시각적 피드백 유무에 따른 인공와우이식 성인의 음성조절능력

Abstract

청각장애인은 듣기의 제한으로 인하여 음성조절능력을 적절하게 발달시키기 어려우며, 이로 인해 다양한 억양으로 발화하여 의미를 전달하는데 어려움을 보인다. 게다가 변성기를 지나 초기 성인의 음성 수준을 갖춘 청소년과 성인은 음성조절에 관여하는 근육과 신경계의 발달이 이미 완성되어 자신의 부적절한 음성에 이미 적응한 상태이므로 음도와 강도를 포함한 음향적 특성을 개선하기에 더 큰 어려움이 따른다. 따라서 수년 동안 언어청능재활을 받아 구어 의사소통이 가능하고 원만한 사회생활을 하는 인공와우이식 성인이 마지막까지 극복하기 어려운 것이 음성조절이다. 시각적 단서 및 피드백을 이용한 음도 치료는 인공와우이식 성인의 기본주파수 조절에 유용하다. 그러나 음도 하나만으로는 인공와우이식 성인의 음성조절능력을 단정 지을 수 없기 때문에 전반적인 음성조절능력을 평가하기 위한 새로운 파라미터가 필요하다. 이에 본 연구에서는 특정 주파수 범위에서 음성 강도를 얼마나 역동적으로 조절할 수 있는지 평가하는 음성범위프로파일(Voice Range Profile, 이하 VRP)에서 ‘음성역동면적’과 ‘VRP 기울기’의 측정치를 이용하여 인공와우이식 성인의 음성조절능력을 평가하고자 한다. 즉, 아동기에 인공와우이식을 받고 장시간동안 인공와우를 사용한 성인은 시각적 피드백을 통해서 음도와 강도를 동시에 조절하며 역동적인 음성산출이 가능할지에 대해서 살펴보고자 하였다. 시각적 피드백은 실시간으로 자신의 음도 및 강도를 이전에 산출한 음과 비교하여 점진적으로 증가시키고 감소시키는 과정을 애플리케이션을 통해 제공하고자 한다. 본 연구에서는 인공와우를 이식한 성인과 정상청력 성인을 대상으로 시각적 피드백 유무에 따라 각 집단의 음성조절능력에 차이가 있는지 살펴보고자 한다. 또한 인공와우이식 성인 집단 내에서 대상자의 인공와우 관련정보 및 기초검사 점수와 음성조절능력 변수(음성역동면적, VRP 기울기) 간 상관관계를 살펴보고자 한다. 본 연구를 위해 만 7세 이전에 인공와우를 이식한 청소년 및 성인 12명(여성 8명, 남성 4명), 성별과 연령을 일치시킨 정상청력 성인 12명 총 24명이 참여하였다. 시각적 피드백 유무에 따른 음성조절능력을 확인하기 위한 과제는 Computerized Speech Lab(CSL; Model 4150B, Kay Pentax)의 VRP 프로그램을 이용하였다. 먼저 두 집단 간 음도 관련 측정치(최대주파수, 최저주파수, 주파수범위)의 차이를 분석한 결과, 인공와우이식 성인과 정상청력 성인 집단 간 차이가 통계적으로 유의하지 않았다. 시각적 피드백 유무에 따른 음도 관련 측정치 차이를 분석한 결과, 두 집단 모두 시-청각적 피드백이 있을 때 최대주파수와 주파수범위가 유의하게 높았으며, 최저주파수는 유의하게 낮았다. 집단과 자극(청각, 시각-청각) 간 이차상호작용은 유의하지 않았다. 두 집단 간 강도 관련 측정치(최대강도, 최저강도, 강도범위)의 차이를 분석한 결과, 인공와우이식 성인과 정상청력 성인 집단 간 차이가 통계적으로 유의하지 않았다. 시-청각적 피드백 유무에 따른 강도 관련 측정치 차이를 분석한 결과, 시각적 피드백이 있을 때에도 최대강도, 최저강도, 강도범위의 차이가 통계적으로 유의하지 않았다. 집단과 자극(청각, 시각-청각) 간 이차상호작용 또한 유의하지 않았다. 두 집단 간 음성역동면적의 차이를 분석한 결과, 인공와우이식 성인보다 정상청력 성인 집단의 음성역동면적이 유의하게 큰 것으로 나타났다. 시각적 피드백 유무에 따른 음성역동면적의 차이를 분석한 결과, 청각에만 의존하는 것보다 시-청각적 피드백이 제시되었을 때 음성역동면적이 유의하게 큰 것으로 나타났다. 집단과 자극(청각, 시각-청각) 간 이차상호작용도 통계적으로 유의하였다. 즉, 정상청력 성인 집단보다 인공와우이식 성인 집단에서 시각적 피드백 유무에 따른 음성역동면적의 차이가 유의하게 큰 것으로 나타났다. 두 집단 간 VRP 기울기의 차이를 분석한 결과, 정상청력 성인과 인공와우이식 성인 집단 간 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 시각적 피드백 유무에 따른 VRP 기울기의 차이를 분석한 결과, 청각적 피드백만 제공되었을 때보다 시-청각적 피드백이 제공되었을 때 기울기가 유의하게 작은 것으로 나타났다. 집단과 자극(청각, 시각-청각) 간 이차상호작용은 유의하지 않았다. 인공와우이식 성인 집단의 인공와우 이식연령, 인공와우 착용기간, 단음절 말지각점수, 자음정확도와 음성조절능력 변수(음성역동면적, VRP 기울기) 간 상관관계를 알아보기 위하여 피어슨 상관관계를 실시하였다. 상관관계 분석 결과, 자음정확도와 청각적 피드백만 제공되었을 때 VRP 기울기 간 강한 부적 상관관계가 나타났으며, 자음정확도와 시-청각적 피드백이 제공되었을 때 VRP 기울기 간 강한 부적 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 인공와우이식 성인의 음성적 특성이 발달과정을 지나며 정상청력 성인과 유사해진다는 선행연구 결과(윤미선 외, 2013; Hamzavi et al., 2000)를 기반으로 하여 음도와 강도를 동시에 조절하는 음성조절의 역동성을 보고자 한 점에 의의가 있다. 음도와 강도 각각의 측정치에 대해서는 집단 간 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 음성역동면적에 대해서는 집단 간 유의한 차이가 나타났으며, 시각적 피드백 유무에 따른 음성역동면적 차이도 유의한 것으로 나타났다. 따라서 ‘음성역동면적’은 인공와우이식 성인의 음성조절능력을 측정하는 변수로서 적절할 것으로 판단되지만, 해석 시 주의할 필요가 있다. 인공와우이식 성인 집단 내에서 시각적 피드백이 제공되지 않았을 때 선천성 집단이 후천성 집단보다 더 높은 음성역동면적을 보였으나, VRP 기울기는 더 가파른 것으로 나타났다. 두 집단 모두 시각적 피드백 유무에 따라 VRP 기울기의 큰 변화는 없었으나, 음성역동면적에서는 시각적 피드백이 제공되었을 때 선천성보다 후천성 집단에서 더 큰 변화양상을 보였다. 따라서 음성역동면적과 VRP 기울기는 상호보완적인 관계로 결과를 분석할 때 함께 고려해야할 필요가 있다. 또한, 본 연구의 결과는 정상적인 듣기경험이 인공와우이식 성인의 언어, 말, 음성 등 전반적인 발달에 매우 중요하지만, 정상적인 듣기경험이 후두발달 완성기까지 지속되지 못하면 성대를 조절하는 후두 주변 신경근육의 협응 능력이 더 이상 발달하지 못하고 정체될 가능성을 시사한다.;It is difficult for the hearing impaired to properly develop the ability to control the voice due to the limitation of listening, and this results in a different voice pattern than that of normal hearing adults. In addition, adolescents and adults with the voice condition of early adults after the metamorphic period have already completed the development of the muscles and nervous systems involved in voice control, and have already adapted to their inappropriate voice. Therefore, it is difficult to improve the acoustic properties including pitch and intensity. In other words, voice control is difficult for adults with cochlear implants who have undergone verbal hearing rehabilitation for many years to communicate with normal-hearing adults and live an active social life until the end. Voice therapy using vision is useful for adjusting the fundamental frequency of adults with cochlear implants. However, since the pitch alone cannot determine the voice control ability of adults with cochlear implants, a new parameter is needed to evaluate the overall voice control ability. Therefore, this study aims to evaluate the voice control ability of adults with cochlear implants using the measurements of 'voice dynamic area' and 'VRP slope' in Voice Range Profile(VRP), which evaluates how dynamically the voice intensity can be adjusted in a appropriate frequency range. In other words, it was attempted to investigate whether adults who received cochlear implants in childhood and used cochlear implants for a long time could simultaneously control pitch and intensity through visual feedback and produce dynamic voice. Visual feedback is intended to provide a process through the application that gradually increases and decreases one's own pitch and intensity in real time compared to previously calculated notes. In this study, the purpose of this study is to examine whether there is a difference in the voice control ability of each group in adults with cochlear implants and adults with normal hearing depending on the presence or absence of visual feedback. In addition, in the group of adults with cochlear implants, the purpose of examining the correlation between the subject's cochlear characteristics and basic test scores and the voice control ability variables (voice dynamic area, VRP slope). For this study, a total of 24 adolescents and 12 adults (8 females and 4 males) who had cochlear implants before the age of 7 and 12 normal hearing adults with matching gender and age were involved. The task to check the voice control ability according to the presence or absence of visual feedback was the Voice Range Profile program of Computerized Speech Lab (CSL; Model 4150B, Kay Pentax). First, as a result of analyzing the differences between the two groups' measurement related to pitch (maximum frequency, lowest frequency, frequency range), there was no statistically significant difference between the adults with cochlear implants and adults with normal hearing. As a result of analyzing the difference in measurement values ​​related to pitch according to the presence or absence of visual feedback, the maximum frequency and the frequency range were significantly higher when both groups had visual feedback. The lowest frequency is significantly lower when both groups had visual feedback. There was no significant secondary interaction between the group and the stimulus (auditory, visual-auditory). As a result of analyzing the differences between the two groups’ measurement related to intensity (maximum intensity, minimum intensity, intensity range), there was no statistically significant difference between the adults with cochlear implants and adults with normal hearing. As a result of analyzing the difference in measurement values ​​related to intensity according to the presence or absence of visual feedback, there was no significant difference in all of the maximum intensity, minimum intensity, and intensity range even when there was visual feedback. The secondary interaction between the group and the stimulus (auditory, visual-auditory) was also not significant. As a result of analyzing the difference in the voice dynamic area between the two groups, it was found that the voice dynamic area of ​​adults with normal hearing was significantly larger than that of adults with cochlear implants. As a result of analyzing the difference in voice dynamic area according to the presence or absence of visual feedback, it was found that the voice dynamic area was significantly larger when the visual feedback was presented rather than relying only on the hearing. The secondary interaction between the group and the stimulus (auditory, visual-auditory) was significant. In other words, it was found that the difference in the voice dynamic area according to the presence or absence of visual feedback was significantly greater in adults with cochlear implants than in adults with normal hearing. As a result of analyzing the difference in the VRP slope between the two groups, there was no statistically significant difference between the group of adults with cochlear implants than the group of adults with normal hearing. As a result of analyzing the difference in VRP slope according to the presence or absence of visual feedback, it was found that the slope was significantly smaller when the visual-auditory feedback was provided than when only the auditory feedback was provided. There was no significant secondary interaction between the group and the stimulus (auditory, visual-auditory). Pearson correlation was performed to investigate the correlation between cochlear implant age, cochlear implant wearing period, monosyllable perception score, consonant accuracy and voice control ability variables (voice dynamic area, VRP slope) in the group of adults with cochlear implants. As a result of correlation analysis, it was found that there was a strong negative correlation between only consonant accuracy and the VRP slope when auditory feedback were provided, and there was a strong negative correlation between consonant accuracy and the VRP slope when visual-auditory feedback were provided. This study is meaningful in that it aims to see the dynamics of voice control including pitch and intensity based on the results of previous studies that the voice characteristics of adults with cochlear implants become similar to those of normal hearing adults through the development process. There was no significant difference between groups for each measurement of pitch and intensity, but there was a significant difference between the groups for the voice dynamic area, and the difference in the voice dynamic area according to the presence or absence of visual feedback was also found to be significant. Therefore, the 'voice dynamic area' is considered to be appropriate as a variable to measure the voice control ability of adults with cochlear implants, but caution is needed when interpreting. In the group of adults cochlear implants, when no visual feedback was provided, the congenital group showed a higher voice dynamic area than the acquired group, but the VRP slope was found to be larger. In both groups, there was no difference in the VRP slope depending on the presence or absence of visual feedback, but in the voice dynamic area, when visual feedback was provided, there was a numerically greater change in the acquired group than in the congenital group. Therefore, the voice dynamic area and the VRP slope are complementary and need to be considered together when analyzing the results. In addition, the results of this study emphasize that the normal listening experience is very important for the overall development of the language, speech, and voice of the hearing impaired. However, if the normal listening experience does not last until the completion of laryngeal development, the coordination ability of the nerve muscles around the larynx that controls the vocal cords may no longer develop and may be stagnant.