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1. 서론
훈련된 임상가의 귀에 의해 평정되는 청지각적 평가는 음성평가의 정석(gold standard)으로 간주되며, 훈련 정도, 연장 발성이나 연속 구어와 같은 발화과제 유형은 청지각적 판단에 영향을 미치는 중요한 요소이다(Choi & Choi, 2009; Kreiman & Garrett, 1998).
임상 현장에서 청지각적 평정을 위해 모음 연장발성뿐 아니라 표준문단 읽기나 문장 수준의 대화나 낭독과 같은 연속발화가 주로 사용된다. 연속발화는 갑작스러운 발성 개시와 종료, 운율과 같은 기본주파수와 진폭의 변이를 포함하므로 다양한 성대의 기능이 포함되어 있으며, 매일 일상생활에서의 화자의 음성을 제일 흡사하게 반영해 주기 때문이다(Parsa & Jamieson, 2001). 청지각적 평정으로 가장 널리 사용되는 GRBAS 척도에서는 모음/a,e,i,o,u/를 사용하며, 최근 미국에서 개발된 CAPE-V 검사는 모음(/a/,/i/), 6개의 표준 문장 및 자발화 샘플을 사용하도록 구성되어 있다. 국내 청지각적 평가에 대한 연구로 이영아 등(2010)은 GRBAS 척도를 사용하여 모음(/a,e,i,o,u/)과 ‘가을’ 문단(Kim, 1996) 낭독으로 청지각적 평정을 실시하여 훈련 전후의 모음과 문단의 청지각적 파라미터의 신뢰도를 각각 비교하였다.
Lee & Shin(2010)의 연구에서는 청지각적 평정 시에 병리적 음성의 특징을 설명할 수 있는 적절한 문단의 길이를 갖추고, 읽기에 대한 환자의 노력 수준 및 부담감을 최소화하기 위해 ‘산책’ 문단(Cheong, 1993) 중 앞 두 문장을 환자에게 읽도록 하였다. Shin 등(2011)의 연구에서는 샘플 유형(/a/ vs. 연결 발화 ‘인내는 쓰다. 그러나 열매는 달다’)에 따라 청지각적 평가 GRABAS의 ‘G’ 척도와 shimmer 간의 상관성을 살펴본 결과, ‘G’점수가 모음/a/와 연결 발화에서 모두 유의한 정적 상관을 보였으며, 특히, 모음보다 연결 발화일 때 상관성이 더 높음을 보고하였다.
외국의 선행 연구에서는 모음의 경우, 대부분 모음/a/를 사용하는데, 이는 /a/모음이 혀의 높이가 낮고, 입이 열린 채로 생성되기 때문에 비교적 안정된 상태를 제공하기 때문이라고 하였다(Brinca et al., 2014). 연결발화의 경우 나라마다 사용하는 문단이 다르게 나타났으나, 공통적으로는 각 나라의 표준문단을 사용한다. 특히, 환자의 상태를 고려하여 문단 전체를 낭독하지 않고, 문단의 첫 번째나 두 번째 문장을 사용하는 경우가 많은데(Lowell et al., 2013), 아직까지 음질을 측정을 위한 대표 문장으로서 증거가 부족한 실정이다.
한편, 청지각적 평가는 음성평가의 정석(gold standard)임에도 불구하고, 임상 경험이나 훈련 정도에 따라 평가자 간 및 평가자 내 신뢰도의 문제가 있어 일반적으로 기기 평가와 함께 사용한다. 음향학적 평가는 음성을 객관적으로 수치화하기 위해 음성 분석기기를 사용하여 대상자의 음질을 측정하게 된다. 수치화된 결과는 정상치와 비교가 가능하며 주관적인 평가와 객관적인 음향학적 평가를 연관지어 해석할 수 있다. 임상 현장에서 음성장애 청지각적 평가와 기기적 평가를 실시할 때 단순모음 발성 과제와 연속 구어과제(읽기, 자발화 등)를 사용하지만 현재 상용화된 음향학적 기기들은 주로 모음 연장 발성을 통해 분석한다. 모음은 연결 발화에 비해 비교적 잘 통제될 수 있으며, 변동률 분석이 용이하고 재현성이 뛰어나다는 장점이 있으나, 그에 반해 연결 발화는 말속도, 억양, 방언, 조음 방식 등에 따라 청지각적 평가에 영향을 줄 수 있다(Kreiman & Gerratt, 1998; Murry & Doherty, 1980). 하지만, 모음만으로 청지각적 평정이나 기기적 평가를 실시하는 것은 환자의 음성을 제대로 분석하는 데 제한적일 수 있다. Kim et al.(2016)은 음성평가 시, 모음 연장 발성이 난이도와 편이성 때문에 많이 선호되고 있지만 연장 발성과 연결 발화 두 과제 모두 시행하는 것이 청지각적 평가와 음향학적 평가에 있어 타당도를 높일 수 있다고 하였다. 최근 연구에 의하면, 음향학적 검사를 실시할 때 사용하는 발화 과제 유형은 모음과 문단(52%), 모음만 사용(17%), 모음과 문장(‘인내는 쓰나 열매는 달다’ 혹은 ‘가을’ 문단 중 첫 문장 사용(10%)하는 것으로 나타났다. 특히, 모음의 경우, 음성치료사 97%가 /a/연장 발성만을 사용하고 있으며, 모음 /a, i, u/을 사용하는 음성치료사는 3% 정도였다. 표준화 문구 경우, ‘산책’이나 ‘가을’ 문단을 대부분 사용(69%)하거나 혹은 ‘가을’ 문단 중 첫 문장을 사용(10%)한다고 보고하였다(Choi, 2013).
최근 미국언어청각협회(ASHA)에서는 음향학적 분석시 음질을 측정하는 방법으로 전통적인 시간 기반의 분석보다는 켑스트럼 기반 측정치를 사용하도록 권고하였다(Patel et al., 2018). 특히, 임상에서 음성장애 환자 평가 시 음향학적 신호 중 harmonic을 나타내는 켑스트럼의 정점의 상대적인 강도를 나타내는 ‘켑스트럼 피크 현저성’(Cepstral Peak Prominence, CPP)을 사용하도록 안내하고 있다. 이는 전통적인 jitter나 shimmer와 같은 변동률 분석이 정확한 기본주파수 추출을 기반으로 분석이 이루어지기 때문에, 음성장애 정도가 심할수록 기본주파수 추출에 신뢰도가 떨어지게 지게 된다(Choi & Choi, 2014; Kang & Seong, 2012). 따라서, 음성장애 환자에게는 전통적인 변동률 분석 방법보다는 기본주파수의 정확한 추출에 상관없이 얻어지는 켑스트럼이나 스펙트럼 측정치가 음성장애 환자의 음질을 더 잘 반영해 줄 수 있을 것이다. 이와 같은 제약들을 보완하기 위해 최근 들어 모음 연장 발성과 연결 발화를 사용하여 켑스트럼이나 스펙트럼과 같은 음향학적 분석을 기반으로 음성장애의 청지각적인 중증도를 예측할 수 있는 켑스트럼 스펙트럼 음성장애지수(cepstral spectral index of dysphonia, CSID)나 음향학적 음질지수(acoustic voice quality index, AVQI) 등이 널리 사용되어지고 있다(Maryn et al., 2009). 하지만, 어떤 모음이나 연결발화를 사용했는가에 따라 음향지수 측정치가 달라질 수 있으므로, 음성장애 중증도를 예측할 때 모음의 종류나 여러 가지 자음이 포함된 연결발화에 사용된 문장이 측정치에 영향을 미칠 수 있다.
Yu et al.(2018)은 CPP 값이 음성표본에 관계없이 높은 정확도로 정상음성과 병리적 음성을 변별할 수 있었고 특히, 모음 연장발성 과제에 비해 연결발화 과제에서 CPP는 더욱 높은 변별 정확도를 나타내어 장애 음성을 평가할 때 진단적 예측으로서 켑스트럼 측정치를 포함시켜야 한다고 하였다.
최근 Choi(2018)는 음질 평가를 위한 표준 문장을 개발하였으나, 아직까지 임상에서는 표준문단의 문장을 많이 사용하고 있다. Lee 등(2017b)은 표준문단 ‘가을’ 내에서 문장 위치에 따른 켑스트럼과 스펙트럼 측정치를 비교하여 켑스트럼과 스펙트럼 측정치의 변이성과 진단적 가치를 살펴보았다. 그 결과, 뒷 문장이 앞 문장에 비해 음성의 질이 나빴으며, 성별과 문맥 위치 간에 상호 작용 효과가 나타났는데, 남성은 CPP값이 뒷 문장에서 증가하는 반면, 여성은 감소하여 성별의 차이를 보였다. 또한, 뒷 문장으로 갈수록 CPP값이 감소한 것은 문장 낭독 시 음성 피로의 효과가 영향을 미친 것일 수 있음을 시사하였다. 하지만, 문장의 앞 부분(두 번째), 중간(여섯 번째), 끝 부분(아홉 번째) 문장의 위치만을 비교하여 전반적인 표준 문단의 위치에 따른 변이성은 살펴보지 못하였다. 따라서, 본 연구에서는 음성장애 평가 시 모음의 유형과 표준문단의 모든 문장 위치에 따른 켑스트럼 및 스펙트럼 측정치를 살펴보고자 한다. 또한, 각 측정치가 전반적 중증도 외에 조조성, 기식성과 같은 청지각적 측정치와의 상관성이 있는지 알아보고자 한다. 이를 통해 음성장애 환자에게 음성평가를 실시할 때 모음과 연결발화의 선택에 대한 임상적 근거와 가이드 라인을 제시하고자 한다.
2. 연구방법
본 연구의 모든 절차는 대구가톨릭대학교 생명윤리위원회 심의를 받았으며(CUIRB-2017-0013), 이비인후과에 내원한 환자 중 음성장애로 진단 받은 환자 중 연구에 동의한 환자 22명을 대상으로 하였다. 대상 환자는 이비인후과 전문의의 진단을 받고 음성치료사의 음성검사를 받은 환자들로 환자의 질환군은 성대구증, 성대결절, 성대폴립, 근긴장성 발성장애, 연축성 발성장애, 라인케부종, 음성 외상으로 다양하였다. 대상 환자의 연령은 만 28-71세로 평균 연령은 47.7세(±3.7)였으며, 남성이 6명, 여성이 16명이었다(표 1).
| Gender | Diagnosis | |
|---|---|---|
| Male (n=6) Female (n=16) |
Sulcus vocalis | 1 |
| Vocal nodules | 9 | |
| Vocal polyp | 4 | |
| Muscle tension dysphonia | 5 | |
| Spasmodic dysphonia | 1 | |
| Reinke's edema | 1 | |
| Laryngitis | 1 | |
임상에서 널리 쓰이고 청지각적 평가인 GRBAS와 CAPE-V를 사용하여 환자들의 음성장애 정도를 평가하였다. 음성평가는 GRBAS에서는 ‘G(전반적 중증도)’, ‘R(조조성)’, ‘B(기식성)’, ‘A(무력성)’, ‘S(긴장성)’ 총 5가지 청지각적 파라미터를 사용하여 음질을 측정하였으며 CAPE-V에서는 음도(pitch), 강도(loudness), 음질‘Overall severity(전반적 중증도)’, ‘R(조조성)’, ‘B(기식성)’, ‘S(긴장성)’의 각 청지각적 파라미터 모두를 평가하였다. GRBAS의 등급은 0, 1, 2, 3의 총 4점 척도로 평가하도록 하였고(0점-정상, 3점-심함), CAPE-V는 시각적 아날로그 척도(Visual Analog Scale, VAS)로서 총 100 mm 척도(0 mm-정상, 100 mm-심함)로 평가하도록 하였다. 청지각적 평정에 사용한 환자의 발화과제는 연장 발성(모음)과 연속 구어(문단, 문장 읽기)로서 Shin & Cha(2003)의 구어 체계에 입각한 한국어 단모음 7개(/a/,/e/, /i/,/o/,/u/,/ɯ/, /ʌ/)와 표준문단인 가을 문단(Kim, 1996)이었고, 표준 문단 ’가을’을 다시 하위 문장 9개로 나누어 문장별로 다시 저장하였다. 음성장애 환자의 임상 경험이 있는 10년 이상(평균 12.5년)인 두 명의 1급 언어재활사에 의해 실시되었다. 검사자 내 신뢰도를 보기위해 음성 자료 중 무작위로 추출한 20%를 평가하였다(p<.01). GRBAS 척도의 검사자 간 신뢰도는 두 검사자 간의 불일치한 측정치는 검사 후 다시 듣고 검사자 간의 최종 일치가 되는 점수로 정하였으며, CAPE-V척도는 두 검사자의 평정치의 평균값을 사용하였다.
음향학적 분석을 하기 위해 방음 시설이 된 음성검사실에서 CSL(Computerized Speech Lab., Kay PENTAX, Lincoln Park, NJ, USA)을 사용하여 음성 샘플을 수집하였다. 음성표본추출률(sampling rate)은 44,100 Hz로 하였고, 마이크는 대상자의 입에서 10 cm 떨어진 위치에서 90도 각도로 Shure사의 SM48 LC 다이나믹 스탠드 마이크를 두고 환자에게 모음 발성 시 편안한 음도와 강도로 편안하게 발성하도록 지시하였으며, ‘가을’ 문단 낭독 시 평상시 습관적인 음도와 강도로 읽도록 지시하였다. 문장 9개는 녹음한 가을 문단을 ‘Gold Wave’ 프로그램을 사용해 편집하여 9개의 문장 파일을 생성하였다. 녹음된 파일은 총 374개[{단모음 7개+표준 문단(가을) 1개+문단의 하위문장 9개}×22]로 무작위순으로 암호화하여 저장하였다.
기본주파수(F0)와 강도(dB)는 CSL(Computerized Speech Lab., Kay PENTAX)의 RTP(real-time-pitch)를 사용하여 녹음하였으며 ADSV(analysis of dysphonia in speech and voice model)를 이용하여 L/H 비율(dB)와 CPP(dB)를 분석하였다. 모음 분석은 5초간 발성한 음성 표번의 처음과 마지막 100 ms을 제외한 나머지 구간 중 3초를 편집하여 스펙트럼 측정치 L/H raito(dB)와 캡스트럼 측정치 CPP(dB)를 산출하였다.
수집된 자료의 통계처리는 IBM SPSS Statistics 19.0TM(IBM, New York, NY, USA)를 이용하였다. 모음 환경에 따라 GRBAS, CAPE-V, 음향학적 특성(스펙트럼측정치(L/H ratio), 켑스트럼측정치(CPP))에 차이가 있는지 알아보기 위해 반복분산분석(repeated measure analysis)을 실시하였으며, 개체 간 반복측정분석에 대한 통계검정은 Mauchly의 구형성 검정에 의해 구형성이 가정된 경우는 구형성 가정값을 사용하였으며, 구형성 가정을 만족하지 않는 경우는 Greenhouse-Geisser로 수정된 자유도와 F값을 보고하였다. 또한, 개체 내 효과 검정 결과, 통계적으로 유의미한 경우, 개체 내 대비검정을 실시하여 유의성 검정을 실시하였다.
연속구어 환경(문단, 문장)에 따라 GRBAS, CAPE-V, 음향학적 특성(스펙트럼 측정치(L/H ratio), 켑스트럼 측정치(CPP) 차이가 있는지 알아보기 위해 마찬가지로 반복분산분석(repeated measure analysis)을 실시하였으며, 개체 간 반복측정분석에 대한 통계검정은 Mauchly의 구형성 검정에 의해 구형성이 가정된 경우는 구형성 가정값을 사용하였으며, 구형성 가정을 만족하지 않는 경우는 Greenhouse-Geisser로 수정된 자유도와 F값을 보고하였다. 또한, 개체 내 효과 검정 결과, 통계적으로 유의미한 경우, 개체 내 대비검정을 실시하여 유의성 검정을 실시하였다. 연장 모음, 연속 구어 환경(문단, 문장) 간 청지각적 측정치 ‘G’와 켑스트럼 및 스펙트럼 측정치의 상관성을 보기 위해 피어슨 상관분석(Pearson correlation analysis)을 사용하였으며 통계적 유의수준은 .05 수준에서 검정하였다.
3. 결과
모음 환경에 따른 GRBAS 척도의 각 청지각적 파라미터의 기술통계량은 표 2와 같다. ‘G’ 척도와 ‘R’ 척도는 /a/에서, ‘B’ 척도는 모음 중 /e/와 /i/에서 높게 나타났으며, ‘S’ 척도는 /ɯ/에서 가장 높게 나타났으나, 일원반복측정분산분석을 실시한 결과, ‘B’ 척도에서만 모음 유형에 따라 유의한 차이를 보였다, 대응별 비교 결과, /e/−/o/(p=.013)와 /e/−/ʌ/(p=.005)에서 유의한 차이를 보였으며, /o/−/u/(p=.042), /o/−/ɯ/(p=.029)에서 유의한 차이를 보였고, /i/는 /o/(p=.031)와 /ʌ/(p=.038)에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다.
한편, 모음 환경에 따른 CAPE-V의 각 청지각적 파라미터의 평균과 표준편차는 표 3과 같다. ‘OS’와 ‘R’ 척도는 /a/에서, ‘B’척도는 /i/에서, ‘S’ 척도는 /ɯ/에서, ‘P(Pitch, 음도)’와 ‘L(Loudness, 강도)’는 /e/에서 가장 높게 나타났으나, ‘OS’와 ‘R’, ’B’척도에서만 통계적으로 유의한 차이를 보였다.
모음 환경에 따른 켑스트럼(CPP)과 스펙트럼(L/H ratio)음향학적 측정치의 기술통계량은 표 4와 같다. 일원반복측정분산분석을 실시한 결과, CPP는 모음/a/가 가장 높았으며, 모음의 유형에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보였다[F(6.126)=22.910, p<.001]. 반면, L/H ratio는 모음/u/가 39.81± 8.71로 가장 높았으며, 모음별로 통계적으로 유의한 차이를 보였다[F(4.017,84.351)= 53.524, p<.001].
켑스트럼(CPP) 측정치의 대응별 비교 결과, 모음 /a/는 /i/(p<.001)와 모음 /o/(p=.003) 및 모음/u/(p<.001)간 유의한 차이를 보였으며, 모음/e/는 /i/(p<.001), /o/(p=.025), /u/(p<.001)와 유의한 차이를 보였다. 모음/i/는 /o/(p<.001), /ɯ/(p<.001), /u/(p<.001)간에 유의한 차이를 보였다. 모음/o/는 /u/(p=.005), /ɯ/(p=.001), /ʌ/(p<.001)와 유의한 차이를 보였으며, 모음/u/는 /ɯ/(p<.001)와 /ɯ/(p<.001)와 유의한 차이를 보였다.
한편, 스펙트럼(L/H ratio) 측정치의 대응별 비교 결과, 모음 /a/는 모음 /o/(p<.001)와 /u/(p<.001) 및 모음/ɯ/(p<.001), 모음/ʌ/(p<.001)간 유의한 차이를 보였으며, 모음/e/는 /o/(p<.001), /u/(p<.001), /ɯ/(p<.001), /ʌ/(p<.001)간에 유의한 차이를 보였다. 모음/i/는 /o/(p<.001), /ɯ/(p<.001), /u/(p<.001), /ʌ/(p<.001) 간에 유의한 차이를 보였다. 모음/o/는 모음/u/(p<.001), /ʌ/(p<.001)와 유의한 차이를 보였으며, 모음/u/는 /ɯ/(p<.001),/ʌ/(p<.001) 간에 유의한 차이를 보였다.
모음 종류에 따른 ‘G’점수와 CPP 측정치 간의 상관성을 알아보기 위하여 피어슨 상관분석을 실시하였으며, 결과는 표 5와 같다.
‘G’점수와 CPP측정치는 모든 모음에서 통계적으로 유의한 부적 상관성을 보였으나, 그 중에서도 모음/o/ (r=–.889, p<.001), /a/(r=–.832, p<.001), /ʌ/(r=–.818, p<.001), /e/(r=–.889, p<.001), /u/(r=–.766, p<.01)는 G점수와 CPP가 높은 상관성을 보였으며, 모음/e/ (r=–.615, p<.01), /i/(r=–.603, p<.01)는 G점수와 CPP가 중간 정도의 상관성을 보였다.
문장 위치에 따른 기본주파수(F0), 강도(dB), 켑스트럼(CPP) 및 스펙트럼(L/H ratio)음향학적 기술통계량은 표 6과 같다.
기본주파수(F0)는 모음 중 /e/(187.02±40.84)가 가장 높았으며, 강도(dB)는 /u/(69.24±5.53)가 가장 높았으나, 기본주파수(F0)는 모음의 유형에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며[F(2.821,59.248)=.177, p=.902], 강도도 유의한 차이를 보이지 않았다[F(1.634,34.317)=1.663, p=.207].
CPP값은 첫 번째 문장(5.49±2.09)이 가장 높게 나타났으며. L/H ratio값은 두 번째 문장(29.83±5.64)이 가장 높았으며, 켑스트럼(CPP)과 스펙트럼(L/H ratio) 측정치는 모두 유의한 차이를 보였다(p<.001).
CPP 경우, 1-2, 1-3, 1-4, 1-6, 1-7, 1-8, 1-9, 1문장-표준문단 간 유의한 차이를 보였으며(p<.001), 2-3, 2-4, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9. 2문장 –표준문단, 3-5, 3-8, 4-5, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5문장-표준문단, 6-8, 7-8, 8-9, 8문장-표준문단 간 유의한 차이를 보였다(p<.05).
L/H ratio 경우, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-8, 1-9, 1문장-표준문단과 유의한 차이를 보였으며, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2문장-표준문단, 3-4, 3-8, 3문장-표준문단, 4-5, 4-6, 4-7, 4문장-표준문단, 5-6, 5-7,5-8, 5-9, 5문장-표준문단, 6-8, 7-8, 7-9, 7-표준문단, 8문장-표준문단 간 유의한 차이를 보였다(p<.05).
연장 모음과 문장 간의 켑스트럼(CPP)의 상관관계를 분석한 결과 모두 유의한 정적상관관계를 보였다. 두 번째 문장은 대부분의 모음과 높은 상관성을 보였는데, 모음/a/와 가장 높은 상관관계를 보인 것은 두 번째 문장이었고(r=.834, p<.001), /e/(r=.871, p<.001)도 두 번째 문장과 상관성이 가장 높았다. 모음/i/와 가장 높은 상관관계를 보인 것은 두 번째 문장과 표준 문단이었다(r=.869, p=.005). 모음/o/(r=.812, p<.001)와 모음/u/(r=.713, p<.001), 모음/ɯ/(r=.821, p<.001), 모음/ʌ/(r=.810, p<.001) 모두 두 번째 문장과 가장 높은 상관성을 보였다(표 7).
표준문단의 하부 문장 간 GRBAS의 ‘G’ 파라미터와 CPP값의 상관성을 알아보기 위하여 피어슨 상관분석(Pearson correlation analysis)을 실시하였으며, 결과는 표 8과 같다. 모든 하부 문장들은 GRBAS의 ‘G’ 파라미터와 CPP값 간에 유의한 부적 상관관계를 보였다.
4. 논의 및 결론
본 연구는 음성장애 환자의 청지각적 평정 및 음향학적 평가 시 사용하는 발화 과제의 영향을 살펴보기 위하여 모음의 종류 및 표준문단 내 문장의 위치에 따라 비교하였다. 이러한 결과는 GRBAS 척도를 이용하여 청지각적으로 음질을 평가할 때 모음의 유형에 따라 크게 영향을 받지 않는다는 것을 의미하며, 특히, ‘G’, ‘R’, ‘A’, ‘S’ 척도는 어떠한 모음을 사용해도 음성장애 환자의 음질을 측정하는 데에 차이가 없음을 시사하였다. 하지만, /i/와 /e/모음과 같은 고모음에서 통계적으로 유의하게 높게 나타나 기식성은 모음에 따라 청지각적 평정에 영향을 줄 수 있음을 시사하였다. 반면, CAPE-V 척도를 사용하여 청지각적 평정을 실사한 결과, 모음의 유형에 따라 청지각적 평정 파라미터에 유의한 차이를 보였다. 즉, ‘OS’와 ‘R’ 척도는 모음의 유형에 따라 통계적으로 유의한 차이가 나타났으며, 이러한 결과는 CAPE-V 척도는 GRBAS 척도로 청지각적 평정을 할 때보다 모음의 유형에 따라 영향을 더 많이 받음을 알 수 있다.
한편, 모음 환경에 따른 음향학적 측정치 차이를 비교한 결과, 켑스트럼 측정치(CPP)와 스펙트럼 측정치(L/H ratio)에서 모두 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 특히 임상에서 가장 일반적으로 사용하는 /a/모음이 가장 높은 CPP값을 보였으며, 저모음/a/가 고모음/i,u/에 비해 상대적으로 높은 CPP값을 보였다. CPP는 성도의 모양이나 강도 및 강도와 기본주파수에 의해 함께 영향을 받으며, 강도가 클수록, 강도와 기본주파수가 함께 높을수록 CPP가 높게 나타난다고 보고하였다(Sampaio et al., 2021). /a/모음은 개모음이므로 강도와 기본주파수가 다른 모음에 비해 비교적 높게 나타났는데, 이러한 모음의 특성이 CPP값에 영향을 주는 것으로 여겨진다. 반면, CPP는 /i/모음에서 가장 낮게 나타났는데, CPP는 기식성을 가진 음성에서 일반적으로 낮게 나타나 기식성 음성을 선별하는 데 유용한 것으로 보고되었는데(Lowell et al., 2013), 본 연구에서는 CPP가 /i/모음에서 가장 낮게 나타나, /i/모음이 다른 모음에 비해 기식성이 더 높게 측정될 수 있는 모음일 수 있음을 시사하였다. Choi & Choi (2016)의 연구에서는 정상 화자를 대상으로 켑스트럼과 스펙트럼 분석의 모음 유형 효과를 보았을 때, /a, e, u, ɯ, ʌ/모음에서 모든 모음과 유의한 차이가 나타났다고 하였지만(p<.01), 본 연구의 음성장애 환자군에서는 CPP에서 모음/a/는 모음/i/(p<.001)와 모음/o/(p=.003) 및 모음/u/(p<.001) 간 유의한 차이를 보였다. 이러한 결과는 선행연구는 정상 화자를 대상으로 한 연구였으나, 본 연구에서는 음성장애 환자를 대상으로 하였으므로 다른 결과가 나타날 수 있다고 할 수 있다. L/H ratio의 경우, 본 연구의 음성장애 환자에서도 모음에 따라 유의한 차이를 보였는데, 모음/u/가 가장 높게 나타났으며, 모음/e/에서 가장 낮은 값을 보였다.
정상 화자를 대상으로 한 Choi & Choi (2016)의 선행연구에서도 /u/모음에서 L/H ratio값이 가장 높게 측정되었으나, /i/모음에서 가장 낮은 L/H ratio값을 보였다. 따라서, 원순모음은 장애 음성에서도 4 kHz를 기준으로 고주파수 에너지보다 저주파수 에너지가 더 높음을 시사하였다.
연장 모음 유형과 문장 위치 간 CPP의 상관관계를 살펴본 결과, 모두 유의한 정적상관관계를 보였다. 특히, 두 번째 문장은 표준문단 전체와도 가장 상관성이 높았으며, 모든 모음과 가장 높은 상관성을 보였다. 국외의 경우나 국내 경우, 청지각적 평정이나 음향학적 평가 시 환자에게 표준 문단을 다 읽도록 요구하기보다는 첫 번째나 두 번째 문장을 읽도록 하는 경우가 많았다(Choi & Choi, 2016; Lee & Shin, 2010; Lowell et al., 2011; Maryn et al., 2010; Moers et al., 2012; Shim et al., 2016). 본 연구 결과를 비추어 볼 때, 두 번째 문장은 전체 표준문단 대신 사용해도 큰 문제가 없을 것으로 보인다.
이와 더불어, 문장 위치 간 음향학적 측정치 차이 결과, 켑스트럼 측정치(CPP)와 스펙트럼 측정치(L/H ratio)에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 연결 발화와 청지각적 상관성이 높다고 알려진 CPP는 문장 위치 간 변이성을 보였는데 첫 번째 문장이 가장 높게 나타났으며, 문장 뒷부분에서 CPP가 유의하게 낮아지는 경향을 보였다. 이는 선행 연구에서와 동일한 결과로(Lee et al., 2017b; Watts & Awan, 2015) 문장 낭독 시 시간이 지남에 따라 근긴장이나 음성피로가 더 증가하는 것을 의미할 수 있을 것이다.
Choi & Choi (2016)의 선행연구에서는 ‘가을’과 ‘산책’의 문단이 모음에 비해 CPP값과 L/H ratio값이 유의하게 낮게 나타났다. 이는 두 표준문단이 모음에 비해 성대 진동이 되지 않는 분절음 부분이 많고 파열음과 마찰음, 파찰음과 같은 음소로 구성되어져 있기에 때문이라고 여겨진다고 하였다. 본 연구에서는 ‘가을’ 문단을 이루고 있는 9개의 하위문장 간에 CPP와 L/H ratio측정치에 유의한 차이를 보였는데, 이러한 결과는 문장별로 포함된 모음과 자음의 종류에 차이가 있으며, 이러한 음소의 특징이 켑스트럼이나 스펙트럼 측정치에 영향을 준 것으로 보인다.
검사어 문맥 간에 음향학적 상관성이 있는지 보았을 때, 각 모음과 연속 구어 유형(문단, 문장) 간의 기본주파수(F0)와 강도, CPP, L/H ratio는 모든 유형의 모음과 문장 위치, 전체 표준문단 간에 모두 유의한 정적상관관계를 보였다. 단모음 7개와 가장 높은 상관성을 보인 문장은 모두 문장 2번으로 나타났다.
Choi & Choi (2016)의 선행연구에서는 연결 발화의 음질과 상관성이 가장 높다고 알려진 CPP값과 L/H ratio값은 표준문단(가을 vs 산책)에 따라 서로 다른 모음과 낮은 상관성을 보이거나 상관성이 없었다. 또한, 음질 평가 시 가장 많이 사용되는 모음 /a/는 표준화 문구로 현재 사용되는 두 문단과 CPP측정치 간 상관성을 보이지 않아 음질을 측정하기 위한 대표성 모음으로 사용하기에 충분한 증거를 뒷받침하지 못한다고 하였다. 하지만, 본 연구에서는 표준문단 전체를 분석하지 않고 문단을 이루고 있는 문장들을 따로 분리하여 분석한 결과, 두 번째 문장이 가장 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났다.
한편, 각 모음과 표준문단 간 GRBAS 척도의 ‘G’는 모두 유의한 정적상관관계가 나타났으며. 그 중 표준 문단 ‘G’와 가장 높은 상관성을 보인 모음은 /e/였다(p<.001).
모음 환경과 표준문단 간 CAPE-V의 ‘OS’ 척도 상관성은 모두 유의한 정적상관관계가 나타났다. 모음 환경, 연속 구어 유형(문단, 문장) 간 청지각적 측정치 ‘G’ 척도와 켑스트럼 및 스펙트럼 측정치의 상관성 분석한 결과 모음 환경, 연속 구어 유형(문단, 문장) 간 모두에서 유의한 부적 상관관계를 보였다. 이와 같은 결과는 Anders et al.(1988)과 Webb et al.(2004)의 선행연구에서 발표한 음성의 전반적인 중증도를 평가하는 ‘G’는 객관적 음성평가와의 상관관계가 높게 나온 결과와 일치하였다.
본 연구를 통해, 다음과 같은 임상적 시사점을 제공할 수 있을 것이다.
첫째, 임상에서 가장 많이 사용하는 /a/모음은 GRBAS 척도를 이용해서 음질을 평가할 때 ‘G’, ‘R’, ‘B’, ‘A’, ‘S’의 척도에서 다른 모음과 유의한 차이를 보이지 않았으므로, GRBAS 척도를 이용한 청지각적 평정 시 음질 척도 간 영향을 주지 않고 사용할 수 있을 것이다. 하지만, /i/모음을 사용한다면, 기식성에서 다른 모음에 비해 높게 기식성을 평가할 가능성이 있다.
둘째, 모음 유형은 ‘B’를 제외한 GRBAS 척도의 청지각적 중증도에 영향을 미치지 않았지만, CAPE-V의 ‘OS’, ‘R’, ‘B’에 영향을 주었다(p<0.05). 즉 ‘CAPE-V척도’를 이용한 청지각적 평정 시에 모음에 따라 유의한 차이를 보였으며, 모음의 유형이 청지각적 평정에 영향을 주는 것으로 나타났다. 특히, 전반적 중증도(OS)와 조조성(R)은 모음/a/가 통계적으로 가장 유의하게 높게 나타났으며, 기식성(B)은 모음/i/에서 통계적으로 가장 유의하게 높게 나타났다. 따라서, CAPE-V를 사용한 청지각적 평정 시 /a/와 같은 하나의 모음만을 사용하기보다는 /a/와 /i/ 모음을 함께 사용하는 것이 전반적인 중증도나 기식성을 평가하는 데 민감한 특성을 반영할 수 있을 것이다.
셋째, 연결 발화에서는 GRBAS 척도의 ‘G’ 척도는 청지각적 중증도에 대해 문장 위치에 상관없이 표준문단과 9개 하위문장 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 즉, ‘G’ 척도는 모음과 마찬가지로 표준 문단 중 어떠한 하위 문장을 사용하더라도 표준문단 ‘가을’과 차이가 없었다.
넷째, 모음과 표준문단 간의 GRBAS의 ‘G’ 척도의 상관관계를 분석한 결과 모든 모음이 ‘G’ 척도와 유의한 정적상관관계를 보였다. 따라서, ‘G’ 척도에서는 ‘가을’문단과 함께 모음의 유형에 상관없이 모음을 사용하여 청지각적 평정을 할 수 있을 것으로 여겨진다.
다섯째, CPP와 L/H raito는 문장 위치뿐 아니라 모음 유형에도 영향을 받았다. 각 모음과 표준 문단 간 유의한 양의 상관성을 보였으며, 특히, 모음/e/가 표준 문단과 가장 상관성이 높았다(r=.806). 또한 표준 문단과 9개 문장 간 모두 유의한 양의 상관관계를 보였다.
여섯째, 청지각적 중증도와 높은 상관관계가 있는 것으로 알려진 표준문단의 CPP의 경우, 모든 모음, 9개 문장 및 표준 문단에서 GRBAS 척도의 ‘G’와 유의한 부적 상관성이 있었고, /e/모음(r=–.739)과 가장 높은 상관성을 보였다.
일곱째, 각 모음과 표준문단, 문장 위치 간 켑스트럼 측정치 CPP의 상관성을 본 결과, 단모음 7개와 가장 높은 상관성을 보인 문장은 2번째 문장(‘무엇보다도 산에 오를 땐 더욱더 그 빼어난 아름다움이 느껴진다’)이었다.
특히, 연결발화는 다양한 모음과 자음이 포함되어 있으므로 모음의 효과 이외에 자음이 음질에 영향을 미칠 수 있다. 2번째 문장은 다른 문장보다 자·모음 비율이 51:49로 가장 유사한 것으로 나타났는데, 추후 연구에서는 각 하위문장의 자·모음 비율이 음향학적 측정치에 영향을 미치는지 살펴볼 필요가 있을 것이다. 후속 연구에서는 각 하위문장의 자음의 음소 형태, 어절 길이, 음절수와 같은 음성 음향학적 문맥을 구체적으로 분석하여 각 하위문장의 문맥에 대해 검증할 필요가 있다. 또한 하위 문장의 길이가 다르기 때문에 추후연구에서는 각 하위 문장의 길이에 대한 영향을 살펴볼 필요가 있다. 또한, 모음의 유형뿐만 아니라 연결 발화 시 문장의 유형이나 문장의 위치가 청지각적 평정이나 켑스트럼 및 스펙트럼 측정치에 영향을 줄 수 있으므로 모음 유형과 9개의 문장 위치에 따른 규준치를 제공하는 것이 필요할 것이다. 마지막으로, 독립변수의 요인(모음 유형 7개, 문장 유형 9개)이 많은 데 비해 효과 크기를 살펴 보기 위하여 반복측정분산분석을 실시하기에는 대상자 수가 적은 단점이 있다.
그럼에도 불구하고 본 연구는 아직까지 임상에서 청지각적 평정이나 음향학적 평가와 같은 필수 검사 시 구체적인 임상 지침이 없는 상황에서 발화 과제의 영향을 살펴본 것에 의의가 있다.
본 연구에서는 다양한 음성장애 샘플을 포함하지 못했으나, 종합적으로 살펴볼 때, 음성 평가 시 모음을 사용할 때, /a/뿐 만 아니라, /i/모음을 함께 사용하는 것이 바람직할 것으로 보인다. 또한, /e/모음은 표준 문단과 문장과 청지각적 상관성이 높았으므로, 임상에서 /e/모음도 바쁜 임상 현장에서 표준문단 대신 사용이 가능할 것이다. 또한, 표준 문단 전체를 낭독하지 않더라도, 표준문단 중 두 번째 문장을 사용할 때 음질 측정에 큰 문제가 없을 것으로 사료된다. 또한, 음성장애 신호가 대부분 비주기적인 신호임을 감안할 때 CPP와 같은 켑스트럼 측정치와 함께 이와 가장 청지각적으로 상관성이 높은 두 번째 문장을 사용하는 것이 바람직할 것으로 여겨진다. 따라서, 본 연구는 기존의 음향학적 평가와 청지각적 평가 시 검사어 문맥에 대한 임상적 근거를 제공함으로써 보다 타당성 있고, 신뢰로운 음성 평가를 하는 데 기여할 수 있을 것이다.
