ISSN 2288-1328 (Print) ISSN 2288-0917 (Online) Commun Sci & Dis 2014;19(3):352-360 Original Article Characteristics of Vowel Space and Speech Intelligibility in Patients with Spastic Dysarthria Sungyun Kim a, Jung Hwan Kim b, Do-Heung Ko c a Department of Speech Pathology, Duru Barun Social Cooperative, Wonju, Korea b National Rehabilitation Center, Seoul, Korea c Division of Speech Pathology & Audiology, Hallym University, Chuncheon, Korea Correspondence: Jung Hwan Kim, MD, PhD Korea National Rehabilitation Center, 58 Samgaksan-ro, Gangbuk-gu, Seoul 142-884, Korea Tel: +82-2-901-1801 Fax: +82-2-901-1591 E-mail: view1492@gmail.com Received: July 3, 2014 Revised: August 16, 2014 Accepted: September 18, 2014 This article was supported by the research grant from the Kangwon National University & Hospital School of Medicine and is based on the thesis of the first author. Objectives: Characteristics of dysarthria include decreased speech intelligibility and changes in vowel space parameters, but details on spastic type have not been reported in Korea. The objective of this study is to determine if there is any difference in speech intelligibility or the parameters related to the vowel space between people with no speech disorders and patients with spastic dysarthria. Methods: This study consists of total 30 subjects, 15 in the spastic dysarthria group and 15 in the normal control group, comparing speech intelligibility, vowel space area, and related parameters (vowel articulatory index, formant centralization ratio [FCR], and F2 ratio). Results: First, for the interval scale of speech intelligibility at the level of context vowels, the control group had a median of 1.02 points and the patient group had a median of 2.07 points (p < 0.001). Second, the spastic dysarthria group had smaller vowel space area, smaller vowel articulatory index value, greater FCR, and smaller F2 ratio than the normal group (p < 0.05). Conclusion: This study shows decreased speech intelligibility and vowel space in spastic dysarthria patients with objective data from vowel-space-related parameters (such as vowel space area itself, vowel articulatory index, formant centralization ratio, and F2 ratio). Keywords: Dysarthria, Vowel space, Intelligibility, Acoustic analysis 경직형마비말장애 (spastic dysarthria) 의경우에조음기관근육의과대긴장 (hypertonia) 이나과소긴장 (hypotonia) 으로인해특정한음소들을조음하는데어려움을나타낸다고하였으며, Duffy (2005) 는혀나입술, 하악의협응이부적절하여모음의왜곡이심하게나타난다고하였다. 마비말장애환자의구어적평가방법으로의사소통의효율성을나타내는말명료도 (speech intelligibility) 는의사소통의성공정도를반영하는지표이다. 이는화자및청자의개인적경향, 대화상황시소음의정도, 메시지의언어학적특성, 메시지전달매체등과도연관되며, 의사소통상황에서전달되는메시지의정확성에미치는주요변수이다 (Hustad, 2006, 2008). 즉, 화자가전하는구어신호를청자입장에서얼마나잘알아들을수있는가의정도를의미한다. 선행연구만으로는마비말장애의중증도가심하여말명료도가나쁠수록마비말장애환자가발성하는모음이모음공간면적등의 측면에서음향학적으로도일정한방향성이있는지, 또한이것이환경 ( 고립모음 / 문맥모음 ) 에따라비슷한패턴을보이는지여부를제시하지못하고있으며, 더욱이마비말장애의하위유형 ( 경직형등 ) 에대한기술이부족하다 (Lee, 2010b). 말운동장애연구영역에서말명료도는임상적인진단과평가그리고치료전략으로직접연관되는연구로서의의미를지니며, 기능적인의사소통능력과직결되는주요변수이기에, 다양한언어학적조건속에서의말명료도연구가요구된다고하였다 (Hustad, 2007). 현재말명료도평가가마비말장애화자발화에대한주관적인평가인반면에음향학적평가는객관적인평가로모음의포먼트측정및모음사각도등의모음공간에대한연구가병행되고있다. 특히, 모음공간면적 (vowel space area) 은마비말장애화자의말명료도혹은모음의정확한조음과관련이있고, 말의길이에따른모음 352 http://www.e-csd.org Copyright 2014 Korean Academy of Speech-Language Pathology and Audiology This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/ by-nc/3.0) which permits unrestricted noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
경직형마비말장애의말명료도와모음공간특성 김성윤외 공간면적에차이가있음이보고되고있으나경직형마비말장애에특화된연구는없다 (Ferguson & Kewley-Port, 2007; Higgins & Hodge, 2002; Liu, Tsao, & Kuhl, 2005; Neel, 2008; Weismer, Jeng, Laures, Kent, & Kent, 2001). Kim, Hasegawa-Johnson 과 Perlman (2011) 은영어가모국어인미국인마비말장애 ( 경직형등의하위유형은불분명 ) 환자대상으로말명료도와여러음성분석결과가연관된다는보고를하면서, 모음공간이기여한다고하였으나, 그정도는명확히밝히지못하였다. 국내에서는마비말장애환자를대상으로문맥적상황에서의말명료도와모음공간을연구한연구가있었으나 (Lee, Han, & Park, 2010), 마비말장애각하위유형, 이를테면경직형마비말장애의모음공간과말명료도에대한결과는보고되지않았고, 마비말장애화자에대한말명료도평가와음향학적특성에대한단순결과는보고되고있으나아직까지일반인대상청지각적말명료도와음향학적분석간의관계에관한연구들이미약한실정이다 (Lee, 2010b). 따라서본연구에서는마비말장애의하위유형중경직형마비말장애환자에서, 틀구문을사용한문맥모음에따른말명료도와고립 / 문맥모음에서의모음공간특성을비교제시하고자한다. 이를위하여경직형마비말장애환자군의수행을정상군의수행과비교분석한후, 각집단에서고립모음과문맥모음상황에서음향학적분석에서의차이여부를확인하고자한다. 등간척도법에의하면청취자는각소리자극을듣고눈금이그려진연속적인선위에환자의상태에해당하는상태를수로표시하게된다 (Schiavetti, 1992). 오랫동안연구와임상분야에서널리사용되고있으며, 척도유형에따라서도다양한결과해석이제시되고있다 (Lee & Kim, 2009). 이검사는다른명료도검사에비해평가절차가용이하며, 비용이적게들기때문에효율적이다 (Schiavetti, 1992). 그러나평가자가가지고있는음성장애에대한고정관념으로인해정확한평가가이루어지지않는경우, 양극의점수보다는중앙에밀집하여평가하는경우와같은제한이있다 (Sim, 2011; Kim & Sin, 2007; Song, 2012). 때문에본연구에서는청취자로명료도검사에대한전문적인훈련을받은경험이없으며, 마비말장애유형별에따른말특성에대한전문지식이나경험이없는비전문가들에게명료도에대한척도를평가하게하였다. 마비말장애환자의정확한모음이조음과관련된다고보고하였으며, 모음공간면적에따라청자의이해정도에도차이가나타날수있으며, 환자에서모음공간이축소되고중앙화되는형태를가진다고하였다 (Namgung, 2008). 따라서모음공간이경직형마비말장애환자의말명료도와어떻게관계되는지도살펴보고자한다. 모음공간 (vowel space) 은 3차원조음공간인성도 (vocal tract) 를 포먼트 (formant) 의 2차원적인그림으로비유해인식하기쉽게나타낸것으로, 대표적으로제1포먼트와제2포먼트의좌표에점으로나타내어성도와혀의위치를고려한포먼트파라미터연구로서 (Neel, 2008), 모음사각도로표시하는경우가흔하다. 모음공간면적은제1포먼트 (F1, 경험적으로혀의높낮이 ) 와제2포먼트 (F2, 경험적으로혀의전후 ) 수치를이용하여사용하는모음의조합을통해측정할수있다. 국내연구에서는주로단모음의연장발성을이용하여음성정보나포먼트주파수의특징을살펴보는연구가많이이루어져왔으나 (Lee, Park, & Chung, 2000; Park, Park, & Kim, 2004), 본연구에서는단모음수준과문맥수준에서의모음을모두논하였다. 모음공간면적을산출하는공식은 F1과 F2 수치를 2차원적인단면에두었을때나타나는면적을분할하여직각의선을연결하여수학적으로도출한것으로, 모음공간을나누는데있어 3, 4, 5각형등다양하게나타낼수있다. 본연구의모음공간면적공식은 Vorperian과 Kent (2007) 가제시한모음사각도면적의공식을한국어꼭지모음 (corner vowels) 에맞게유도한것이다 (Kang, Yoon, Lee, & Seong, 2010). 모음공간면적은불규칙한모음사각도의두꼭지점에서모음사각도안쪽으로수선의발을그어교차하는좌표의점까지네개의직각삼각형으로구역을나누고, 각공간의면적을합하여완성되는것으로해석할수있다. 모음의조음지수 (vowel articulatory index, VAI) 는마비말장애환자들의조음움직임측정에사용되는삼각형모음공간면적또는사각형의모음공간면적수치들의불안정과그로인한통계검정에있어서의둔감함을보완하기위해제안된공식이다 (Skodda, Visser, & Schlegel, 2011). 또한모음중앙화비율 (formant centralization ratio, FCR) 은 VAI와역수관계로, 민감도는유지하면서, 화자개인간의변수에의한차이를줄여표준화하기위해고안된공식이다 (Skodda et al., 2011). FCR은 VAI와역수관계이므로공식에서분자에있는포먼트주파수가증가할수록, 모음사각도의모양은모음공간표준좌표에서중앙화된것으로 ( 시각적으로 ) 인식되며, 이는 FCR 수치의증가로이어진다. 반대로모음사각도의모양이바깥으로확장되어넓어질수록, FCR 수치는감소되는경향을보인다. 마지막으로 F 2 ratio (F 2/ 이 //F 2/ 우 /) 는모음사각도에서나타나는입술의원순성과평순성의대립을가장나타낼수있는모음 / 이 / 와 / 우 / 로 F 2 ratio를통해조음오류를살펴보고자하였다 (Kang et al., 2010). 연구방법연구대상본연구의대상자는 2010년 3월부터 2012년 11월까지 O대학병 http://www.e-csd.org 353
Sungyun Kim, et al. Vowel Space & Intelligibility in Dysarthria 원재활의학과전문의로부터마비말장애로진단받고, 언어병리학석사과정인현직언어치료사 1인과, 1급자격증을소지한 3년이상의임상경험이있는언어치료사이면서동시에언어병리학전공의박사학위과정인 1인 ( 총 2인 ) 에의해 2005년 Duffy의기준에따라경직형마비말장애로판단된남자환자군 15명 (N=15) 과정상집단으로마비말장애및기타신경언어영역의이상소견이없는남자정상군 15명 (N=15) 을대상으로하였다. 환자군에서평가수행이불가능하거나인지및병의중증도등을고려하여평가에부적절한환자들은연구통제를위해제외되었으며, 마비발장애에있어서심도의환자를제외한경도와중도의환자들을대상으로하였다 (Lee et al., 2010). 또한실어증여부를판단하기위해실어증-신경언어장애선별검사 (screening test for aphasia & neurologic-communication disorders, STAND) 를통해선별되었으며, 검사결과실어증및실행증을동반하지않은경우로제한하였다. 또한환자들의인지기능수준을제한하여간이정신상태검사 (mini-mental state examination, MMSE) 점수는 25점이상만을허용하였다. 환자군모집시, 병원내담당의를통해사전에연구에대해충분히설명하였고, 담당의와환자에게연구참여동의를구하였다. 대상자와대상자보호자의보고를통하여일상생활에어려움을초래하는인지와청력문제는없음을확인하였다. 연구대상의정보는다음 Table 1에요약하였다. 음향평가도구 Praat (version 5.2.16), 녹음설정 (sampling rate 192,000 Hz, 16 bit, mono) 이탑재된컴퓨터에신호대잡음비 60 db 이상의마이크 CGS-710V model (condenser, uni-directional and goose-neck type, Charis, Korea) 를연결하여녹음및디지털화하였고, 컴퓨터로녹음후다운-샘플링은하지않았다. 검사절차실험장소및음성녹음본연구에서환자군음성녹음은 O대학병원내언어치료실내조용한곳에서실시하였으며, 환자와마주보는상태로평가를실시하였다. 정상군음성녹음은환자군음성녹음이이루어진동일공간에서수행하였다. 음성녹음시, 발화자의입과마이크사이의거리를 10-15 cm, 각 Table 1. Demographic information Normal group (N= 5) Patient group (N= 5) Gender Male Male Age (yr), mean± SD 65.8± 10.91 69.7± 9.32 도는 45도로유지되도록하였다. 발화자가휠체어또는의자에편안히앉은자세에서입과녹음기와의거리, 위치, 각도를조절하였다. 또한최대한편안하고자연스러운상태에서움직이지않도록주의를주고녹음을수행하였다. 말명료도과제발화과제는우리말꼭지모음으로구성된문맥모음이었으며, 실제항목으로는 / 이것을하드라한다 /, / 이것을해드라한다 /, / 이것을후드라한다 /, / 이것을히드라한다 / 로과제를구성하였다. 이것은구성된모음의 F1값과 F2값에불안정영향을최소화하면서음성학적문맥모음을통제하기위해모음앞에동시조음현상이작은기식음 / ㅎ / 를첨가하여발성하게하고, 뒤에파열음 / ㄷ / 을삽입하여모음구간을닫게한것이다. 과제녹음시대상자는각문맥모음을 1회연습후 4회반복하여실시하였다. 이를바탕으로환자와정상군간에문맥모음수준에서말명료도차이가있는지알아보고자하였다. 모음공간과제모음공간을보기위해고립모음과문맥모음으로나누어분석하였으며, 고립모음은우리말꼭지모음으로 / 아 /, / 이 /, / 우 /, / 애 / 의단모음으로구성하였으며, 문맥모음은 2음절로구성하였다. 녹음자료는 4개의우리말의꼭지모음 / 아 /, / 이 /, / 우 /, / 애 / 를환자가낼수있는최대연장발성시간 (maximum phonation time, MPT) 의측정을통해 1회연습후녹음하여구하였으며, 음성의약 1/3지점의안정구간을선택하였다. 검사수행에어려움을보일경우 5초이상의쉼을둔후에다시발성을유도하였다. 동일한방법으로 / 하드 /, / 해드 /, / 후드 /, / 히드 / 를 4회반복하여실시하였다. 자료분석말명료도 O대학병원내재활의학과소속의비전공자 (N=18) 가듣고 5점의등간척도로점수를표시하였다. 청취자는언어치료를전공하지않은 18명의비전문가적인평가자가참여하였다. 이들은모두병원내재활의학과소속으로남성 10명, 여성 8명으로명료도검사에대한훈련을받은경험이없었다. 그러나연구에사용된등간척도를사전에숙지하고본연구에참여하였다. 말명료도분석시, Lee 등 (2010) 의연구방법을참고하였으며, 등간척도유형에따른말명료도점수를알아보기위해 STAND 평가지에기록된 5점척도를이용하였으며, 세부기준도그대로사용하였다. 각기준은 [5점]-극심도 (extremely severe)-말을전혀안하거나못함, [4점]-심도(se- 354 http://www.e-csd.org
경직형마비말장애의말명료도와모음공간특성 김성윤외 vere)-발음이매우불분명하여거의알아들을수없음, [3점]-중도 (moderate)-발음이불분명하여알아들을수있는부분과알아듣기어려운부분이혼재함, [2점 ]-경도(mild)- 발음은불분명하나알아듣는데에는지장이없음, [1점 ]-정상(normal)- 말을알아듣는데전혀어려움이없음-으로하였다. 청지각평가자들은 15명환자의문맥수준의틀구문을듣고 5점등간척도로점수를표시했다. 청지각평가자들은컴퓨터에연결된스피커를통해일정한크기의수준으로들려주었으며, 스피커와의거리는 20 cm로조정하였다. 각발화는 1회만들려준뒤곧바로말명료도에대한척도를산정하도록하였다. 모음공간각꼭지모음별연장발성을통해모음의시작부에서약 1/3 지점으로안정적으로펄스신호 (pulse bar) 가생기고, 피치, 포먼트, 강도가최대한일정하게수평이되는부분을구간으로하여분석하였다. Praat 설정에서 5개의포먼트를계산하는것을표준으로잡고, 대상자전원이남자였으므로 5,000 Hz을상한값으로고정하였다. 고립모음과문맥모음별각 4회반복한값의평균을내어통계에적용하였다. 분석파라미터는 Kang 등 (2010) 의모음공간파라미터비교연구에근거하여다음과같은파라미터를적용하였고그공식은아래와같다. Area 4 = ½ [(F 2/ 이 /*F 1/ 애 /+F 2/ 애 /*F 1/ 아 /+F 2/ 아 /*F 1/ 우 /+F 2/ 우 /*F 1/ 이 /) -(F 1/ 이 /*F 2/ 애 /+F 1/ 애 /*F 2/ 아 /+F 1/ 아 /*F 2/ 우 /+F 1/ 우 /*F 2/ 이 /)] VAI = (F 2/ 이 /+F 1/ 아 /)/(F 1/ 이 /+F 1/ 우 /+F 2/ 우 /+F 2/ 아 /) FCR= (F 2/ 우 /+F 2/ 아 /+F 1/ 이 /+F 1/ 우 /)/(F 2/ 이 /+F 1/ 아 /) 정자간신뢰도는 / ㅏ /, / ㅐ /, / ㅜ /, / ㅣ / 각각에대해서평균측도 ICC가각각.989,.989,.989,.991 (all p<.001) 로, 중등도이상으로높게나타났다. 모음공간파라미터의자료분석에대한신뢰도를검증하기위해언어병리학전공대학원생 2명에게검사절차, 기록방법, 분석방법을자세히설명후전체수집된자료의 4개의음성샘플 ( 환자군 2 개, 정상군 2개 ) 을임의로선정하여 Praat 프로그램을사용하여포먼트주파수를분석하였으며, 포먼트주파수분석에대한측정자간신뢰도는평균 98% 로높게나타났으며, 신뢰도측정을위해사용한공식은다음과같다. 음향분석의측정자간신뢰도 (%) =( 측정자2가측정한 F1 또는 F2 평균치 / 측정자1 가측정한 F1 또는 F2 평균치 ) 100 결과처리통계분석은 SPSS version 17.0 을이용하였다. 환자군과정상군의문맥모음에따른말명료도차이를 5점척도로산출된값의중위수와사분구간을알아보기위해기술통계를실시하였으며, 그차이를알아보기위해두집단간에 Mann-Whitney U-test를실시하는등이후기술된모든통계는비모수방법을사용하였다. 모음공간면적의파라미터에대한고립 / 문맥모음상황에서환자군과정상군사이의차이를알아보기위해동일한통계인 Mann-Whitney U-test를실시하였다. 상관관계는 Spearman의상관계수를사용하였다. 1종오류는.05 이하로하였다. 연구결과 F 2 ratio=f 2/ 이 //F 2/ 우 / 문맥모음에따른말명료도점수의차이 신뢰도청취자들의등간척도에대한자료분석에대한신뢰도를검증하기위해측정자간신뢰도분석방법으로 SPSS version 17.0 의 intraclass correlation coefficient (ICC) 분석을이용하였다. 분석결과측 본연구에서나타난 5점척도를기준으로비전문가인청자들이듣고평가한말명료도평가의기술통계량및검정결과는 Table 2 에제시된바와같다. 문맥모음에서의꼭지모음들의명료도중위수는정상집단 1.20 Table 2. Speech intelligibility on a 5-point scale Vowel in context Normal (N= 15) Dysarthria (N= 15) Median IQR Median IQR / ㅏ / 1 1-1.1041665 2.166667 1.75-2.694444 2.00*** / ㅐ / 1 1-1.5 2.25 1.694444-2.694444 4.00*** / ㅜ / 1.027778 1-1.513889 2 1.888889-3.194444 5.00*** / ㅣ / 1 1-1.958333 2.33333 2-2.666667 17.50*** IQR= interquartile range. ***p <.001. U http://www.e-csd.org 355
Sungyun Kim, et al. Vowel Space & Intelligibility in Dysarthria Table 3. Results for the acoustic analysis Vowel space area Isolated In context VAI Isolated In context FCR Isolated In context F2 ratio Isolated In context Patients group (N= 15) Normal group (N= 15) Median (mean± SD) IQR Median (mean± SD) IQR 158492.25 (148352.40± 50280.87) 101240.83 (126494.74± 95489.43) 0.8487 (0.8356± 0.1303) 0.8186 (0.8036± 0.1708) 1.1782 (1.2276± 0.2145) 1.2215 (1.2993± 0.2815) 1.8842 (1.8308± 0.5358) 1.5601 (1.6734± 0.5883) 113,191.41-184,431.19 58,938.63-216,332.17 0.7492-0.9565 0.6705-0.9184 1.0455-1.3348 1.0888-1.4914 1.4558-2.1885 1.1714-2.3092 256,492.03 (226,691.33± 86,423.91) 191126.10 (202,790.68± 70,746.22) 1.0366 (1.0114± 0.1219) 0.9758 (0.9286± 0.1068) 0.9647 (1.0042± 0.1386) 1.0248 (1.0913± 0.1353) 2.6185 (2.2805± 0.6670) 2.1844 (2.1026± 0.3112) 169,164.77-300,112.78 143,297.97-257,543.86 0.9334-1.1133 0.8303-1.0160 0.8983-1.0714 0.9843-0.9843 1.6446-2.7902 1.9106-2.3606 U 46.00** 55.00* 35.00** 70.00 35.00** 70.00 63.00* 60.00* IQR= interquartile range; VAI= vowel articulatory index; FCR= formant centralization ratio. *p <.05, **p <.01. 점, 경직형마비말장애집단은 2.07점으로경직형마비말장애집단의명료도가정상집단에비해좋지않은것으로나타났다. 집단간차이를알아보기위한 Mann-Whitney U-test에서검정된모든모음에서환자군의말명료도가정상인에비해나쁜것으로나타났다 (U(/ ㅏ /)= 2.000, p<.001; U(/ ㅐ /)= 4.000, p<.001; U(/ ㅜ /)= 5.000, p<.001; U(/ ㅣ /)=17.500, p<.001). 이를보였고 (U= 63.00, p<.05), 문맥모음에서도유의미한집단간차이를보였다 (U= 60.00, p<.05) (Table 3). 말명료도와음향분석과의상관관계는환자군 15명에서 / ㅏ / 의말명료도와 VAI (FCR 도같은 Spearman s r값 ) 사이만유의미한상관관계를보여주었다 (Spearman s ρ of isolated vowel=.551, p<.05, Spearman s ρ of vowel in context =.532, p<.05). 집단간고립모음에따른모음공간파라미터집단 ( 환자군 / 정상군 ) 에따른모음공간파라미터에대한기술통계량및 Mann-Whitney U-test 결과는 Table 3에제시된바와같다. 집단에따른모음공간파라미터결과를살펴보면결과는다음과같다. 고립모음의모음공간의경우정상군의총면적은중위수 256,492.03, 환자군총면적은중위수 158,492.25 로나타났다. 고립모음에서 Mann-Whitney U-test를실시하여집단간유의미한차이를확인했다 (U= 46.00, p<.01). 문맥모음에서의모음공간의경우정상군의총면적은중위수 191,126.1, 환자군총면적은중위수 101,240.83 으로나타났다. 문맥모음에서모음공간면적의집단간차이를알아보기위해 Mann- Whitney U-test 를실시하여집단간유의미한차이를확인했다 (U= 55.00, p<.05). VAI ( 또는 FCR) 의고립환경의모음의경우, 정상군과환자군의차이를알아보기위한 Mann-Whitney U-test를실시한결과집단간유의미한차이를확인했고 (U=35.00, p<.05) 문맥모음에서는통계적차이를확인할수없었다. F 2 ratio는고립모음에서정상군과환자군사이에유의미한차 논의및결론본연구는마비말장애로진단받은환자중경직형마비말장애 15명 (N=15) 과정상군 15명 (N=15), 총 30명을대상으로문맥모음에서의말명료도지표와고립 / 문맥모음에서의모음공간파라미터를분석함으로서경직형마비말장애환자들에나타나는말명료도감소와모음공간파라미터특징을알수있었다. 정상인에비해경직형마비말장애환자에서저하된말명료도와정상인과환자사이의모음공간파라미터차이를알수있었다. 말명료도결과는동일한환경의문맥모음에서정상집단이환자집단보다명료도가좋다고할수있으며, 경직형마비말장애로인한말명료도감소가확인되었다. Pyo와 Sim (2005) 은명료도향상연구에서경직형마비말장애는음도및강도의변화가단조롭고대체로음도가낮아지며, 긴장성이심하게동반된쉰목소리를내고, 음도일탈과짧은호흡으로인한짧은발화가특징으로이는발성및발화를어렵게한다고보고하였다. 이를긴장성에의한모음공간축소로연결해생각해볼수있겠다. 즉, 음향학적인결과와임상가가상상하는, 실제축소된, 성도이미지를연결할수있겠고이를 356 http://www.e-csd.org
경직형마비말장애의말명료도와모음공간특성 김성윤외 아래에서자세히논한다. 집단간음절단위의증가에따른모음공간파라미터차이를보기위해 4개의모음공간파라미터들의수치를측정한본연구의해석은다음과같다. 첫째, 경직형마비말장애환자의모음공간면적은고립과문맥환경모두에서유의미하게작게나타났고, 문맥모음보다고립모음에서더통계적으로유의한경향이관찰됐다. 이러한결과는정상군이환자군보다더넓은모음공간을보존하였음을정량적으로보여주며, 고립과문맥모음모두에서이를조음기관에의해이루어진성도의, 정상군과환자군사이의, 실제차이로유추할수있도록해준다. 또한고립모음에서의차이가문맥모음에서의차이보다더뚜렷한경향을확인할수있었다. 둘째, VAI는고립과문맥모음환경모두에서환자군에서정상군에비해유의미하게작게나타났고, 문맥모음보다고립모음에서더유의한경향이었다. 이러한결과는고립모음과문맥모음에따른집단간 VAI 수치차이를통해서경직형마비말장애환자군모음조음의중앙화현상을보여준다. 이는 Ferrand (2006) 가마비말장애환자들의모음이중설화된포먼트패턴으로변화된다고한해외연구결과와합치된다. 셋째, FCR은고립모음과문맥모음환경에서모두환자군에서정상군에비해유의미하게크게나타났고, 문맥모음보다고립모음에서더유의한경향이었다. 이러한결과는 FCR이 VAI와역수관계를보이므로같은양상으로이해할수있다. 즉 FCR 수치의증가는경직형마비말장애환자군이정상군에비해모음의중앙화현상이두드러짐을말한다. Ferguson과 Kewley-Port (2007) 의연구와마찬가지로모음공간의중앙화가나타난결과를도출하였으며, 이는전술한 VAI에대한해석과동일하다. 넷째, F 2 ratio는문맥모음환경에서환자군에서정상군에비해유의미하게작게나타났고, 통계적지표도고립모음보다문맥모음에서더유의한경향이었다. F 2 값은혀의전후위치에따라변한다고하며정상군의 F 2 값과마비말장애 F 2 값의차이도커지게된다 (Lee, 2010a) 는설명과일치됨을보인다. 이러한결과는정상군과경직형마비말장애환자군에서혀의구강내에서의전방성의차이를보여주며이는혀의전후움직임또는입술의원순성과같은조음기관의움직임과직접적인연관성을보인다고해석할수있다. 다섯째, 기존연구에서주로사용한고립모음의분석에추가로본연구에서와같은문맥모음에서도비슷한결과를가져올수있음을보인의의가있겠다. 여섯째, 본연구결과에서경직형마비말장애에서말명료도와모음공간관련파라미터사이의관계는상관의경향성은보였으나, 많은파라미터에서통계적유의성까지뚜렷하게나타나진않았다. 하지만 VAI, FCR는통계적유의성이관찰되었다. 이를고려할때, 말명료도의한구성요소로서모음공간면적등의음향학적변수가영향을미칠가능성을확인하는데성공하였지만 (VAI, FCR), 전체파라미터에서확인하지는못하였기때문에, 그외언어적요소의중요성 (Hustad, 2008; Kim et al., 2011) 또한말명료도에중요할수있겠다는해석도역시가능하다. 또한모음공간면적그리고모음공간과연관된파라미터들만을고려할때, 정상인과경직형마비말장애에서의차이를보인통계분석에서는명확한차이를보였기때문에, 경직형마비말장애환자에서정상인에비해, 개인차에의한예외를뛰어넘는집단비교에서, 모음공간이실제성도에서줄어드는현상으로일관성있게해석할수있겠다. 전반적으로경직형마비말장애환자군은정상군에비해모음공간면적이좁았고 VAI 수치는작았으며, FCR과 F 2 ratio 수치는커졌다. Platt, Andrews, Young 과 Quinn (1980) 은말명료도에영향을미치는화자의변인으로줄어든모음공간 (vowel space) 을이야기하였으며, Ferguson 과 Kewley-Port (2007) 과 Lee (2010a) 은모음공간면적이말명료도와상관이있다고보고하였고, Neel (2008) 과 Kang 등 (2010) 역시관련파라미터들이모음공간면적과상관을보여준다고하였다. 이런문헌조사결과가마비말장애의세부형태인경직형에서도적용됨을본연구를통해서볼수있었고, 그객관적준거또한제시할수있었다. 본연구의제한점을더욱고찰하면서향후연구를염두에둔제언을기술한다. 첫째, 본연구는경직형마비말장애환자군에중점을두고말명료도와모음공간의특성을살펴보았다. 음향분석지표들사이의높은상관 (not described: 내적일관도높음 ) 에비해서, 마비말장애의임상적말명료도와상관관계가있는음향분석지표로는 VAI (FCR) 만제시되었고, 모음공간면적과 F 2 ratio는통계적경향성만보이는데에그쳤다. 좀더많은대상자를대상으로하여검정하는향후연구에서더정확히판별할수있을것이다. 둘째, 경직형마비말장애이외에다른하위유형에대한접근이필요하다는점이다. 음향학적측정치와말명료도와의관계에서각하위유형의특성을고려한연구가지속되어야할것이며본연구결과를포함하여향후연구는마비말장애의말명료도평가와중재에기반을마련할수있는규준의하나로제시될수있을것이라사료된다. 셋째, 말명료도의다양한평가방식 ( 등간척도방식을본연구에서사용하였고, 전사방식은다른연구에서볼수있음.) 에대한비교연구, 평가과제의언어학적특성을본연구와달리한연구, 그리 http://www.e-csd.org 357
Sungyun Kim, et al. Vowel Space & Intelligibility in Dysarthria 고모음공간의면적에따른파라미터이외에포먼트모양, 발성개시시간 (voice onset time), 모음산출길이등다양한음향학적분석치를이용한접근을통해마비말장애환자에대한접근과연구가지속되어야할것이다. 지금까지본연구는고립모음과문맥모음에따른집단 ( 환자군 / 정상군 ) 별말명료도와모음공간파라미터 (vowel space area, VAI, FCR, F 2 ratio) 의수치를통해차이를고찰하고, 또한향후이용가능한준거를마련하였다. 이러한결과가경직형마비말장애환자의말명료도변화에대한이해및평가와중재에보탬이될것을기대한다. 또한현재국내에서는마비말장애유형별접근을통한연구가제한적이며, 마비말장애전체에대한연구가주로이루어져있었다. 따라서본연구가그외마비말장애하위유형별다양한연구에도움이되기를기대한다. REFERENCES Duffy, J. R. (2005). Motor speech disorders: substrates, differential diagnosis and management (2nd ed.). St. Louis, MO: Elsevier Mosby. Ferguson, S. H., & Kewley-Port, D. (2007). Talker differences in clear and conversational speech: acoustic characteristics of vowels. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 50, 1241-1255. Ferrand, C. T. (2006). Speech Science: an integrated approach to theory and clinical practice (2nd ed.). Boston, MA: Pearson/Allyn and Bacon. Higgins, C. M., & Hodge, M. M. (2002). Vowel area and intelligibility in children with and without dysarthria. Journal of Medical Speech-Language Pathology, 10, 271-277. Hustad, K. C. (2006). A closer look at transcription intelligibility for speakers with dysarthria: evaluation of scoring paradigms and linguistic errors made by listeners. American Journal of Speech-Language Pathology, 15, 268-277. Hustad, K. C. (2007). Effects of speech stimuli and dysarthria severity on intelligibility scores and listener confidence ratings for speakers with cerebral palsy. Folia Phoniatrica et Logopaedica, 59, 306-317. Hustad, K. C. (2008). The relationship between listener comprehension and intelligibility scores for speakers with dysarthria. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 51, 562-573. Kang, Y., Yoon, K., Lee, H., & Seong, C. (2010). A comparison of parameters of acoustic vowel space in patients with Parkinson s disease. Journal of the Korean Society of Speech Sciences, 2, 185-192. Kim, H., Hasegawa-Johnson, M., & Perlman, A. (2010). Vowel contrast and speech intelligibility in dysarthria. Folia Phoniatrica et Logopaedica, 63, 187-194. Kim, S., & Sin, J. (2007). Articulatory and phonological disorders. Seoul: Sigma Press. Lee, O. (2010a). Voice education for dysarthria patients (due to brain injury). Daegu: JoongWoe Press. Lee, O. (2010b). Speech intelligibility and vowel space area. Cogito, 68, 7-26. Lee, O., Han, J., & Park, S. (2010). Speech intelligibility in syllables and vowel space according to dysarthric severity. Journal of the Korean Society of Speech Sciences, 2, 85-92. Lee, O., & Kim, S. (2009). A comparison of three equally-appearing interval scales for auditory-perceptual evaluation: preliminary study. Journal of Speech-Language Hearing Disorders, 18, 1-16. Lee, O., Park, S., & Chung, O. (2000). The acoustic characteristics of vowels in the patients with spastic dysarthria. Journal of Speech-Language Hearing Disorders, 9, 171-177. Liu, H. M., Tsao, F. M., & Kuhl, P. K. (2005). The effect of reduced vowel working space on speech intelligibility in Mandarin-speaking young adults with cerebral palsy. Journal of the Acoustical Society of America, 117, 3879-3889. Namgung, W. (2008). The acoustic characteristics of vowel in patients with dysarthria (Master s thesis). Wongwang University, Iksan, Korea. Neel, A. T. (2008). Vowel space characteristics and vowel identification accuracy. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 51, 574-585. Park, J. E., Park, E. S., & Kim, H. H. (2004), A study of acoustic characteristics of vowels in preschool cerebral palsy children with spastic diplegia. Korean Journal of Communication Disorders, 9, 116-128. Platt, L. J., Andrews, G., Young, M., & Quinn, P. T. (1980). Dysarthria of adult cerebral palsy. I: intelligibility and articulatory impairment. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 23, 28-40. Pyo, H. Y., & Sim, H. S. (2005). The research on the improvement of intelligibility for the patients with dysarthria: literature review. Special Education Research, 4, 35-60. Schiavetti, N. (1992). Scaling procedures for the measurement of speech intelligibility. In R. D. Kent (Ed.), Intelligibility in speech disorders (pp. 11-34). Philadelphia, PA: John Benjamins. Sim H. (2011). Characteristics of speech intelligibility and the vowel space in patients with Parkinson s disease (Master s thesis). Hallym University, Chuncheon, Korea. Skodda, S., Visser, W., & Schlegel, U. (2011). Vowel articulation in Parkinson s disease. Journal of Voice, 25, 467-472. Song, H. (2012). Effects of phonetic complexity and articulatory severity on per- 358 http://www.e-csd.org
경직형마비말장애의말명료도와모음공간특성 김성윤외 centage of correct consonant and speech intelligibility in adults with dysarthria (Master s thesis). Ewha Womans University, Seoul, Korea. Vorperian, H. K., & Kent, R. D. (2007). Vowel acoustic space development in children: a synthesis of acoustic and anatomic data. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 50, 1510-1545. Weismer, G., Jeng, J. Y., Laures, J. S., Kent, R. D., & Kent, J. F. (2001). Acoustic and intelligibility characteristics of sentence production in neurogenic speech disorders. Folia Phoniatrica et Logopaedica, 53, 1-18. http://www.e-csd.org 359
Sungyun Kim, et al. Vowel Space & Intelligibility in Dysarthria 국문초록 경직형마비말장애의말명료도와모음공간특성 김성윤 1 김정환 2 고도흥 3 1 두루바른사회적협동조합언어치료실, 2 국립재활원, 3 한림대학교자연대학언어청각학부 배경및목적 : 마비말장애환자는정상인에비해말명료도가저하되어있으며, 정상인에비해모음공간파라미터가다르다고보고되었다. 마비말장애중경직형에서말명료도에대한기초자료와모음공간의음성학적분석에대한기준수치를제시하고자한다. 방법 : 문맥모음에따른말명료도를경직형마비말장애로분류된환자군 15명과정상군 15명, 총 30명의남자를대상으로하여비교하였고, 동일한환자군내에서모음공간과관련파라미터 (vowel articulatory index [VAI], formant centralization ratio [FCR], F 2 ratio) 를비교하였다. 결과 : 문맥모음수준의말명료도등간척도는정상군중위수 1.02점, 환자군중위수 2.07점으로나타나정상군보다환자군에서더알아듣기힘든것으로나타났다 (p<.001). 4개의모음공간파라미터에서경직형마비말장애환자군은정상군에비해모음공간면적이좁았고 VAI 수치는작았으며, FCR과 F 2 ratio 수치는컸다 (p<.05). 논의및결론 : 본연구를통해경직형마비말장애환자의말명료도저하를보았고, 모음공간파라미터의객관적인준거를제시하여경직형마비말장애음향의정상인과의차이를정량적으로확인할수있었다. 핵심어 : 마비말장애, 모음공간, 명료도, 음향분석이논문은 2009년도강원대학교병원 / 강원대학교의학전문대학원의연구비지원으로저술되었으며, 제1저자의석사학위논문내용에근거함. 참고문헌 강영애, 윤규철, 이학승, 성철재 (2010). 파킨슨병환자의음향모음공간파라미터비교. 말소리와음성과학, 2, 185-192. 김수진, 신지영 (2007). 조음음운장애. 서울 : 시그마프레스. 남궁원 (2008). 마비말장애환자의모음산출에대한음향음성학적특성연구. 원광대학교대학원석사학위논문. 박지은, 박은숙, 김향희 (2004), 학령전기경직형하지마비아동이산출한모음의음향음성학적특징. 언어청각장애연구, 9, 116-128. 송한내 (2012). 조음복잡성및조음중증도에따른마비말장애인의자음정확도와말명료도. 이화여자대학교대학원석사학위논문. 심희정 (2011). 파킨슨병환자의말명료도와모음공간특성. 한림대학교대학원석사학위논문. 이옥분 (2010). ( 뇌손상으로인한 ) 마비말장애발성과발화지도. 대구 : 도서출판중외. 이옥분 (2010). 말소리명료도와모음공간면적의상관성. 코기토, 68, 7-26. 이옥분, 김소연 (2009). 음성장애청지각적평가를위한등간척도법비교. 언어치료연구, 18, 1-16. 이옥분, 박상희, 정옥란 (2000). 경직형운동구어장애자의모음의음향학적특성. 언어치료연구, 9, 171-177. 이옥분, 한지연, 박상희 (2010). 마비말장애심각도에따른음절단위말명료도와모음공간. 말소리와음성과학, 2, 85-92. 표화영, 심현섭 (2005). 마비성말장애의명료도향상을위한연구동향 : 문헌적고찰. 특수교육, 4, 35-60. 360 http://www.e-csd.org