을둔다. 1 음향음성학적분석은말명료도에대한청지각적인평가의단점을보완하기위해서말특징을객관적으로평가할수있는방법이다. 2 음향음성학적분석으로는모음과자음의길이, 포먼트주파수정보, 음소의스펙트럼등을대상으로한다. 이를통하여마비말장애 (dysarthria) 환자의말산출특징이나말운동장애환자의회복에따른미묘한변화양상에대한청지각적판단을좀더객관적으로보완할수있다. 3-1 -
음향음성학적분석에서성대의진동은음도 (pitch) 나음량 (loudness) 과관련되며, 공명은포먼트와관계가있다. 같은성대의진동수와발성유형을통해만들어진똑같은진동음이라도울림통역할을하는성도의크기와모양에따라서로다른공명주파수를갖게된다. 이러한성도여과기가갖는공명주파수를 포먼트 (formant) 라고한다. 4 각모음의포먼트는음성스펙트로그램에에너지 집중역으로나타난다. 포먼트분석이중요한이유는모음을만드는 3요소인원음 (sound source), 성대의전달, 입술로부터의방출이갖는음향적인특성이포먼트정보에들어있기때문이다. 5 따라서스펙트로그램의포먼트주파수를측정하여분석하면각모음의음향적특성을확인해볼수있다. 6 또한포먼트분석을통해조음시혀, 입술, 턱, 성대등의움직임의범위나억양혹은운율특성등을측정할수있다. 모음에는무수히많은포먼트수치가있지만말소리분석에는가장낮은두개의포먼트 ( 즉, F1, F2) 가중요하게사용된다. F1은입의개구도와관련이있으므로, 저모음일수록 F1이높고고모음일수록 F1이낮게나타난다. F2는혀의전후움직임과관련이있으므로, 전설모음일수록 F2가높고후설모음일수록 F2가낮다. 4,5,6 포먼트분석가운데조음상의해석에서비교적간단한측정방법은성도모양에큰변화를요구하는이중모음 (diphthong) 혹은모음핵 (vocalic nuclei) 에서의제 2포먼트기울기 ( 이하 F2 slope) 분석이다. 1 이중모음은활음과단모음으로구성되어있다. 활음 (glide) 은기본적으로모음과같은원리로생성이되지만조음동작의변화속도가매우빠르다. 2 이로써이중모음은두개의조음동작, 즉활음과단모음이하나의단위로발화되면서산출된다. 4 이중모음을산출하는동안에공명특성은변화하며혀위치변경에대한음향적인결과는기류의흐름중에서성도의여과기능을변화시켜소리의시작에서끝으로포먼트주파수를이동하는결과를가져온다. 이러한주파수의이동을포먼트전이 (formant transition) 라고한다. 전이가나타나는포먼트부분은기울기 (slope) 측면에서측정된다. 기울기지수는전이의길이인밀리세컨드 (ms) 당전이의정도인헤르츠 (Hz) 로측정되고, Hz/ms로표현된다. 3-2 -
이러한포먼트의정보는연령, 성별, 질환등에따라차이를보일수있다. 7,8 먼저, 연령요인에있어서는연령이증가할수록해부학적, 신체적인변화가나타나기본주파수에서도차이를보이게된다. 또한같은노년기라할지라도성별에따라남성은성대의위축현상으로기본주파수가증가하는반면, 여성은호르몬의변화로성대가두꺼워져서기본주파수가감소한다. 여성의경우특히갱년기나폐경기에기본주파수에큰변화를보인다. 9 그리고모음의기본주파수와포먼트는성도의길이, 후두의크기와같은생리적인조건에따라다르게나타난다. 따라서동일한모음을발성할때도성별과연령에따라포먼트에차 이를보이게된다. 4 여자는남자에비해서성도가짧고후두가작으며아동의 성도는성인보다더짧다. 성도의길이가짧아질수록포먼트는높아지며성도의길이가길수록포먼트는낮아진다. 따라서여성은남성보다더높은포먼트를보이고, 아동의경우는성인보다더높은포먼트를가지게된다. 3 특히, F2는혀의전후움직임과관련이있고조음장소와관련되어있으므로, 신경학적문제가있는화자들의이중모음에서의 F2 slope를측정함으로써조음기능의문제점에대해알아볼수있다. 3,4 F2 slope는조음기능의측정이나말명료도에있어서 F1 slope보다상대적으로민감한변수로이는선행연구들을통해서밝혀진바있다. 마비말장애군과정상군의이중모음에서의포먼트측정과말명료도에관한선행연구에서두집단간에말명료도의차이에따른포먼트기울기차이가 F1 slope에서는나타나지않았으나 F2 slope에서는유의하게나타났다. 10 F2 slope는혀의움직임이정상수준에가까운지에대한진단적인정보를제공하며, 병의진행정도와그로인해말에영향을미치는지에대한정보를제공하기도한다. 완만한 F2 slope는더긴시간동안혀의움직임이더적은범위에서천천히조음이이루어졌다는것을의미한다. 3,11 이에따라, 완만한 F2 slope는청지각적으로말명료도가저하되었는지를평가하기전에병의초기신호를감지할수있는정보를제공한다. 3 또한 F2 slope는말명료도측정과도밀접한관련이있다. 1,3,10,12 일반적으로말명료도는화자의의도와청자의반응이말이라는전송방식을통해전달되었 - 3 -
을때의일치도이다. 13 그런데말명료도가주로임상가의청지각적평가를통해 이루어지며, 이러한평가는임상가의주관적인판단이기때문에이에대한신뢰 도와타당도에대한의문이계속제기되어왔다. 14 따라서상대적으로객관적인 F2 slope 측정은말움직임의속도를반영하는역동적인측정방법이되며전 체적인말명료도를예측하는방법이될수있다. 12 1.1.2. 파킨슨병환자의말특징 파킨슨병 (Parkinson s disease, PD) 은뇌의흑질 (substantia nigra) 의도파민 (dopamine) 결핍으로인한신경성퇴행질환장애 (progressive neurodegenerative disorder) 이다. 그증상으로는경직 (rigidity), 휴지시떨림 (resting tremor), 운동완서 (bradykinesia), 보행불균형 (gait instability) 등이있다. 16 파킨슨병은 60세이상의인구중 1~2% 정도에서발병한다. 파킨슨병환자의 90% 는음성장애를보이며, 50% 는조음장애를보이고, 20% 는비정상적인말속도의특징을보인다. 17,18 마비말장애는중추혹은말초신경계의비정상으로인하여말산출에필요한호흡, 발성, 공명, 조음, 운율을조절하는데요구되는움직임의힘, 속도, 범위, 안정성, 음조, 정확성에서비정상을보이는신경학적인말장애이다. 19 파킨슨병환자는병의지속기간과중증도가함께일반적으로증가하는운동저하형마비말장애에속한다. 20 파킨슨병의청지각적인말특징으로는감소된음량 (reduced loudness), 단음도 (monopitch), 단음량 (monoloudness), 강세저하 (reduced stress), 속도변이 (variable rate), 짦은말뭉침 (short rushes of speech), 부정확한자음 (imprecise consonants), 거칠고기식적인음성 (harsh and breathy voice) 등이있다. 15-17 또한파킨슨병과같은운동저하형 마비말장애는마비말장애유형중에유일하게빠른말속도의특징을보인다. 이는감소된조음움직임으로인해발화시음절끼리서로뭉쳐서음절구분이모호해지기때문이며이로인해조음명료도와말명료도가상당히저하되기도한다. 19-4 -
1.2. 연구목적 운동저하형마비말장애에속하는파킨슨병환자의말특징중에하나는유일하게빠른말속도가관찰된다는점이다. 19,21 파킨슨병환자의빠른말속도는짧은말뭉침으로인해전체적인말패턴이빨라지는것으로인식되며, 17,22 근육조직의강직으로혀의움직임이약화되고느려져조음동작범위가감소하기때문이다. 23 앞서언급한바와같이이중모음은활음과모음이빠른속도로연결되어하나의단위로발화되면서산출되므로이중모음에대한분석은조음적인측면에서구강내혀의전후움직임을살펴보기에적절한방법이다. 하지만이중모음은조음동작의변화가빠르기때문에청지각적인평가만으로는판단하기가어려우며구강내에서혀의전후움직임을시각적으로확인하기도어렵다. 2 따라서이중모음에대한음향음성학적인분석이필요하며, 성도변화속도의감소와조음동작범위의감소를측정하는데있어서가장민감한변수가바로 F2 slope이다. 국외선행연구에서는파킨슨병환자를포함한마비말장애에관한음향음성학적연구가오래전부터활발하게이루어져왔다. 국외선행연구를보면근위축성측삭경화증환자의 F2 slope와말명료도에대한연구에서말명료도가낮을수록 F2 slope도완만하다는결과를보여, F2 slope는말의언어적기능에대 한민감한지표가된다고하였다. 10 정상군과파킨슨병환자군, 뇌졸중환자군 을대상으로이중모음에서의 F2 slope를비교한또다른선행연구의결과에서도, 파킨슨병환자군과뇌졸중환자군에서한단어만을제외하고모두정상군보다완만한 F2 slope를보여, F2 slope는마비말장애의말운동결함 (speech motor control deficits) 의중증도를양적으로측정할수있는음향음성학적 변인으로볼수있음을제시한바있다. 1 문장수준에서말명료도와음향음성학 적인변인의관계에대한연구에서는근위축성측삭경화증환자와파킨슨병환 자가산출한문장에서의모음공간, F2 slope 와말명료도의관계에대해서살 펴보았다. 연구결과, 근위축성측삭경화증환자군과파킨슨병환자군모두정 - 5 -
상군에비해축소된모음공간을보였으며완만한 F2 slope를보였다. 이는정상군에비해모음발성시입술, 턱, 혀와같은조음적인움직임이적다는것을의미하며, 좁은모음공간과완만한 F2 slope는낮은말명료도와상관이있다고제시하였다. 12 하지만국내선행연구중파킨슨병환자를대상으로한음향음성학적연구를보면단모음을이용하여음성정보, 포먼트의주파수특징, 음향모음공간을살펴보는연구 8,24,25 들이대부분이며이중모음에관한연구는부족한실정이다. 이중모음을이용한선행연구들을보면무의미음절이나무의 미단어를사용해서포먼트특징을확인한연구들이많았다. 2,26-28 하지만이는 일상생활에서사용하는단어가아니었으므로실제발화시의포먼트주파수와다른결과가나올수있다는한계점이있다. 일상생활에서쓰이는이중모음이들어간단어를이용해연령에따른 F2 slope의차이를분석한선행연구는정상성인을대상으로노화에따른 F2 slope에대한연구이었으므로, 환자군과정상군의이중모음에서의 F2 slope를비교해보는병리학적인연구가필요할것으로보인다. 29 따라서본연구에서는이중모음이들어간단어에서파킨슨병환자군과정상군의 F2 slope에차이가있는지를살펴보고자한다. 이중모음에서의 F2 slope 와전이구간, 전이정도를확인해보아환자군과정상군의조음이움직임의속도와범위에있어서어떠한측면에서차이가나타나는지를객관적으로확인해볼수있을것이다. - 6 -
1.3. 연구가설 1. 단어에포함된이중모음의 F2 slope 생성에있어서파킨슨병환자군이 정상군에서보다더완만할것이다. - 7 -
제 2 장연구대상및방법 2.1. 연구대상 본연구는 50~70대 30-32 의성인으로전문의에의해파킨슨병 (Parkinson's disease) 으로진단된여성환자 9명 ( 평균연령 59.2±4.52) 과, 신경학적질환병력이없으며연령대를대응시킨정상여성성인 10명 ( 평균연령 59.6±4.25) 을대상으로하였다 ( 표 1). 각대상군모두여성에한해서선정하였는데, 이는일반적으로여성이남성보다조음활동이활발하며각모음당조음점을뚜렷하게가지고있기때문에여성의모음공간이남성에비해잘보존되어있기때문이다. 또한남성은여성보다축소된모음공간을가지고있어조음명료도에영향을줄수도있기때문에대상자를여성으로선정하였다. 8 두집단간연령에차이가있는지를통계적으로검정한결과유의확률은.739로유의한차이가없었다. 파킨슨병환자군의발병후경과기간은평균 8.3(±3.24) 년이었으며, H&Y stage는 1~4에해당하였다. 선행연구 33,34 를참고로하여연구대상을다음과같이선정하였다. 첫째, 이중모음의발음특성상방언의영향을배제할필요가있으므로서울 / 경기지역에거주하며표준어를사용하는사람을대상으로하였다. 2 둘째, 약의 on-off 여부가과제수행에영향을미칠수있으므로과제수행시간은일관적으로항파킨슨제복용후다음복용시간사이의약효과가지속되는상태 (on-state) 에서실시하였다. 셋째, 읽기과제를수행하므로인지에문제가있거나치매를동반한경우도대상에서제외하였다. 한국판간이정신상태검사 (Korea Mini Mental State Exam, K-MMSE) 결과에서 25 점이상을보이는환자만포함하였다. 35 환자군 의평균점수는 27.8(±1.09) 점, 정상군의평균점수는 28.8(±0.92) 점이었다. 넷째, 우울증이있는경우말산출시조음에영향을준다는선행연구 36 를바탕으로우울증이있는경우대상에서제외하였다. 한국판단축형노인층우울증평가척도 (Geriatric Depression Scale Short Form Korea version, GDSSF-K) - 8 -
에서 5점이하인환자만포함하였다. 37 환자군의평균점수는 2.3(±1.22) 점, 정상군의평균점수는 2.5(±1.18) 점이었다. 다섯째, 읽기과제를수행하므로시각장애를동반하지않으며문장수준의읽기가가능한환자를대상으로하였다. 돋보기를사용하여읽기가가능한경우에는연구대상에포함하도록하였다. 본연구에서는읽기가능여부를알아보기위하여과제수행전에연습용문장을제시하고읽기가가능한경우에만본과제를실시하도록하였다. 연습용문장은 가을문단 ( 김향희 ) 의첫문장인 우리나라의가을은참으로아름답다. 를읽도록하였다. - 9 -
표 1. 대상자정보 군대상자연령 H&Y Age of POT 2 stage 1 onset 학력 K- MMSE 3 GDSSF- K 4 1 59 2 7년 52 대졸 27 3 2 57 3 9년 48 고졸 28 4 3 62 3 10년 52 대졸 26 2 4 59 3 12년 47 고졸 29 4 환자군 5 56 3 8 년 48 대졸 28 2 6 58 3 10년 48 고졸 29 1 7 57 2 7년 50 대졸 27 1 8 55 1 1년 54 고졸 27 1 9 70 4 11년 59 고졸 29 3 1 57 대졸 29 2 2 61 대졸 28 2 3 59 고졸 29 1 4 63 대졸 30 4 정상군 5 57 고졸 27 2 6 57 고졸 30 1 7 56 고졸 29 3 8 57 고졸 28 2 9 59 대졸 29 4 10 70 고졸 29 4 1 H & Y stage : Hoehn & Yahr stage 2 POT : 발병후경과시간 3 K-MMSE : 한국판간이정신상태검사 4 GDSSF-K : 한국판단축형노인층우울증평가척도 - 10 -
2.2. 연구방법 2.2.1. 평가단어 평가단어는 /j/ 계이중모음인 /ja/ 를이용한 야자, /ɰ/ 계이중모음인 /ɰi/ 를이용한 의자, /w/ 계이중모음인 /wi/, /we/ 를각각이용한 위장, 왜가리 이다. 이러한이중모음은짧은시간에혀의위치가전후로많이움직이게되고 성도는가장극적인움직임을보이기때문에 F2 slope 를뚜렷하게볼수있는 좋은단어문맥이될수있다. 1 단어는일상생활에서쉽게쓰이는이중모음단 어로선택하였으며, / 이중모음 + 파열음 ( 파찰음 )+ 모음 / 의구조로이중모음다음 의파열음 ( 파찰음 ) 이스펙트로그램상에서앞의모음과분명하게구별되도록 하였다. 표 2. 사용단어 이중모음계통 이중모음 ( 활음 + 단모음 ) 단어예시 /j/ 계 /ja/ 야자 /ɰ/ 계 /ɰi/ 의자 /w/ 계 /wi/ /we/ 위장 왜가리 - 11 -
2.2.2. 검사도구와자료수집 음성자료는연구자가직접대상자의집이나직장을방문해서수집하였다. 음성자료는디지털녹음기 recording MD walkman(sony, MZ R909) 로녹음하였으며, 마이크는 ECM-MS907(Sony) 를사용하였다. 대상자는의자에앉은자세를취하도록하였으며, 입에서 10cm 떨어진곳에마이크가위치하도록하였다. 자료수집은 4개의단어가적힌종이를보여주며연구자가 4개의단어를한번읽어주었다. 이후 4개의단어세트를한번다읽은후다시한번읽도록설명해주었고이와같은방식으로세번읽게하도록하였다. 대상자 1명당 12개의단어를녹음하였으며, 총 432개의발화데이터를모두분석하였다. 2.2.3. 자료분석 수집한총 432개의발화데이터는 Praat의스펙트로그램을통하여분석하였다. 이중모음의시작점은오실로그램 (oscillogram) 에서모음구간을먼저확인하고스펙트로그램의파형을비교하여 F2 주파수가안정적으로시작하는구간으로정하였다. 또한시작점의 F2 대역폭 (bandwidth) 은 500Hz가넘지않는것으로하였다. 1,2,26,38 또한 F2 slope의시작점과끝나는점은 20Hz/20ms 규칙을기준으로삼아 20ms 기본구간당 20Hz 이상의주파수변화가있는부분을전이구간으로 설정하였다. 1,39 F2 slope 가전이방향에의해음수값이나타나는경우는절대 값을취하여구하였다. - 12 -
그림 1. 단어 야자 의 F2 slope 구간 ( 위 : 정상군, 아래 : 환자군 ) - 13 -
2.2.4. 통계분석 발화데이터는 SPSS(Statistical Product and Service Solution, Version 18.0) for Window 프로그램을이용하여통계적으로검정하였다. 각단어에서두대상군간의 F2 slope, 전이정도, 전이구간의차이를살펴보기위해맨- 휘트니검정 (Mann-Whitney U-test) 을실시하였다. 유의수준은 0.05미만으로하였다. 2.2.5. 신뢰도분석 2.2.5.1. 검사자내신뢰도 전체자료의 10% 를무작위로선정하여 F2 slope 를재측정하였다. 검사자의 두측정결과에대하여피어슨상관분석 (Pearson correlation) 을실시하였으 며, 분석결과통계적으로유의한상관관계를보였다 (r=0.944, p<.01). 2.2.5.2. 검사자간신뢰도 전체자료의 10% 를무작위로선정하여언어장애전문가 1급자격증을소지한제 2 검사자가 F2 slope를측정하였다. 제 1 검사자와제 2 검사자의두측정결과에대하여피어슨상관분석 (Pearson correlation) 을실시하였으며, 분석결과통계적으로유의한상관관계를보였다 (r=0.903, p<.01). - 14 -
제 3 장결과 3.1. 각단어에서군간의 F2 slope 비교 대상군에따른 F2 slope와전이정도, 전이시간에대한기술통계량은표 3 과같다. 우선, 네개의단어에서파킨슨병환자군의 F2 slope가정상군의것보다완만했다. 또한네개의단어모두에서파킨슨병환자군이정상군보다전이정도가작은반면, 전이구간은길었다. 그림 2. 단어 야자 ( 좌 ) 와 의자 ( 우 ) 의집단별 F2 궤도 - 15 -
그림 3. 단어 위장 ( 좌 ) 와 왜가리 ( 우 ) 의집단별 F2 궤도 - 16 -
표 3. 대상군간전이정도, 전이구간, F2 slope 의기술통계량 ( 평균 (± 표준편차 )) 전이정도 (Hz) 전이구간 (ms) F2 slope (Hz/ms) 단어대상군정상군환자군정상군환자군정상군환자군 야자 의자 위장 왜가리 전체 980.85 1173.83 1141.54 719.74 1003.79 (±250.84) (±310.00) (±174.85) (±200.45) (±293.49) 771.39 965.69 1084.05 661.86 870.75 (±126.22) (±204.48) (±448.05) (±253.39) (±318.65) 149.57 (±24.28) 157.83 (±40.10) 151.26 160.19 (±25.28) (±23.25) 6.56 7.83 (±1.04) (±2.15) 5.18 6.12 (±0.72) (±1.16) 114.00 (±22.85) 90.50 (±14.04) 136.94 (±40.68) 128.85 107.44 127.98 (±42.32) (±48.78) (±37.84) 10.24 8.18 6.43 (±1.70) (±2.10) (±1.63) 8.27 6.16 8.20 (±1.78) (±0.92) (±2.19) 대상군에따른 F2 slope 를맨휘트니검정으로확인한결과는표 4 와같다. 검정결과네개의단어모두파킨슨병환자군이정상군보다완만한 F2 slope 를 보였으며, 유의수준.05 에서통계적으로유의한차이가있는것으로나타났다. 표 4. 대상군간 F2 slope 의맨 - 휘트니검정 단어야자의자위장왜가리 * p<.05 대상군 F2 slope 중위수사분위수범위 정상군 6.46 1.56 환자군 4.97 0.75 정상군 8.16 2.62 환자군 6.33 1.18 정상군 9.85 2.50 환자군 8.46 2.29 정상군 7.00 2.92 환자군 5.99 1.80 p.006 *.022 *.041 *.018 * - 17 -
그림 4. 대상군간 F2 slope 평균 - 18 -
3.2. 각단어에서군간의전이정도와전이구간비교 대상군에따른전이정도와전이구간에통계적으로유의한차이가있는지확인한결과는표 5와같다. 검정결과, 전이정도에서는단어 야자 에서만유의한차이가있었으며, 다른세단어에서는유의한차이가없었다. 전이구간은네단어모두유의한차이가없는것으로나타났다. 표 5. 대상군간전이정도와전이구간의맨 - 휘트니검정 자극단어야자의자위장왜가리 전이정도.041 *.050.935.683 전이구간.935.595.253.595 * p<.05-19 -
제 4 장고찰 음향음성학적분석방법중혀의전후움직임을통해서성도의변화에따른조음움직임의특징을잘나타낼수있는지표는 F2 slope이며, 이러한 F2 slope는두개의조음동작이하나의단위로산출되는이중모음환경에서이다. 그런데 F2 slope는정해진전이구간동안어느정도의거리를움직인것인지에대한값이므로이두요인의값에따라 F2 slope가달라질수있다. 본연구에서는파킨슨병환자들이정상대조군에비하여이중모음이포함된네개의단어자극모두에서완만한 F2 slope를보였다. 즉, 파킨슨병환자군이정상군에비하여이중모음의전이시구강내에서혀의움직임의속도를느리게하거나혹은움직임의범위를더작게하였다는것을의미한다. 이러한결과는환자군에서완만한 F2 slope를보인선행연구들 1,10-12 의결과와도일치하였다. 파킨슨병환자들은구강내조음기관 (articulator) 의약화, 경직, 운동완서등으로인하여움직임의범위혹은속도에제한을받으며이는조음에부정적인영향을준다. 특히, 혀의경직은조음기관의운동범위를줄어들게한다. 혀는구강의모양을변형시켜공명에영향을주며공기의흐름을막기도하면 서소리를산출해내는역할을한다. 41 혀는내부근육과외부근육들이연결되어 여러방향으로움직일수있으며그범위또한넓어서조음에있어중요한기능을한다. 3,42 그러나파킨슨병환자를비롯한마비말장애환자는혀의경직으로인하여혀가충분히움직일수없기때문에그움직임이빨리멈추게된다. 따라서목표로하는조음위치에서정확하게산출할수없어조음이부정확해 진다. 19 마비말장애환자의혀의힘, 조음교대운동속도, 조음의정확성을측정한 선행연구 43 에서는정상성인에비해세가지측정치가모두저하되었으며이러한말결함은마비말장애의중증도와도높은상관관계를가진다고하였다. 파킨슨병환자는운동완서로인해조음시움직임의속도가느리게나타난다. 그러나조음교대운동에서는속도가빨라지기도하는데이는실제로조음기관은느리게움직이지만성도내에서움직임의범위가제한되어있기때문에나 - 20 -
타난다. 19,21,44 음향학적인분석에서는이를모음공간으로확인할수있다. 모 음공간은화자의혀움직임으로그공간의크기가생성된다. 정상성인에비해 마비말장애환자의모음공간은축소되어있는데, 이는모음을조음할때적절 한혀위치에도달하지못하였거나정상성인보다혀를좀더중설위치에가 깝게유지시켰다고볼수있다. 3 한선행연구 11 에서는마비말장애환자와정상 성인의모음공간을비교하면서구어속도에따라서두집단간의모음공간이다르다고하였다. 정상성인의구어속도가느리면모음공간은증가하여혀의움직임이모음의목표지점에좀더정확하게도달한다고하였다. 그러나마비말장애환자는정상성인보다구어속도가더느렸지만모음공간은확장되지않아조음움직임의범위가제한적이라는것을알수있다. 본연구의결과인파킨슨병환자군의완만한 F2 slope가느린혀의움직임속도로인한것인지, 구강내의혀의움직임범위가더작은것으로인한지를알아보기위해전이구간 ( 즉, 소요시간 ) 과전이정도 ( 즉, 움직임거리 ) 를함께확인해보았다. 우선, 전이구간이길다는것은혀의움직임이느리다는것으로볼수있다. 이로인해이중모음산출시두개의조음동작이빠르게연결되지않아성도의변화속도가느리다는것을의미한다. 본연구결과, 파킨슨병환자군이정상군에비해네단어모두전이구간이길었지만, 통계적으로유의한차이를보이지는않았다. 즉, 이중모음전이시혀의움직임의속도는정상군과비슷한것으로볼수있다. 다음으로, 전이정도가작다는것은혀의운동범위 (ROM) 가작다는것을의미한다. 따라서파킨슨병환자군의경우는경직이나혀근육약화로인하여이중모음을산출할때정상군에비해혀의위치가전방화혹은후방화된상태에서움직였거나, 혀의위치가정상군과같더라도그움직임이충분하지못한것으로볼수있다. 모음은자음과는달리발음에대한조음점이없기때문에턱, 혀, 입술과같은조음기관의움직임과그범위가감소되는파킨 슨병환자는조음시왜곡을보이며조음의정확도가떨어지게된다. 2 본연 구결과, 전이정도는파킨슨병환자군이정상군에비해작았다. 두대상군 - 21 -
간에차이가있는지를검정한결과단어 야자 에서통계적으로유의한차이를 보였으며 의자 에서도파킨슨병환자군의전이정도가정상군에비해작은경향성을보였다. 결국, 본연구에서대상군간의 F2 slope에유의한차이를보였다는결과는전이구간보다는전이정도에의한영향이더큰것으로볼수있다. 많은선행연구들에서파킨슨병환자들의혀움직임의속도가정상군에비해느리다고보고하였다. 그러나본연구에서는정상군에비하여파킨슨병환자군이속도저하의경향성은보였으나통계적차이는관찰되지않았다. 그에반해운동범위는저하된것이관찰되었고, 결국이로인하여 F2 slope가완만해졌다고결론내릴수있다. 이상의내용을종합해볼때, 다음과같은임상적의의를생각해볼수있다. 현재까지국내에서이루어진연구중이중모음을이용하여음향음성학적인특성을확인해본연구는매우드물었으며 F2 slope를이용한연구는부재한상황이다. 본연구는국내에서이루어진바가없었던파킨슨병환자군의 F2 slope에대해서살펴보았다는점에서의의를둘수있다. F2 slope를측정함으로써혀의운동성을확인할수있고, 파킨슨병이라는질환이구강운동에미치는영향, 더나아가말운동에미치는영향을알수있다. 따라서 F2 slope는말운동의결함에대해서확인할수있는민감한지표라고할수있다. 그리고이중모음을통한 F2 slope 분석은추후환자의말명료도를평가할때임상가의주관적인청지각적평가를뒷받침할수있는객관적인평가자료가될수도있을것이다. 그리고치료전후환자의조음향상효과를비교하기위한객관적인지표로서활용될수있다는점에서도그의의가있다. 본연구가지니는제한점과후속연구를위한제언은다음과같다. 첫째로, 본연구는단어수준에서의 F2 slope만을측정하였다. 그러나실제발화는문장과같이단위가길며, 소리를산출할때각분절이서로영향을주며음향음성학적인특징은수정된다. 따라서단어수준에서의 F2 slope는한계가있을수도있다. 따라서후속연구에서는적절한음운환경에서단어와문장수준에서의 F2 slope에차이가있는지비교해볼수있을것이다. 둘째로, - 22 -
본연구에서의대상자수가환자군 9명, 정상군 10명으로매우적었다. 추후에는좀더많은수의대상자를모집하여연구해볼필요가있을것이다. 셋째로, F2 slope는청지각적인말명료도평가를뒷받침할수있는객관적인자료로활용될수있다고하였으나본연구에서는말명료도에관한평가는이루어지지않았다. 따라서후속연구에서는 F2 slope와말명료도의청지각적인평가와의상관성을연구해볼수있을것이다. - 23 -
제 5 장결론 본연구에서는 50-70대여성집단의파킨슨병환자와정상성인을대상으로이중모음으로구성된단어에서 F2 slope가집단간에어떠한차이를보이는지살펴보았고, 더불어이중모음산출시의전이구간및전이정도또한확인하였다. 그결과, F2 slope는파킨슨병환자군이정상군보다더완만하였다. 이는파킨슨병환자군이정상군보다구강내에서혀의움직임의속도를느리게하거나혹은움직임의범위를더작게하였다는것을의미한다. 전이구간은파킨슨병환자군이정상군보다더길었으나통계적으로유의한차이는보이지않았 다. 반면, 전이정도는더작게나타났으며단어 야자 에서만통계적으로유의 한차이를보였으며, 단어 의자 에서도파킨슨병환자군의전이정도가더작은경향성을보였다. 즉, 파킨슨병환자가이중모음산출시전이구간보다는전이정도에의한영향이더큰것으로볼수있으며, 이는경직으로인해혀의운동범위가작아져서인해정상군에비해구강내의움직임에제한을받고있다는것임을알수있다. 본연구를통해이중모음이포함된단어에서파킨슨병환자와정상성인의 F2 slope를비교해보아파킨슨병의과소운동성의특징에따른조음움직임의변화를살펴볼수있었다. 이러한결과는임상에서음향음성학적인분석방법을통해환자의말명료도를평가시임상가의주관적인청지각적평가를뒷받침할수있는객관적인자료가될수있으며, 치료후의향상효과를비교할수있는객관적인자료가될수있다는점에서그의의가있다. 향후에는단어와문장에서의 F2 slope 차이비교, F2 slope와말명료도의청지각적인평가와의상관성과같은다양한관련연구를기대해볼수있다. - 24 -
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부록 1. 한국판간이정신상태검사 (Korea Mini Mental State Exam, K-MMSE) K-MMSE 평가항목반응점수 년 1 시간지남력 월 1 일 1 요일 1 계절 1 나라 1 장소지남력 시, 도 / 군, 읍 1 현재장소 1 몇층 1 무엇하는곳 1 기억등록 비행기, 연필, 소나무 3 주의집중및계산 100-7, -7, -7, -7, -7 5 기억회상 비행기, 연필, 소나무 3 이름대기 2 지시수행 3 언어 따라말하기 1 지시수행 1 시각적구성 쓰기 1 오각형보고그리기 1 총점 : 점 / 30 점 - 29 -
부록 2. 한국판노인우울척도단축형 (Geriatric Depression Scale Short Form Korea Version, GDSSF-K) 귀하의우울정도에관한질문입니다. 다음질문중귀하가해당하는곳에동그라미해주시기바랍니다. 1. 삶이공허 ( 허무 ) 하다. 예 / 아니오 2. 나의삶에기본적으로만족한다.* 예 / 아니오 3. 대체로행복하다.* 예 / 아니오 4. 살아있다는사실이아주기쁘다.* 예 / 아니오 5. 기분좋게사는편이다.* 예 / 아니오 6. 최근들어활동이나관심거리가줄었다. 예 / 아니오 7. 나에게나쁜일이닥쳐올까두렵다. 예 / 아니오 8. 자주무기력해진다. 예 / 아니오 9. 내삶이가치가없다. 예 / 아니오 10. 내가처한상황이절망적이다. 예 / 아니오 11. 다른사람들이나보다는잘지내는것같다. 예 / 아니오 12. 자주따분해진다. 예 / 아니오 13. 예전보다기억력이많이떨어졌다. 예 / 아니오 14. 기운이넘치는것같다.* 예 / 아니오 15. 외출하는것보다는집에있는것이좋다. 예 / 아니오 * 는역코딩문항 - 30 -
부록 3. 단어 의자 의 F2 slope 구간 ( 위 : 정상군, 아래 : 환자군 ) - 31 -
부록 4. 단어 위장 의 F2 slope 구간 ( 위 : 정상군, 아래 : 환자군 ) - 32 -
부록 5. 단어 왜가리 의 F2 slope 구간 ( 위 : 정상군, 아래 : 환자군 ) - 33 -
ABSTRACT F2 slopes of Korean diphthongs: comparison between Parkinson's disease groups and normal groups Lee Hye-Jin The Graduate Program in Speech and Language Pathology Yonsei University Acoustic analysis is an objective way to measure speech characteristics to overcome the limitations of perceptual analysis of speech intelligibility. The 2nd formant is related to the horizontal movement of the tongue and to the place of articulation, By measuring the F2 slope of diphthongs of patients who have neurological disorders, we can discover articulatory function problems. A low F2 slope means the articulatory movement is slower, and the tongue moves slowly within a reduced range. Therefore, measurement of the F2 slope can be a dynamic method of reflecting the rate of speech movement, and can predict speech intelligibility. This study aimed to examine the differences of F2 slopes between a group of Parkinson's disease patients and a normal group. The Parkinson's disease group consisted of nine females between the ages of 50 to 70 who were diagnosed with Parkinson's disease. The normal group consisted of ten females in the same age range without any - 34 -
neurological disease. The task was to read four words(yaja, uija, wijang, waegari) three times, and the words were analyzed by computer program Praat. The results are as follows. The F2 slope of the Parkinson's disease group was lower than that of the normal group. The transition duration of the Parkinson's disease group was longer than that of the normal group, and the transition extent of the Parkinson's disease group was smaller than that of the normal group. The Parkinson's disease group showed slower movement over a longer time than the normal group, and tongue movement for this group was more limited than for the normal group, due to pathological characteristics. Through this study, acoustic analysis using diphthongs can be an objective measurement that can assist perceptual measurement to evaluate speech intelligibility and compare progress after speech treatment. Further studies can investigate the following. First, comparing F2 slopes in words and sentences can be done. Second, studying the relationship between F2 slopes and perceptual analysis of speech intelligibility can be done. keywords : Parkinson's disease, F2 slope, diphthongs - 35 -