이완형과경직형마비말장애남성의이중모음 / 야, 위, 의 / 의음향음성학적특성 변해원 아주대학교의과대학예방의학교실 교신저자변해원아주대학교의과대학예방의학교실경기도수원시영통구원천동산5번지송재관 10층 e-mail: byun@ajou.ac.kr tel.: 031-219-5302 배경및목적 : 이중모음은활음과모음의빠른연결로생성되는데, 청지각적평가만으로는오류의위치와형태를구체적으로살펴보는데어려움이있다. 이연구의목적은정상남성과경직형, 이완형마비말장애남성을대상으로이중모음 / 야, 위, 의 / 의시간점에따른음향음성학적특성을통해서혀와턱의움직임을중심으로산출특성을살펴보는데있다. 방법 : 경직형마비말장애화자 4 명과이완형마비말장애화자 2 명, 정상성인 10 명을대상으로컴퓨터스크린에제시된 / 햐다 /, / 휘다 /, / 희다 / 를읽는방법으로자료를수집하였다. 수집된이중모음은스펙트로그램을통해서전체구간이 4 구간으로나누어졌으며, 각시간점의평균포먼트수치를분석하였다. 결과 : / 야 / 의산출과정에서이완형마비말장애집단은정상집단과경직형마비말장애집단보다전이구간이더길게나타났다. / 위 / 에서는모든구간에서경직형집단과이완형집단의혀가후방화되어조음이되었다. / 의 / 에서는정상집단과경직형마비말장애집단은턱과혀의움직임이거의나타나지않았지만, 이완형마비말장애집단은산출과정에서턱과혀의움직임이나타났다. 논의및결론 : 이연구결과는마비말장애화자의이중모음산출특성을살펴보기위한기초자료로활용될수있을것이다. 언어청각장애연구, 2010;15;66-78. 핵심어 : 마비말장애, 이중모음, 음향음성학 Ⅰ. 서론 마비말장애는중추신경및말초신경의손상으로나타나는대표적인말장애로서주로청지각적평가 (auditory-perceptual judgement) 를통해구분된다. 그러나청지각적평가는다양한척도가혼용되고있고, 임상가의주관적인판단에의존하기때문에정량화가어려우며, 회복에따른환자의미묘한변화를객관적으로제시하지못한다는제한점을지니고있다. 따라서이러한청지각적평가의단점을보완하기위해서음향음성학적분석방법을사용한다 (Ferrand, 2006). 마비말장애화자의이중모음산출의음향음성학적분석은크게두가지측면에서중요하다. 첫째, 마비말장애화자의이중모음의오류를활음구간, 전이 구간, 모음구간으로구분하여시각적으로살펴볼수있다. 마비말장애를구분하는청지각적평가에서의조음평가요소에는모음의오류를모음왜곡 (distorted vowels) 과혀의마비로인한어둔한혀놀림 (thick tongue) 만으로구분한다 ( 서미경, 2006). 그러나똑같은모음왜곡을보이는대상이라할지라도오류에영향을미치는조음산출과정은서로다를수있다. 따라서청지각적인평가에서의모음분류만으로는마비말장애화자의다양한모음오류를구분하는데어려움이있다. 특히이중모음은두개의서로다른목표모음과전이구간으로구분되어있다. 따라서음향음성학적인분석방법을통하여이중모음의산출과정에서의오류를구간별로구분하여살펴본다면산출과정에서의대상자의특성을보다세밀하게파악할수있다. 둘째, 청지각적평가를보완하여턱과 게재신청일 : 2009 년 10 월 19 일 최종수정일 : 2010 년 1 월 5 일 게재확정일 : 2010 년 1 월 9 일 c 2010 한국언어청각임상학회 http://www.kasa1986.or.kr 66
변해원 / 이완형과경직형마비말장애남성의이중모음 / 야, 위, 의 / 의음향음성학적특성 혀의세밀한움직임을분석할수있다. 신지영 (2000) 은모음의조음에서중요한세가지요소로입술의오무림정도, 혀의전후위치, 입을벌리는정도를설명하였다. 이중한가지의이상이발생해도정확한모음산출이어렵다. 그러나마비말장애환자들은중추신경또는말초신경의손상으로턱과혀, 입술등의조음기관의움직임이세밀하지못하다. 따라서대화에서의모음산출시모음산출을위한턱과혀, 입술의세밀한협응력이떨어진다. Ferrand(2006) 는마비말장애화자를대상으로모음의포먼트를분석하였는데 /i/, /a/, /u/ 의경우중설화된포먼트패턴이나타났다고하였다. 이는마비말장애환자의경우모음산출시혀의전후위치와입을벌리는정도에이상이있었음을의미한다. 특히이중모음은활음과모음의빠른연결로생성되는데, 활음부분은조음동작의변화속도가빠르고, 시각적으로조음에서구강내의혀의움직임을살펴보기어렵다. 따라서음향음성학적분석방법을사용하면청지각적으로확인하기어려운이중모음의오류구간과혀와턱의세밀한움직임을간접적으로확인할수있다. 마비말장애를대상으로모음의음향음성학적특성을살펴본국외연구에서는 F1과 F2의모음사각도 (Ziegler et al., 1983; Turner et al., 1995) 나 F2 의기울기지수 (Weismer et al., 1988; Kent et al., 1991; Kent et al., 1992) 등의다양한포먼트측정방법이조음기능의변화과정을객관적으로제시하는데사용되어졌다. 그러나현재까지마비말장애화자의모음을음향음성학적으로살펴본국내연구에서는주로단모음의연장발성을이용하여음성정보나포먼트주파수의특징을살펴보는연구가많이이루어져왔다 ( 이옥분외, 2000; 박지은외, 2004). 그러나대부분의국내연구에서검사어는자연스러운단어가아닌단모음의연장발성과제를통해실시했기때문에실제발화상황과는차이를보일수있다. 또한마비말장애화자의한국어이중모음에대한연구는미흡한실정이다. 따라서이연구에서는정상집단과이완형마비말장애집단, 경직형마비말장애집단을대상으로자연스러운읽기상황에서이중모음 /ja, wi, ɰi/ 의산출과정의특성을살펴보고, 혀의전후위치와입을벌리는정도에차이가있는지에대한객관적인자료를제시하고자하였다. Ⅱ. 연구방법 1. 연구대상이연구에서는한글문자음독이가능한마비말장애남성집단 6명 ( 경직형 4명, 이완형 2명 ) 과연령 성별을일치시킨정상집단 10명, 총 16명을대상으로하였다. 이완형마비말장와경직형마비말장애를대상으로선정한이유는신경진단학적으로병소가확실하게구분되며, 마비의성격이상반되기때문이다. 이완형마비말장애는하위운동신경 (lower motor neuron) 의손상에기인한다. 하위운동신경이손상되면기본적으로신경운동에서약화 (Weakness) 의특징이나타나는데, 마비된근육은긴장도가저하되어부드러운이완상태에있으므로이완성마비 (flaccid paralysis) 라칭한다 ( 이원택등, 1996). 반면, 경직형마비말장애는상위운동신경 (upper motor meuron) 의손상에기인한다. 상위운동신경이손상되면마비된근육은긴장도가증가되어있어경직현상을보이며마비는불완전하여경직성불완전마비 (spasticity paresis) 라부른다 ( 이원택등, 1996). 하위운동신경원의손상시마비된근육은매우심하게위축 (atrophy) 되나상위운동신경원손상의경우에는거의위축되지않는다. 따라서이연구에서는경직성불완전마비의특성과이완성마비의특성이이중모음의산출과정에영향을미쳐서산출결과에차이를보일것으로가정하였다. 마비말장애집단 ( 평균연령 58세, 표준편차 3.6) 은 3차의료기관에서구어장애 (Dysarthria; 상병코드 R471) 로진단을받은 50세이상 70세미만의환자중 K-MMSE 검사결과 24점이상으로검사일기준으로최소 1년이상흡연력이없고, 실독증을동반하지않으며, 청력에이상이없는서울 경기지역에거주하는표준어를사용하는남성으로선정하였다 (< 표 -1>). 정상성인집단 ( 평균연령 57세, 표준편차 3.3) 은나이가 50세이상 70세미만이며신경학적장애를앓은경험이없고, 한글문자음독이가능하며, 검사일기준으로최소 1년이상흡연력이없고, 출신지역과거주지가인천 / 경기지역이며, 표준어를사용하는남성으로선정하였다 (< 표 -2>). 67
언어청각장애연구 2010;15;66-78 < 표 - 1> 마비말장애집단대상자정보 대상자연령 D1 56 D2 52 병명 / 손상부위 Pons ICH / BS¹ BS ICH / BS BG³ ICH / D3 61 bilat D4 58 CVA+TBI⁵/ bilat D5 62 D6 59 평균연령 CVA / bilat CVA / bilat 58 세 (SD 3.6) 유형직업학력출신지역 POT⁶ ( 개월 ) F² 자영업고졸인천 19 F 운송업고졸인천 46 S 4 기술직초대졸 인천 27 S 자영업고졸서울 1 차 : 52 2 차 : 27 S 자영업고졸인천 1 차 : 13 2 차 : 4 S 부동산대학원졸인천 5 ¹ BS: Brain stem, 뇌간 ; ² F: Flaccid dysarthria, 이완형 ; ³ BG: Basal ganglia: 기저핵 ; ⁴S: Spastic dysarthria, 경직형 ; ⁵ TBI: Traumatic brain injury, 외상성뇌손상 ; ⁶ POT: Post on time, 발병후기간 < 표 - 2> 정상집단대상자정보 대상자연령직업학력출신지흡연 / 금연력 N1 61 전직기술직 고졸 인천 금연력 3년 N2 66 전직회사원 고졸 인천 금연력 5년 N3 56 회사원 고졸 인천 무 N4 61 전직기능직 고졸 인천 무 N5 52 연구원 대학원졸 경기 무 N6 53 회사원 대졸 경기 무 N7 53 연구원 대학원졸 경기 무 N8 58 자영업 고졸 경기 금연력 1년 N9 57 무직 고졸 인천 무 N10 58 무직 고졸 인천 무 평균나이 57세 (SD 3.3) 2. 검사도구 검사어는이중모음 /h + 야 + da/, /h + 위 + da/, /h + 의 + da/ 로설정하였다. 검사어를 /h + 이중모음 + da/ 의구조로선정한이유는 /h/ 는조음기관의모습이모음과가장가까우면서뒤따라오는모음에가장적은영향을주고, /d/ 는앞의모음과성질이다르기때문에스펙트로그램상구별을분명히나타내어주기때문이다 ( 배남주, 2003). 또한한국어의종결어미의형태인 /-da/ 는검사어구성시자연스러운단어를만들어준다 ( 양병곤, 1993; 배남주, 2003) 는점을참고하여검사어에포함시켰다. 이연구에서이중모음 /ja, wi, ɰi/ 를살펴보고자하는이유는다음과같다. 첫째, / 야 / 를선정한이유는산출과정에서 F1( 턱의열림정도 ) 과 F2( 혀의전후움직임정도 ) 의변화과정을동시에살펴보고자하였기때문이다. / 야 / 는한국어의모음체계중산출과정에서혀와턱의움직임이가장많은이중모음이다. 따라서한국어의모음체계에서전설고모음 /i/ 과비슷한성도여과기를가진 /j/ 와후설저모음인 /a/ 가합쳐진이중모음 / 야 / 가검사어로선정되었다. 둘째, / 위 / 를선정한이유는산출과정에서 F1( 턱의열림정도 ) 의변화가없는상황에서 F2( 혀의전후움직임정도 ) 의변화과정만을살펴보고자하였기때문이다. / 위 / 는한국어의모음체계중산출과정에서턱의움직임은매우적지만, 혀의전후움직임은많은이중모음이다. 따라서원순후설고모음 /u/ 와비슷한성도여과기를가진 /w/ 와평순전설고모음인 /i/ 가합쳐진이중모음 / 위 / 가검사어로선정되었다. 셋째, / 의 / 를선정한이유는어중에위치하여단모음 /i/ 와유사하게산출되는조음과정에서경직성불완전마비 (spasticity paresis) 와이완성마비 (flaccid paralysis) 의산출특성에차이가있는지를살펴보고자하였기때문이다. 3. 자료수집검사어는소음이없는음성검사실에서음성지각소프트웨어인 Kalvin 의 단어보고녹음저장 프로그램을사용하여검사자가직접녹음하였다. 마이크는 Shure사의 PG48-LC를사용하였다. 실험대상자중혼자착석이가능한대상자는고정된의자에앉아서마이크를사용하여음성지각소프트웨어인 Kalvin 으로직접녹음하였으며, 착석이불가능한대상자는휠체어에앉은상태에서 Kalvin 으로직접녹음을하였다. 자료를수집하는동안모든대상자들의마이크와입의간격은 5cm를유지하도록하였다. 또한마이크녹음시컴퓨터의소음을최대한배제하기위하여컴퓨터와대각선방향으로약 1.5미터떨어진곳에서녹음을진행하였다. 본격적인실험에앞서연구자는대상자에게실험방법을간단하게설명하였고, 68
변해원 / 이완형과경직형마비말장애남성의이중모음 / 야, 위, 의 / 의음향음성학적특성 습관적인발화를유도하고자 5분내외의일상적인대화를시도하였다. 실험준비가완료되면연구자는음성지각소프트웨어인 Kalvin을사용하여검사어를컴퓨터모니터화면에제시한후데이터를직접녹음하였다. Kalvin 은 West Michigan 대학의 Hillenbrand가 2004년제작한음성지각소프트웨어인 Alvin을양병곤이 2004년한글화한프로그램이다. Kalvin은강세평가, 단어듣고입력, 듣고녹음저장, 모음선택, 단어보고녹음저장등 11가지의음성지각실험을간단하게운용하고컴퓨터에직접녹음할수있는장점이있다. 이연구에서는 Kalvin의 11가지실험방법중 단어보고녹음저장 을사용하였다. 녹음시표본추출률 (sampling rate) 은 11,025 Hz으로설정하였다. 이는모음의경우 5,000 Hz 이하의주파수정보가중요하므로, 표본추출율을최소두배값인 10,000-20,000 Hz 사이로정한다는선행연구를참조하였기때문이다 ( 배남주, 2003). 모든검사어는대상자가검사어를의도적으로신중하게발화할수있는가능성을배제하고자컴퓨터모니터에임의의순서대로두번씩제시되었다. 실험이종료된후피험자 16명으로부터총 96개 (/ 야 / 32 개, / 위 / 32개, / 의 / 32개 ) 의발화데이터가수집되었다. 그중두번씩녹음된단어에서소음이적게분석된데이터를하나씩선정하여, 최종적으로 48개의발화데이터가수집되었다. F2, F3의대역폭 (bandwidth) 값을측정한후 500 Hz가넘을경우신뢰할수없는포먼트로간주하고그다음지점의포먼트를시작점으로보았다 ( 배남주, 2003). 대역폭은중심주파수 (center frewuency) 를중심으로전체면적의반을포함하는주파수영역으 5000 4000 3000 2000 1000 0 1.07 1.8 Time (s) 5000 4000 3000 2000 1000 검출개수 5 개 4. 자료분석수집된 48개의발화데이터는 Praat(version 4. 6. 06) 의스펙트로그램을통해서분석되었다. 발화데이터는보다정확한포먼트분석을위해서 Synthesize의하위메뉴인 Convert 에서나이퀴스트주파수를 5,000 Hz, 표본추출율을 10,000 Hz로재설정 (resampling) 하였다. 분석절차는다음과같다. 먼저, 스펙트로그램창에서자음 /h/ 와이중모음의경계를구분하기위해서오실로그램 (oscillogram) 에서모음의구간이확인되는지점을선택하여확대하였다. 그다음, 스펙트로그램에서포먼트가안정적으로시작되는구간을분석하였다. 이중모음의시작점은두가지를고려하여선정하였다. 첫째, 선행연구 ( 양병곤, 1993; 배남주, 2003) 를참고하여 F1, F2, F3 값이모두나타나는구간을시작점으로선정하였다. 둘째, 시작점에서 0 1.07 1.8 Time (s) 검출개수 6 개 스펙트로그램 < 그림 - 1> 포먼트검출개수와상관없이 F1과 F2가같은경우 69
언어청각장애연구 2010;15;66-78 로중심주파수의정점으로부터 3 db 아래에형성되는필터의폭을측정하여구한다 ( 박한상, 2006). 대역폭값이높은경우에는정점의진폭값이낮아져서포먼트로서강한에너지를가지지못한다. 일반적으로 F1에서는 60 90 Hz, F2에서는 120 180 Hz, F3에서는 240 360 Hz 정도의대역폭을가지는데, Praat에서는방사에너지효과를걸러내는작용으로인해추출된대역값측정치와실제대역값에약간의차이가있을수있다 ( 양병곤, 2004). 그러나이연구에서는시작점의포먼트절대값을측정하는것이아닌, 시간점에따른구간별평균포먼트값을분석하는것이목적이므로포먼트의시작점의선정에있어서프로그램상의측정값오류는연구결과에큰영향을미치지않는것으로가정하고무시하였다. 이중모음의종료점은후속음절의어두파열음 /d/ 에의해구분되는구간으로선정하였다. 이중모음의분석구간이결정되면, 선행연구 ( 양병곤, 1993) 의방법을참고하여분석구간의시간점을 4등분하여시간점에따른각구간의평균포먼트값을분석하였다. 분석된 4구간의평균값중마지막구간을제외한 1, 2, 3구간의평균값을집중적으로살펴보았다. 이는마지막구간의경우에는후속하는음절인 [_ 다 ] 의영향을받아포먼트의변화가나타나기때문이다 ( 양병곤, 1993). 이중모음의시작점과종료점이결정되면, Praat의포먼트분석메뉴에서 To Formant(burg) 를사용하여포먼트의검출개수를 5개와 6개로나누어비교하였다. 이는 / 아 / 와 / 우 / 등의모음은 F1과 F2가 1000 Hz 아래에아주가깝게접근해있어서하나로측정되는경우가있기때문이다 ( 양병곤, 2003). 따라서정확한포먼트검출을위해서포먼트의검출개수를바꿔가며분석하였고, 이를스펙트로그램에서진한띠로된부분과일치하고있는지를확인하였다. < 그림 -1> 는경직형마비말장애화자로부터수집된 / 햐 / 의데이터를포먼트검출개수 5개 ( 왼쪽 ) 와 6개 ( 오른쪽 ) 로나누어추출한후스펙트로그램 ( 아래 ) 의진한띠로된부분과일치하고있는지를비교한예이다. 이발화데이터의경우에는검출개수를 5개로분석할때와 6개로분석할때모두 F3, F4, F5는불규칙한궤적을보이고있다. 그러나 F1과 F2는 1,500 Hz 이하에서모두나타났으며, 동일한형태의궤적을보이고있다. 따라서이발화데이터의경우는검출개수와상관없이 F1과 F2가신뢰할수있는방법 으로분석되었다고가정할수있다. < 그림 -2> 는정상화자로부터수집된 / 휘 / 의데이터를포먼트검출개수 5개 ( 왼쪽 ) 와 6개 ( 오른쪽 ) 로나누어추출한후스펙트로그램 ( 아래 ) 의진한띠로된부분과일치하고있는지를비교한예이다. 이화 5000 4000 3000 2000 1000 0 1.84 2.06 Time (s) 5000 4000 3000 2000 1000 검출개수 5 개 0 1.84 2.06 Time (s) 검출개수 6 개 스펙트로그램 < 그림 - 2> 포먼트검출개수에따라 F1과 F2가다르게나타나는경우 70
변해원 / 이완형과경직형마비말장애남성의이중모음 / 야, 위, 의 / 의음향음성학적특성 자의경우검출개수를 5개로분석하는경우에는포먼트는모두 5개가나타났지만검출개수를 6개로분석하는경우에는 F2가나타나는위치인 2,000 Hz 근처에서두개의포먼트가나타나서모두 6개의포먼트가검출되었다. 이경우에는포먼트검출개수의차이가포먼트오류에영향을미친것으로간주하고, 정확한포먼트를찾기위해스펙트로그램에서의진한띠로된부분과일치하는검출개수의포먼트를신뢰로운포먼트로가정하였다. 따라서발화데이터의경우에는스펙트로그램과포먼트가일치하는검출방법인포먼트검출개수를 5개로분석하는방법을선택하였다. 만약 F1과 F2가나타나야하는위치에한개의포먼트만나타나는것으로확인되어지면신뢰할수없는포먼트로간주하고검출개수를변경하여다시분석하였다. 포먼트의검출이완료되면전체구간을 4구간으로나누어집단별로각시간점에따른구간의평균포먼트값을계산하였다 (< 그림 -3>). 5. 측정신뢰도검정 대학원석사과정을졸업하고, 언어치료사 1급자격증을소지하고있으며, 병원재활의학과에서임상경력이 4년이상인음성언어치료사 1명을제2 측정자로선정하고, 측정에대한신뢰도검정을실시하였다. 신뢰도검정은검사어별로 1개의발화데이터를무선선택하여총 3개의발화데이터 (/ 야 / 1개, / 위 / 1개, / 의 / 1개 ) 에서의이중모음을 Praat으로분석한후전체구간에서의 F1, F2의각평균값을연구자의데이터와비교하는방법으로진행하였다. 포먼트시작점과종료점의구분은본연구에서의측정방법을그대로적용하였다. 연구자와제2측정자의이중모음발화데이터분석검정결과는 < 표 -3> 에제시되어있다. < 표 - 3> 측정신뢰도검정을위한이중모음 F1, F2 분석결과 검사어포먼트연구자제 2 측정자 / 야 / / 위 / / 의 / F1 평균값 615.65 Hz 615.91 Hz F2 평균값 1530.60 Hz 1525.98 Hz F1 평균값 319.49 Hz 315.60 Hz F2 평균값 2419.06 Hz 2419.20 Hz F1 평균값 310.53 Hz 310.47 Hz F2 평균값 2485.13 Hz 2482.22 Hz < 그림 - 3> / 야 / 의시간점에따른구간별포먼트이연구에서는 4등분된포먼트의전체구간에서 1구간을활음구간 3구간을모음구간으로가정하였다. 그이유는한국어의이중모음은상승적이중모음이므로이중모음이시작되는 1구간을활음이시작되는구간으로가정하였기때문이다. 또한 3구간을모음구간으로가정한이유는양병곤 (1993) 의연구에서이중모음의각구간별평균값과단모음의포먼트평균값을비교한결과이중모음의 3구간에서단모음의포먼트위치와거의일치하는경향을보였기때문이다. 따라서이연구에서는전이구간의평균값은모음구간인 3구간의평균값에서활음구간인 1구간의평균값을뺀값으로정의하였다. Ⅲ. 연구결과 1. 이중모음 / 야 / 산출특성 < 그림 -4> 에따르면 / 야 / 의 1구간 ( 활음구간 ) 에서 F1의평균값은정상집단 ( 약 651 Hz) > 이완형 ( 약 571 Hz) > 경직형 ( 약 539 Hz) 의순서로높게나타났다. / 야 / 의 3구간 ( 모음구간 ) 에서 F1의평균값은이완형 (760 Hz) > 정상집단 ( 약 739 Hz) > 경직형 ( 약 635 Hz) 의순서로높게나타났다. 따라서정상집단과비교했을때, 경직형은활음과모음모두턱이더닫혀진상태에서조음되었으며, 이완형은활음 /j/ 에서턱이더닫혀진상태에서조음되었으나모음구간에서는정상집단보다턱이더열려진상태에서조음되었다. 시간점에따른 F1 변화를살펴보면상대적으로이완형마비말장애집단이정상집단보다 71
언어청각장애연구 2010;15;66-78 활음에서모음으로의턱의움직임이더빠르게변화되었고, 이중모음의전이구간이더길었다고추정할수있다. < 그림 - 4> / 야 / F1, F2 변화 / 야 / 의 3구간에서 F1의평균값은이완형 ( 약 760 Hz) > 정상집단 ( 약 739 Hz) > 경직형 ( 약 635 Hz) 의순서로높게나타났다. 따라서경직형마비말장애집단은정상집단과비교했을때활과모음모두턱이더닫혀진상태에서조음되었다고볼수있다. 이완형마비말장애집단은활음 /j/ 에서정상집단보다턱 이더닫혀진상태에서조음되었으나모음구간에서는정상집단보다턱이더열려진상태에서조음되었다. 시간점에따른 F1 변화를살펴보면정상집단은 2구간에서정점을이루고하강하는데비해서이완형마비말장애집단은 4구간까지 F1값이지속적으로상승하는경향을보였다. 따라서이완형마비말장애집단은 F1에서이중모음의특성인모음구간의안정화가나타나지않았고, 정상집단에비해전이구간이더길었다고추정할수있다. / 야 / 의 1구간에서 F2의평균값은이완형 ( 약 1635 Hz) > 정상집단 ( 약 1439 Hz) > 경직형 ( 약 1338 Hz) 의순서로높게나타났다. 따라서정상집단과비교했을때이완형마비말장애집단은상대적으로활음 /j/ 에서혀의위치가더전방에서시작되었으며, 경직형은상대적으로활음 /j/ 에서혀의위치가더후방에서시작되었다. / 야 / 의 3구간에서 F2의평균값은경직형 ( 약 1293 Hz) > 이완형 ( 약 1268 Hz) > 정상집단 ( 약 1234 Hz) 의순서로높게나타났다. 시간점에따른 F2 변화를살펴보면정상집단은 1 2구간에서가장많은하강을보인후 2 3 구간에서는완만하게하강하는데비해서이완형마비말장애집단은 3구간까지 F2값이급속히하강하여 4구간에서는정상집단보다더낮은평균값을보였다. 따라서이완형집단은 / 야 / 의산출과정에서 F1과마찬가지로 F2에서도모음구간의안정화가나타나지않았으며, 정상집단에비해이중모음의전이구간이더길었다고추정할수있다. 경직형마비말장애집단은정상집단에비해활음 /j/ 에서혀의위치가더후방에서시작되었다. 시간점에따른 F2 변화를살펴보면경직형마비말장애집단은정상집단에비해서 1-3 구간까지하강폭이적었다. 따라서경직형마비말장애집단은이중모음 / 야 / 산출과정에서상대적으로정상집단에비해서혀의전후위치변화가더적었으며, 후방화되어있었다고추정할수있다. 2. 이중모음 / 위 / 산출특성 / 위 / 는원순후설고모음 /u/ 와비슷한성도여과기를가진 /w/ 에서평순전설고모음인 /i/ 로빠르게변하는이중모음이다. 따라서 F2의평균값의변화만을집중적으로살펴보았다. < 그림 -5> 에따르면 / 위 / 의 F2의평균값은 1구간과 3구간모두정상집단 (1구간: 약 2265 Hz, 3구 72
변해원 / 이완형과경직형마비말장애남성의이중모음 / 야, 위, 의 / 의음향음성학적특성 간 : 2279 HZ) > 경직형 (1구간: 약 2114 Hz, 3구간 : 2151 Hz) > 이완형 (1구간: 약 1928 Hz, 3구간 : 1914 Hz) 의순서로높게나타났다. 따라서이중모음 / 위 / 의산출과정에서는경직형집단과이완형집단모두정상집단에비해서혀의위치가후방화된상태에서조음되었음이확인되었다. 3. 이중모음 / 의 / 산출특성 / 의 / 에서는단모음화되어 /i/ 로산출되는과정에서경직성불완전마비 (spasticity paresis) 와이완성마비 (flaccid paralysis) 의산출특성에차이가있는지를시간점에따른포먼트변화를통해서살펴보고 < 그림 - 5> / 위 / F1, F2 변화 < 그림 - 6> / 의 / F1, F2 변화 73
언어청각장애연구 2010;15;66-78 자하였다. < 그림 -6> 에서시간점에따른 F1 평균값의변화를살펴보면정상집단은 1구간에서 3구간까지평균값의변화가거의없었던반면에마비말장애집단들은약 30-90 Hz의변화가있었다. 가장많은변화를보인유형은이완형마비말장애집단으로 1구간에서 3구간까지약 90 Hz가상승하였다. 따라서정상집단의경우에는전이과정에서턱이고정되어산출되었지만, 이완형마비말장애집단의경우에는전이과정에서턱의열림이나타났다. 시간점에따른 F2 평균값의변화에서도정상집단이약 30 Hz의변화를보인반면에이완형마비말장애집단의경우에는약 80 Hz의변화를보여서, 전이과정에서혀가후방에서전방으로이동한것으로나타났다. 따라서이완형마비말장애집단에서는상대적으로정상집단에비해서전이과정에서턱과혀의움직임이나타났다고추측할수있다. 4. 전이구간과모음의지속시간비교이중모음산출과정에서전이구간의특성을구체적으로살펴보기위하여정상집단과경직형마비말장애집단, 이완형마비말장애집단을대상으로전이구간과모음구간의비율을음향음성학적으로비교하였다. 분석은이중모음 / 야 / 에서만실시되었다. 그이유는이연구에서 / 위 / 의경우정상집단과마비말장애집단모두활음 /w/ 구간이어두에위치한마찰음 /h/ 에영향을받아뚜렷하지않게나타나서전이구간을파악하는것이어려웠기때문이다. 또한 / 의 / 는어중에위치하여단모음 / ㅣ / 와유사하게산출되어나타났기때문에정상집단과경직형마비말장애집단에서전이구간이거의나타나지않았다. 따라서최종적으로 / 야 / 에서만전이구간과모음구간의비율이측정되었다. < 표 -3> 에는 / 야 / 산출과정에서의전체구간, 전이구간, 모음구간의지속시간이제시되어있다. / 야 / 에서의전체구간의지속시간평균값은경직형 (530 msec) > 이완형 (520 msec) > 정상집단 (260 msec) 의순으로나타났다. 전체발화시간에서의전이구간과모음구간을백분율로나타냈을때경직형마비말장애집단과정상집단은전이구간이차지하는비율이 20% 미만으로나타나서, 전이구간의비율이모음구간의비율보다훨씬적은것으로나타났다 (< 그림 - 7>). 그러나이완형마비말장애집단에서는전이구 간의비율 (55.8%) 이모음구간의비율 (44.2%) 보다더큰것으로나타났다 (< 그림 -7>). < 표 - 3> / 야 / 의전체구간, 전이구간, 모음구간의지속시간 ( 단위 : msec) 대상자 유형 전이구간 모음구간 전체구간 N1 30 180 210 N2 40 130 170 N3 40 240 280 N4 90 330 420 N5 정상 70 290 360 N6 집단 60 190 250 N7 30 70 100 N8 70 310 380 N9 50 230 280 N10 30 120 150 평균값 50 210 260 D1 280 190 470 이완형 D2 300 270 570 평균값 290 230 520 D3 150 430 580 D4 50 230 280 경직형 D5 50 430 480 D6 140 640 780 평균값 110 430 530 < 그림 - 7> / 야 / 의전이구간과모음구간의비율 Ⅳ. 논의및결론 이연구에서는정상남성과경직형마비말장애남성, 이완형마비말장애남성의이중모음 /ja, wi, ɰi/ 의음향음성학적특성을파악하고, 혀의전후위치와입을벌리는정도에차이가있는지를살펴보았다. 산출된이중모음의특성을파악하기위해이중모음의 74
변해원 / 이완형과경직형마비말장애남성의이중모음 / 야, 위, 의 / 의음향음성학적특성 전체구간을 4구간으로나눈다음각시간점의평균포먼트수치를분석하고, 구간별 F1과 F2의평균값차이를비교하였다. 또한산출된이중모음에서전이구간과모음구간의지속시간을비교하여전체구간에서전이구간이차지하는비율을분석하였다. 이연구에서발견된경직형과이완형마비말장애의이중모음에서의특성은다음과같다. 첫째, / 야 / 의산출과정에서이완형마비말장애집단은정상집단과경직형마비말장애집단보다전이구간이더길게나타났다. 이완형마비말장애집단과경직형마비말장애집단의 / 야 / 산출에서의전체지속시간은서로비슷했다. 그러나전이구간과모음구간의지속시간을백분율로비교할경우이완형마비말장애집단에서의전이구간비율 (55.8%) 이경직형마비말장애집단에서의전이구간비율 (18.9%) 보다더큰것으로나타났다. 경직형마비말장애집단의경우전이구간의지속시간비율은정상집단과유사하게나타났다. Liberrman 등 (1956) 은폐쇄음 - 전이음 - 이중모음의연속을전이구간의지속시간의변화에따라지각되는정도를조사하였는데, 활음 /w/ 는전이구간의시간이 150-200 msec일때모음 /u/ 로지각되었으며, 활음 /j/ 와모음 /i/ 를구분해주는판단경계는 200-230 msec라고하였다 ( 양병곤 (1994) 에서재인용 ) 이연구에서의이완형마비말장애집단의 / 야 / 산출에서의전이구간의길이는약 290 msec였다. 따라서이완형마비말장애집단의 / 야 / 는혀와턱의위치가다른두모음이불완전하게연속된상태로왜곡되어들렸다고추정할수있다. 둘째, / 야 / 에서는정상집단과비교했을때, 경직형마비말장애집단과이완형마비말장애집단모두턱이더닫혀진상태에서조음이시작되었지만, 산출과정에영향을미치는조음특성에는차이가있었다. 경직형마비말장애집단의경우에는 / 야 / 의산출과정에서전반적으로턱이더닫혀진상태에서조음되었으며혀의위치는후방화된상태에서시작하여전이과정에서정상집단보다혀의움직임이더적었다. 이는근육의긴장도가증가되어경직성불완전마비 (spasticity paresis) 가나타나는경직형마비말장애의특성이이중모음의산출과정에서도그대로반영된것때문으로추측된다. 반면, 이완형마비말장애집단의경우에는정상집단보다턱과혀의움직임이크게나타났으며, 모음 / 아 / 에서턱과혀가고정되지않고계속움직이는것으로나타났다. 정상집단과비교했을때, 이완형마비말장애집단은상대적으로전이과정에서의평균값변화차이가 F1은약 3배, F2는약 1.8배더높게나타나서정상집단보다혀와턱의움직임이더큰것으로나타났다. 또한이완형마비말장애집단에서는 / 야 / 산출과정에서모음구간까지 F1, F2의평균값이지속적으로변화하여이중모음의특성인모음의안정구간이정상집단에비해짧은것으로나타났다. 따라서이완형마비말장애집단의경우혀와턱이고정되지않고계속움직였음을추측할수있다. 셋째, / 위 / 에서는이완형마비말장애집단과경직형마비말장애집단모두활음에서모음으로의전이과정에서혀의위치가후방화된상태에서산출되었다. 특히이완형마비말장애집단은정상집단에비해서혀의위치가활음은약 15%(337 Hz), 모음은약 16%(365 Hz) 더후방화되어있었으며, 모음구간에서의 F2평균값은정상성인을대상으로한단모음의연구결과 ( 문승재, 2007) 에서의포먼트평균값과비교했을때전설고모음 / ㅣ / 보다는중설모음인 / ㅐ / 와비슷한상태로중설화되어산출되었다. 넷째, 경직형마비말장애집단은 / 의 / 의산출과정에서혀와턱이고정되어산출되었지만, 이완형마비말장애집단은혀와턱의움직임이나타났다. 이연구에서는 / 의 / 의산출과정에서정상집단과경직형마비말장애의 F1, F2의평균값차이가모두 35 Hz 미만으로나타났다. 이러한결과는정상남성을대상으로한이중모음의선행연구 ( 양병곤, 1993) 에서의 / 의 / 의 F1, F2 평균값차이와유사하게나타났다. 또한이연구에서의 / 의 / 의 F1, F2 전체구간평균값은정상남성을대상으로선행연구 ( 문승재, 2007) 에서의단모음 / ㅣ / 의 F1, F2 평균값과도유사하게나타났다. 따라서정상집단과경직형마비말장애집단은 / 의 / 의산출과정에서혀와턱이고정된상태로단모음 / ㅣ / 와유사하게조음이되었다고볼수있다. 그러나이완형마비말장애집단에서는 / 의 / 의산출과정에서턱의벌어짐과혀의이동이나타났다. / 의 / 의산출과정에서이완형마비말장애집단의 F1, F2 평균값차이는약 90 Hz로나타났다. 이연구에서의이완형마비말장애집단의 F1 평균값차이는정상남성을대상으로자음이앞서지않는어두위치에서의이중모음 / 의 / 를음향적으로분석한연구 ( 김무식, 2001) 에서의 F1 값차이와유사하게나타났다. 그러나 F2의경우에는김무식 (2001) 의연구에서는 700 Hz에서 75
언어청각장애연구 2010;15;66-78 1000 Hz에가까운변화를보여본연구에서의이완형마비말장애집단의 F2 평균값차이 90 Hz와는많은차이를보였다. 따라서이연구에서의이완형마비말장애집단은정상집단과마찬가지로어중에위치한 / 의 / 를단모음화로산출하려고하였으나, 산출과정에서턱과혀를고정하지못하였다고추측할수있다. 이연구의제한점은다음과같다. 첫째, 집단별특성을일반화하기에는연구대상자수가적었다. 음성연구의특성상나이, 성별, 거주지, 음성훈련유무를통제하는과정에서마비말장애의대상자의수가줄어들었다. 둘째, 이중모음앞에앞선마찰음 /h/ 의영향으로인해 / 위 / 에서활음구간이뚜렷하게나타나지않았다. 이연구에서는선행연구 ( 양병곤, 1993; 배남주, 2003) 를참조하여자연스러운상황에서이중모음을유도하기위하여검사어를 /h+ 이중모음 +da/ 로구성하였다. 그러나포먼트분석결과 / 휘다 / 에서정상집단과마비말장애집단모두활음 /w/ 구간이마찰음 /h/ 의전이에영향을받아서뚜렷하지않게나타났다. 따라서후속연구에서 / 위 / 를분석할경우에는검사어에마찰음이포함되지않도록구성하는것이활음구간을분석하는데있어서보다효과적일것으로생각된다. 청지각적평가를통해서이완형마비말장애화자와경직형마비말장애화자에게서같은수준의이중모음의왜곡이발견되었더라도이중모음의오류에영향을주는조음방법의원인은다를수있다. 따라서마비말장애화자의조음평가에있어서청지각적평가로이중모음의오류수준을분석하고, 음향음성학적분석을통해서오류패턴을상호보완적으로살펴본다면, 마비말장애화자의조음평가와치료에서정확성을높일수있을것이다. 이연구결과는이완형과경직형마비말장애화자의이중모음산출특성을살펴보기위한기초자료로활용될수있을것이다. 참고문헌 김무식 (2001). 음형대분석을이용한이중모음 ' ㅢ ' 의특징연구. 어문학, 72, 1-15. 문승재 (2007). 한국어단모음의음성학적기반연구. 말소리, 62, 1-17. 박지은 박은숙 김향희 (2004). 학령전기경직형하지마비아동이산출한모음의음향음성학적특징. 언어청각장애연구, 9(2), 116-128. 박한상 (2006). 음향및청취음성학의이해. 서울 : 한빛문화사. 배남주 (2003). 청각장애아동과건청아동의이중모음산출에대한음향학적특징비교. 한림대학교사회복지대학원언어병리학전공석사학위논문. 서미경 (2006). 마비말장애연구문헌에서살펴본말평가의청지각적요소, 음성과학, 13(3), 197-206. 신지영 (2000). 말소리의이해. 서울 : 한국문화사. 양병곤 (1993). 한국어이중모음의음향학적연구. 말소리, 25(1), 3-26. 양병곤 (1994). 이중모음의음성학적고찰. 동의논집, 21, 19-36. 양병곤 (1998). 성도변형에따른모음포먼트의변화고찰. 음성과학, 3, 83-92. 양병곤 (2003). 프라트를이용한음성분석의이론과실제. 부산 : 만수출판사. 이옥분 박상희 정옥란 (2000). 경직형운동구어장애자의모음의음향학적특성. 언어치료연구, 9, 171-177. 이원택 박경아 (1996). 의학신경해부학. 서울 : 고려의학. Duffy, J. R.(2005). Motor speech disorders; Substrates, Differential diagnosis, and management. St Louis, MO: Mosby. Ferrand, C. T.(2006). Speech Science: An Integrated Approach to Theory and Clinical Practice(2nd ed.), MA: Allyn and Bacon. Kent, J. F., Kent, R. D., Rosenbek, J. C., Weismer G., Martin, R., Sufit, R. & Brooks BR.(1992). Quantitative description of the dysarthria in women with amyotrophic lateral sclerosis. Journal of Speech and Hearing Research, 35(4), 723-733. Kent, R. D. & Read, C.(1992). The acoustic analysis of speech. San Diego, CA: Singular Publishing Group. Kent, R. D., Sufit, R. L., Rosenbek, J. C., Kent, J. F., Weismer, G., Martin, R. E. & Brooks, B. R.(1991). Speech deterioration in amyotrophic lateral sclerosis: a case study. Journal of Speech and Hearing Research, 34(6), 1269-1275. Turner, G. S., Tjaden, K. & Weismer, G.(1995). The influence of speaking rate on vowel space and speech intelligibility for individuals with amyotrophic lateral sclerosis. Journal of Speech and Hearing Research, 38(5), 1001-1013. Weismer, G., Kent, R. D., Hodge, M. & Martin, R.(1988). The acoustic signature for intelligibility test words. The journal of the acoustical society of america, 84(4), 1281-1291. Ziegler, W. & von Cramon, D.(1983). Vowel distortion in traumatic dysarthria: A formant study. Phonetica, 40(1), 63 78. 76
Hae Won Byeon / Comparing the Acoustic Character of Diphthong Production between Flaccid Dysarthria and Spastic Dysarthria ABSTRACT Comparing the Acoustic Character of Diphthong Production between Flaccid Dysarthria and Spastic Dysarthria Hae Won Byeon Dept. of Preventive Medicine & Public Health, Ajou University, Suwon, Korea Correspondence to Hae Won Byeon, M.ed, Department of Preventive Medicine & Public Health, Ajou University School of Medicine, San 5, Wonchondong, Yeongtong-gu, Suwon, Korea e-mail: byun@ajou.ac.kr tel.: +82 31 219 5302 Background & Objectives: Diphthong is accomplished with a fast connection glide and vowel. It is difficult to assess the type of error and position using only the auditory-perceptual evaluation. The purpose of this study is to analyze the acoustic phonetic characteristics of the Korean diphthongs /ja/, /wi/, and /ɰ/ in a word reading assignment between patients with dysarthria (flaccid, two; spastic, four; average age, 58 years) and normal patients (N=10, average age, 57 years). Methods: Using the computer program Kalvin (2004), test words consisting of /h + diphthong + da/ were shown on a computer monitor. Recorded diphthongs were divided into four sections, and the average formants of each moment were analyzed using Praat (version 4.6.06). The results of this study are described below. Results: First, as a result of analyzing /ja/, changes in the position of a tongue were observed in the spastic dysarthria group, and backing appeared when a diphthong was pronounced. A longer transition time of diphthongs was observed in the flaccid dysarthria group compared to that of the normal group. Second, from the results of analyzing /wi/, more backing was observed in the dysrthria group than in the normal group while the position of the tongue was tuned. Third, as a result of analyzing /ɰi/, while the levels of the openness of the jaw in the normal group were pronounced in the form of /i/, a single vowel, it can be estimated that /ɰi/, a diphthong that changes according to the levels of the openness of the tongue was tuned in the flaccid dysarthria group. Discussion & Conclusion: These results can be used to understand for vowel of dysarthric speech. (Korean Journal of Communication Disorders 2010;15;66-78) Key Words: Dysarthria, Diphthong, Acoustic REFERENCES Bae, N. J.(2003). Acoustic Comparison of Diphthong Production between Hearing-impaired and normal hearing children. master's thesis. Hallym University, Chuncheon-si. Denes, P. B.(1993). The speech chain: The physics and biology of spoken language(2nd ed.). New York: W. H. Freeman. Duffy, J. R.(2005). Motor speech disorders; Substrates, Differential diagnosis, and management. St Louis, MO: Mosby. Ferrand, C. T.(2006). Speech Science: An Integrated Approach to Theory and Clinical Practice(2nd ed.), MA: Allyn and Bacon. Keith, J.(2003). Acoustic and Auditory Phonetics(2nd ed.), MA: Blackwell. Kent, J. F., Kent, R. D., Rosenbek, J. C., Weismer G., Martin, R., Sufit, R. & Brooks BR.(1992). Quantitative description of the dysarthria in women with amyotrophic lateral sclerosis. Journal of Speech and Hearing Research, 35(4), 723-733. Kent, R. D. & Read, C.(1992). The acoustic analysis of speech. San Diego, CA: Singular Publishing Group. Kent, R. D., Sufit, R. L., Rosenbek, J. C., Kent, J. F., Weismer, G., Martin, R. E. & Brooks, B. R.(1991). Speech deterioration in amyotrophic lateral sclerosis: a case study. Journal of Speech and Hearing Research, 34(6), 1269-1275. Kim, M. S.(2001) A Study on the Traits of Korean Received, October 19, 2009 Final revision received, January 5, 2010 Accepted, January 9, 2010. c 2010 The Korean Academy of Speech-Language Pathology and Audiology http://www.kasa1986.or.kr 77
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