220 언어치료연구 청각장애아동의어음인식예측을위한 조음지수적용에관한예비연구 김유경*, 박희정**, 이영숙*, 석동일*** Application of the Articulation Index for Predicting Speech Recognition of Hearing

220 언어치료연구 청각장애아동의어음인식예측을위한 조음지수적용에관한예비연구 김유경*, 박희정**, 이영숙*, 석동일*** Application of the Articulation Index for Predicting Speech Recognition of Hearing Impaired Children Yu-Kyung Kim, Hee-Jeong Park, Young-Sook Lee, Dong-Il Seok, Ph. D. <Abstract> This study explored the application of the Articulation index(ai) as a predictor of the speech recognition performance of severe hearing impaired children with hearing aids and with cochlear implant. Eleven hearing impaired children participated in this study, including 6 children with hearing aids and 6 children with cochlear implant. The AI values were calculated following the procedure of Mueller and Killion(1990) and speech recognition proportion were measured by Early Speech Perception(ESP) test that was modifications by Kim(1998). The results of this did not have significant correlation existed between AI and speech recognition in children with hearing aid and cochlear implant. Thus we need to more research for application of AI with hearing impaired children. 검색어 : 조음지수, 어음인식, 청각장애

언어치료연구 221 Ⅰ. 서론 1. 연구의의의 인간은태어나자라면서끊임없이타인과의사소통을하게되며이때가장중요한영 역은듣기와말하기이다. 그러나듣기기능이열악한청각장애아동은제한된소리의지 각으로의미있는소리를인식하지못하여의사소통에많은어려움을지니게된다. 즉, 청 각장애아동의제한된청력은어음인식에문제를초래하여언어발달, 조음및음운발 달, 인지발달등에영향을미친다. 따라서청각장애아동의어음인식능력을평가하는 것은미래의의사소통능력을예견할수있는중요한수단이다. 현재많은어음인식검사가개발되어있으나, 청각장애아동에게어음인식검사를적 용하는것은쉬운일이아니다. 특히청각장애아동의조기청각보조기착용은필수적 인데반하여유소아 청각장애에게사용할수있는표준화되고객관적인어음인식검사 는매우부족한실정이다. 뿐만아니라구어능력이아직발달되지않은유소아의 말 인지력을예견하기위한특별한방법또한알려져있지않다( 김수진, 2001). 조음지수는 (Articulation Index: AI) 청자가들은구어정보의양을청력역치에기초 하여한개의수치로표현한가장일반적인가청력지수(audibility index) 이며, 어음인 식과밀접한관계를가진다. 또한조음지수는주파수밴드각각의청각적구어정보의 양과어음인식을위한밴드의중요성에기초하고있으므로 (Souza et al., 2000) 구어스 펙트럼에기초한어음인식영역이주파수별로청력도에존재하여, 청자의청력역치를 통하여청자가들을수있는평균어음을수치적으로산출할수있다. 초기조음지수는다양한조건하에서정상청력자의어음인식을예측하기위해개발 되었으나현재는청각장애인의어음인식을예측하기위해사용되고있다 (Humes, 1986). 특히대상자의어음인식을예측하여대상자에게가장적합한보청기를선택하고 적합(fitting) 하는데사용되거나, 보청기의효과를측정하기위해많이사용되고있다 (Souza et al, 2000). 즉, 조음지수는난청의정도와청력형에따라음성언어의정보를 얼마만큼수용할수있는가를순음청력검사의청력도를가지고대략적이나마추측하기 위해만들어진것이다( 박미혜, 2001).

222 언어치료연구 보통청각장애아동은간단한조건화활동을사용한순음청력검사, 행동관찰검사, 유희청력검사등을통하여대략적인청력역치를획득할수있으나정상아동에비해 언어발달이지체되고어음인식검사의방법면에서실시하는데어려움이있기때문에청 각보조기착용후단기간에어음인식검사를실시하는것은무리가있다. 즉, 단순히음 의유무를탐지할수있는단계에있는유소아의 경우순음청력검사결과만으로청 능프로그램을계획하여야한다. 그러나이와같은결과만으로아동의어음인식을예측 하여청능프로그램을계획하는것은무리가있다. 더욱이청각보조기의사용연령이 점차낮아지고있는오늘날의현실에비추어볼때, 유소아 청각장애인에게적용가능 한어음인식검사는절실히요구된다. 뿐만아니라현재많은청각장애아동들이인공와 우이식수술을하는데반하여, 인공와우이식을결정하기이전에고려해야할사항으로 보청기의효과를측정하는검사는매우부족한실정이다. 그러므로아동의어음인식을 보다정확히예측하기위한지속적인연구와개발이요구된다. 2. 연구문제 어음인식의예측은아동의의사소통을예견하는데중요한의의를지닌다. 따라서본 연구는청각장애아동에게조음지수를적용하여, 현재국내에서사용하고있는어음인 식검사와비교분석함으로써청각장애아동의어음인식을예측하기위한조음지수의 유용성을살펴보고자하였다. 청각장애아동의조음지수와어음인식의관련성을알아 보기위해구체적인연구문제를다음과같이설정하였다. 첫째, 보청기착용아동의조음지수와어음인식은상관관계가있는가? 둘째, 인공와우이식아동의조음지수와어음인식은상관관계가있는가? Ⅱ. 이론적배경 조음지수는 1947년 French 와 Steinberg 에의해개발되어임상적적용을위해약 50년 에걸쳐여러연구자들에의해수정, 보완되면서그계산법에많은변화를가져왔다 (Roeser et al., 2000). 여러학자들마다다른계산법을사용하였지만, 학자들이기초로한

언어치료연구 223 대표적인조음지수계산법은다음과같다. Flench 와 Steinberg(1947) 에의해개발된조음지수계산법은구어이해를위해가장중 요한주파수영역을 200~ 6,100Hz 로지정하고이를 20개의주파수영역으로나누어각 영역에동일한값을배분하였다. 각주파수영역에배분된값들은 -12dB 에서 +18dB 까지 신호대잡음비를변화시키면서, 즉, 30dB 범위내에서변화하는신호대잡음비의변화 에따라구어스펙트럼의인지를위해필요한값을계산하여각주파수에배당되는점 수를산출하였다. 이계산법에따른조음지수는 0에서 1 사이에존재하며, 조음지수가 1 일경우에는모든구어를완벽하게들을수있으며, 0.5는들을수있는구어신호의에 너지가반임을의미하고, 0.3보다적을경우에는구어를이해하기어려움을의미한다 (Newby & Popelka, 1992). ANSI S3.5(1969) 에따른조음지수계산법은 250~4,000Hz 주파수에서한옥타브각 각의배당점수를계산하여산출하였으며, 각영역의배당점수는 Flench 와 Steinberg 조 음지수계산법(1947) 에기초한신호대잡음비의변화에따른각옥타브영역의어음인 식중요성에따라처리하였다 (Humes, 1986). 이계산법에따른조음지수는어음인식에 있어서청력손실치가미치는결과와참조적으로비교하였다. 예를들어, 단어와음절을 조음지수와비교분석해본결과조음지수가.2 일경우, 단어수준에있어서 50% 어음 인식이가능하다고보고하였다 (Roeser et al., 2000). 즉, 조음지수는소음상에서나타나 는구어스펙트럼의비율을대표하는것으로구어신호와소음의주파수, 강도를분석한 (Newby & Popelka, 1992) 가상현실을위한공식이아닌현실적인적용을위한값이다 (Pavlovic & Studebaker, 1986). 그러나조음지수를산출하기위해각주파수영역에서신호대잡음비를계산하는 작업은결코단순한작업이아니다. 조음지수는복잡한계산법이요구되므로학자들은 산출의번거러움을해결하기위해보다쉬운계산법을개발하거나, 조음지수계산법에 기초을둔다른청각적지수를개발하였다 (Newby & Popelka, 1992). 현실적인임상적용을위해보다편리하게개발된조음지수계산법으로는 Pavlovic (1988) 에의해개발된 A o 버전이있다. A o 버전에서는 500, 1,000, 2,000, 4,000Hz 영역에중 요한구어역동범위가존재한다고보았다. 조음지수는보청기의각주파수별삽입이 득을각주파수에서합하여 500, 1,000, 2,000, 4,000Hz 의구어역동범위를변화시킨후,

224 언어치료연구 변화된역동범위에대상자의청력도를기록하여구어역동범위내에포함된값으로 산출한다. 연구자들은이를통해청각보조기를통해들을수있는구어정보의변화를 살펴봄으로서, 청각보조기를통한증폭의효과를평가하였다 (Pavlovic, 1988). Mueller 와 Killion(1990) 에의해개발된계산법또한대상자가들을수있는평균구어 를백분율(0 ~100%) 로환산한것으로조음지수산출이용이하다. 이계산법에따르면, 조 음지수는 100 개의점이찍힌청력도(Count-the-Dot Audiogram) 상에대상자의청력역 치를기록한뒤, 청력역치위에있는점의개수만큼 100 에서차감하여구하였다 (Roeser et al., 2000). Schow 와 Nerbonne(1996) 은 85% 미만의조음지수를가진대상자에게는 보청기의사용을권유해야하며, 의사소통을평가하는부가적인검사가요구된다고하였 다. 비록이와같이여러가지조음지수계산법이있지만, 모두구어가청력의양을산출 하기위해조음지수를산출한다는공통점이있다. 산출된조음지수는특별한구어샘플 에서이용가능한전체음향학적인비율을대표하는것으로, 직접적인듣기평가에의해 얻어진정보에서어음인식을예측하기위해사용된다. 이외에도조음지수는상담, 구어 명료도예측, 증폭시스템의선택, 감각과신경청력손상의구별, 개개인의청력보조장 치에따른대상자의듣기이해를파악하기위해사용되며, 청력검사정보, 언어적, 사회 적, 정서적정보, 청력손상으로인한어휘의어려움, 개인의청력손실로인한지각의 특이성등과접목하여의사소통능력을예측할수있다 (Holcomb et al., 2000). 이상에서살펴본바와같이, 조음지수계산법은수정보완되면서발전을거듭해왔다. 그러나현재까지도조음지수의임상적활용은미약하며, 학자마다다른조음지수의계 산법으로인해조음지수활용이혼동되고미약한발전을보이고있다. Ⅲ. 연구방법 1. 대상 본연구의대상은대구경북 지역에거주하는아동으로부모나담당교사에의해정 서적행동적시각적 결함을수반하지않는청각보조기를 6개월이상착용한아동이

언어치료연구 225 다. 대상아동은모두 12 명으로 ( 남: 7 명, 여: 5 명), 보청기를착용한아동 6 명( 남: 3 명, 여: 3 명) 과인공와우를이식한아동 6 명( 남: 4 명, 여: 2 명) 이다. 대상아동모두는순음청력검 사가가능하며, 대구시내의청각장애학교나청각언어 클리닉에서청각장애교육및 언어치료를전공한전문가들로부터교육을받고있다. 대상아동의평균생활연령은만 5세 5 개월이며, 청각보조기를착용한평균청력역치는 40dB HL 이다. 또한보청기를 착용한아동의평균생활연령은만 4세 2 개월, 보청기를착용한평균청력역치는 44dB HL 이며, 인공와우를이식한아동은평균생활연령이만 6세 9 개월, 인공와우를이식한 후평균청력역치는 37dB HL 이다. 대상자의구체적인특성은표 3.1 과같다. < 표 3.1> 연구대상아동의개인별특성 대상아동 성별 청력생활연령 청력손실시기 청각보조기 청각보조기착용기간 청각보조기착용후청력역치 청각보조기유형 ( 말소리합성법 * ) A 남 2세5개월선천성보청기 23개월 40 starkey B-13 B 남 3세선천성보청기 15개월 46 Hansaton TrimanteⅡ C 여 3세8개월선천성보청기 23개월 53 Hansaton Diamant D 남 3세10 개월선천성보청기 9개월 65 Hansaton Dixy 49 power E 여 5세9개월선천성보청기 45개월 30 Hansaton Diamant F 여 6세4개월선천성보청기 36개월 30 Siemens Music P G 여 2세5개월선천성인공와우 H 남 4세선천성인공와우 I 남 4세2개월선천성인공와우 J 남 7세7개월선천성인공와우 K 여 13세3 개월선천성인공와우 L 남 8세10 개월선천성인공와우 8개월 28 13개월 29 19개월 48 19개월 35 19개월 46 19개월 35 Nucleus CI-24 (ACE) Nucleus CI-24 (ACE) medel combi 40+ (CIS) medel combi 40+ (CIS) medel combi 40+ (CIS) Nucleus CI-24 (ACE) * 인공와우이식아동의말소리합성법

226 언어치료연구 2. 검사도구및연구절차 1) 보청기및인공와우착용역치 본연구의대상아동들의청각보조기착용과미착용청력역치는 250-8,000Hz 사이 에서옥타브별로측정하였다. 청각보조기착용시자극음은음장에서스피커를사용하 여진음(warble tone) 으로제시하였으며, 평균역치는 4 분법으로환산하였다. 또한대상 아동은버튼누르기로반응하도록지시받았으나, 버튼누르기가어려운어린아동들은 제시음을듣고고리끼우기및퍼즐끼우기로반응하도록지시받았다. 2) 조음지수 (AI) 점수 본연구에서는조음지수를계산하기위해임상적적용이비교적용이한 Mueller 와 Killion(1990) 에의해개발된조음지수계산법을따랐다. 조음지수는 < 부록 1> 에서제시 된 100개의점이찍힌청력도상에보청기착용후청력역치또는인공와우착용후 청력역치를그려넣어역치이상점들의개수를헤아려 백분율 (%) 로산출하였다. 100에서차감하여조음지수를 3) 초기말인지검사 아동의어음인식을측정하기위해 Moog 와 Geer(1990) 에의해개발된 Early Speech Perception(ESP) 검사를기초로한김수진등(1998) 이개발한초기말인지검사를실시하 였다. 검사는듣기만으로조용한방에서실시하였으며, 검사자가대상아동과책상을사 이에두고보청기착용아동의경우는좋은쪽귀에서인공와우를이식한아동은이식 된귀쪽에서일상대화수준(65dB) 의음성으로검사어휘를제시하였다. 6세이상아동 에게는표준수준검사를 그림에나타난사물을무작위로 6 세미만아동에게는낮은수준검사를사용하였다. 검사자는 2 회씩명명하여아동이그림을지적하도록하였다. 변별 의난이도가낮은순서에따라, 음절형태변별, 이음절단어인지, 일음절단어인지를실

언어치료연구 227 시하여대상아동의어음인식을검사하였다 ( 김수진, 1998). 3. 자료처리 보청기를착용한청각장애아동과인공와우이식을한청각장애아동각각의조음지수점수와어음인식능력을평가하여백분율(%) 로환산하여도표화하였다. 또한조음지수점수로어음인식능력을예측할수있는지알아보기위해각검사결과에대한평균, 표준편차를구하고, Pearson 상관계수를이용하여두점수간의상관관계를살펴보았다. Ⅳ. 결과및논의 본연구는청각장애아동의청력도를기초로한조음지수를청각장애인의어음인 식을예측하기위한지수로사용하기위해현재사용중인어음인식검사와비교분석하 여그유용성을살펴보았다. 1. 보청기를착용한청각장애아동의조음지수와어음인식과의상관 보청기를착용한청각장애아동의조음지수와어음인식점수를백분율로나타낸결 과는 < 그림 4.1> 과같다.

228 언어치료연구 백분율 (%) 100 AI 어음인식 80 60 40 20 0 A B C D E F 보청기착용아동 < 그림 4.34> 보청기착용아동의조음지수와어음인식능력 6 명의보청기착용아동으로부터얻은각각의조음지수와어음인식능력에대한평 균, 표준편차, Pearson 상관계수의통계처리결과는 < 표 4.1> 과같다. < 표 4.1> 보청기착용아동의조음지수와어음인식점수의평균, 표준편차와상관계수 평균 (X ) 표준편차 (SD) 상관계수( 유의확률) 조음지수 25.33 28.37 어음인식 61.00 36.85.563(.245) < 표 4.1> 에서보는바와같이보청기착용아동의조음지수와어음인식은.05 통계 수준에서유의미한상관관계를보이지않았다. 이와같은결과는 Byrne(1992) 가고주파 수대에청력손실이있는급하강형 (sloping) 은조음지수의적용이정확하지않다는연구 결과와일치한다. 따라서고주파수대에청력손실이있는청각장애아동의경우저주파 수대의잔존청력을이용하여초분절적인요소를인지하고이를통해단어를변별하는 것이가능하므로고주파수의청력역치로인해조음지수가낮아졌음에도불구하고높은

언어치료연구 229 어음인식점수를획득할수있었을것으로여겨진다. 또한, 2세 5개월된대상자 A와 6세 4개월된대상자 F의경우조음지수가유사함에 도불구하고나이든아동( 대상자 F) 이나이어린아동( 대상자 A) 에비해훨씬높은어음 인식점수를획득하였다. 뿐만아니라 3세인대상자 B와 3세 8개월인대상자 C도대상 자 A에비해조음지수가낮음에도불구하고상대적으로높은어음인식점수를획득하 였다. 이는나이든아동이나이어린아동에비해언어연령이높고, 재활기간이오래되 었을뿐만아니라보다체계적인사고가가능하므로보다나은어음인식점수를획득할 수있었을것으로생각된다. 2. 인공와우이식아동의조음지수와어음인식과의상관 인공와우를이식한청각장애아동의조음지수와어음인식점수를그래프로나타내면 < 그림 4.2> 와같다. 백분율 (%) 100 AI 어음인식 80 60 40 20 0 G H I J K L 인공와우이식아동 < 그림 4.2> 인공와우이식아동의조음지수와어음인식능력

230 언어치료연구 < 표 4.2> 는 6명의인공와우이식아동으로부터얻은각각의조음지수와어음인식점 수에대한평균과표준편차, 상관계수의통계처리결과이다. < 표 4.2> 인공와우이식아동의조음지수와어음인식점수의평균, 표준편차와상관계수 평균 ( X ) 표준편차 (SD) 상관계수( 유의확률) 조음지수 46.33 28.15 어음인식 66.83 15.94.687(.132) < 표 4.2> 에서보는바와같이인공와우이식아동의조음지수점수와어음인식은.05 통계수준에서유의미한상관관계를보이지않았다. 급하강형의보청기착용아동의청 력형과달리인공와우이식아동의청력형이수평형임에도불구하고조음지수와의상관 관계가유의미하지않은결과는인공와우이식아동의청력역치가일반적으로최적의 상태로유사하게조정되므로각대상자들은비슷한조음지수점수를획득할수있는반 면인공와우이식아동의어음인식은연령과수술시기및아동이지니고있는청능능 력의변인에따라많은차이를나타낼수있기때문으로여겨진다. 따라서본연구결과에의하면청각장애아동을대상으로한조음지수는어음인식을 예측할수없었다. 뿐만아니라연구결과에서알수있듯이보청기를착용한집단의대 상자 B와대상자 F는인공와우를이식한집단에비해매우낮은조음지수점수를나타 냈음에도불구하고어음인식점수는인공와우이식아동과유사하였다. 따라서본연구 결과보청기를착용한집단과인공와우를이식한집단간의조음지수와어음인식의관계 는차이가있음을예측할수있었다. 두집단의조음지수와어음인식의상관관계의이러 한차이는장기적인연구로규명할수있을것으로여겨진다. 조음지수는정상청력을가진정상인을대상으로한어음능력을예측하는하나의 지수로사용되어왔고, 여러연구가들이이것을임상적으로적용하기위해수정하고변 형하였다. 현재는주로청력이손상된청각장애인들의어음능력을예측하고그들에게 최적의보청기를선택하고적합하는데주로사용되거나보청기의효과를측정하는데주 로쓰이고있다(Souza et al., 2000). 따라서조음지수를통한어음인식을예측하거나 보청기를평가하기위해서는더많은연구가이루어져야할것이다. 특히인공와우이식아동에게조음지수를적용한선행연구는극히드물다. 뿐만아

언어치료연구 231 니라조음지수는청각장애에대한지각정도와조음지수사이의관계, 피험자의연령, 성, 청력손실의정도및청력도에나타난기울기등의변수에영향을받는다(Holcomb, 2000). Souza(2000) 는또한조음지수를이용하여가청도와보청기의효과를연구하였는 데그결과가청도의향상과실험집단의의사소통능력의점수사이에는체계적인관 계가없었으며향상된가청도는보청기의증폭특성에대한전반적인만족과도아무런 관련이없었다고보고하였다. 그러나, 향상된가청도는보청기를매우자주이용하는환 자들과는관련이있는것으로보고하였다. 따라서조음지수를청각장애인에게적용하기 에앞서조음지수에영향을미치는변수들에관해좀더구체적인연구가이루어져야 할것이다. Ⅴ. 결론및제언 본연구는청각장애아동의어음인식을예측하기위한조음지수적용의유용성을밝 히기위한기초연구로서보청기를착용한아동 6명과인공와우이식을한아동 6명을 대상으로조음지수와어음인식간의상관관계를규명하고자하였다. 구체적인연구문 제에따라얻어진주요결과를요약하면다음과같다. 첫째, 보청기를착용한집단은조음지수와어음인식은유의미한상관관계를보이지 않았다. 둘째, 인공와우를이식한집단은조음지수와어음인식은유의미한상관관계를보이 지않았다. 본연구에서얻어진결과가청각장애아동의어음인식예측을위한조음지수의유용 성을증명할수는없었으나, 본연구에서는조음지수에영향을미치는변수즉, 성별, 연령, 청력형, 청력역치, 청각보조기착용기간, 아동의학습태도등에대한다양한변인 들이체계적으로통제되지못하였으므로이러한변인들에관한후속연구로보다명확한 규명을할수있을것으로여겨진다. 뿐만아니라현재성인에게는보청기의효과및적 합을위해조음지수가적용되고있으므로대상자에따른조음지수의유용성도살펴볼 수있을것이라여겨진다. 또한현재개발된조음지수계산법은다양하므로계산법에 따른다양한조음지수와어음인식을비교분석함으로써보다어음인식예측을위해유

232 언어치료연구 용한조음지수를살펴볼수있을것으로여겨진다. 마지막으로조음지수와어음인식능력에대한종단적인연구가이루어짐으로써조음지수적용이청각장애인의재활프로그램에좀더적절히적용될수있을것으로여겨진다. 참고문헌 김수진. (1998). 인공와우이식아동의전기자극역치및역동범위의변화와말인지 및어휘발달. 미간행박사학위청구논문 : 대구대학교대학원. 김수진. (2001). 인공와우의효과를평가하기위한조음지수의사용. 언어치료연구, 10(1), 119-134. 박미혜김준철. (2001). 교사와부모를위한청각활용가이드 : 대구경북 청각연구 회. 미간행도서. Byrne, D. (1992). Key issues in hearing aid selection and evaluation, Journal of the American Academy of Audiology, 3(2), 67-80. Holcomb L. M., Nerbonne M. A. & Konkle. D. F. (2000). Articulation index and hearing handicap. Journal of the Academy of Audiology, 11(4), 224-229. Humes L. E, (1986). Application of the articulation Index and the speech transmission index to the recognition of speech by normal-hearing and hearing-impaired. Journal of Speech and Hearing Research, 29, 447-462. Humes L. E,. (1986). An evaluation of several rationales for selecting hearing aid gain. Journal of Speech and Hearing Disorders, 51, 272-281. Mueller H. G. & Killion M. (1990). An easy method for calculating the articulation index. The Hearing Journal, 45(9), 14-17. Newby. H. A., & Popelka, G. R. (1992). Audiology (6th ed.). New Jersey: Prentice-Hall. Pavlovic. C. V. (1988). Articulation index predictions of speech intelligibility in hearing aid selection. American Speech-Language-Hearing Association, 30(6/7), 63-65. Pavlovic. C. V., Studebaker. G. A., & Sherbecoe. R. L. (1986). An articulation index based procedure for predicting the speech recognition performance of

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234 언어치료연구 < 부록 1> 대상아동 J 의조음지수계산법(Mueller H. G. & Killion M., 1990 인용) 250 500 1K 2K 4K 0 20 40 60 80 100

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