성도의 해부학적 변형에 따른 음성 변화의 음향학적 특징 :Acoustic characteristics of the voice changes associated with anatomical deformation of the vocal tract

이연우

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이연우 (연세대학교, 연세대학교 대학원)

지도교수: 김향희

발행연도: 2016

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2016

성도의 해부학적 변형에 따른 음성 변화의 음향학적 특징

이연우 언어병리학협동과정 2016.01 학위논문

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설암, Ludwig angina, 편도염, 편도암, 편도비대, 후두개 낭, 후두암(성문 상부암)과 같이 성도의 해부학적 변형을 일으키는 질환은 증세가 악화됨에 따라 호흡 장애 및 연하 장애와 같은 심각한 상황을 초래할 수 있다. 또한 성도의 해부학적 변형은 포먼트의 특성, 즉 음성의 음향학적 특징의 변화를 가져올 수 있기 때문에 성도 변형으로 인해 발생할 수 있는 문제를 예측하는데 있어서 음향학적 평가가 큰 도움을 줄 수 있다.
이에 본 연구는 성도의 해부학적 변형에 따라 음향학적 특징의 변화가 나타나는지 알아보고, 그러한 차이가 성도 변형을 일으키는 요인(mass effect)으로 인한 것인지 혹은 이러한 요인에 의한 성도 기관의 움직임(mobility)변화로 인한 것인지를 성도의 좁힘점 이론과 관련지어 설명하고자 하였다. 먼저 구강 변형에 따른 음향학적 특징의 변화를 분석하기 위해 정상 남성 14명을 대상으로 하여 구강 변형을 일으키는 물체가 구강 내에 있을 때와 없을 때로 나누어 모음 /a/, /e/, /i/, /o/, /u/의 제 1, 2 포먼트, 그리고 jitter, shimmer, NHR을 비교 분석하였다.
인두강 변형에 음향학적 특징의 변화를 분석하기 위해 후두개 낭 환자 7명, 그리고 후두개 낭 환자와 성별 및 연령이 일치된 정상 남성 14명을 대상으로 하여 집단 간 모음 /a/, /e/, /i/, /o/, /u/의 제 1, 2 포먼트, 그리고 jitter, shimmer, NHR을 비교 분석하였다.
결과는 다음과 같다. 구강 변형이 일어난 경우에는 일어나지 않은 경우에 비해 모음 /i/, /e/의 제 2 포먼트가 유의미하게 낮은 반면 모음 /i/의 제 1 포먼트는 높은 것으로 나타났다. 후두개 낭 환자군은 정상군에 비해 모음 /a/, /e/의 제 1 포먼트가 유의미하게 낮은 것으로 나타났다. 구강 및 인두강 변형에 따라 jitter, shimmer, NHR은 유의미한 차이가 나타나지 않았다.
본 연구의 결과는 성도의 해부학적 변형이 혀의 움직임(mobility)에 영향을 주어 공명의 변화를 가져온다는 것을 보여준다. Jitter, shimmer, NHR은 구강 및 인두강의 변형에 따라 유의미한 차이가 나타나지 않았지만 음성에 영향을 미칠 수 있는 변수들이 다양하기 때문에 음성 평가는 반드시 다차원적으로 이루어져야 한다. 본 연구는 성도 질환의 진단 및 치료 경과 분석에 음향학적 평가의 필요성 및 유용성을 언급하고, 이후 다양한 성도 질환으로 인한 음향학적 특징의 변화를 연구하는 데에 기초 자료로 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

Tongue cancer, Ludwig angina, Tonsillitis, Tonsillar cancer, Tonsillar hypertrophy, epiglottic cyst, laryngeal cancer cause the anatomical deformation of the vocal tract. If symptoms are serious, respiratory problem may occur, resulting in "hot potato voice" or "muffled voice". When the voice is produced, a resonance occurs because a specific frequency is passed according to vocal tract''s shape and size, this specific frequency is termed as formant. Anatomical variations of the vocal tract can alter the characteristics of the formant related resonances, which it may bring about a change in the voice, so an acoustic evaluation gives great help to prevent critical situation resulted from Anatomical variations of the vocal tract. Although there are many evaluations to know the presence of voice problems, severity, diagnosis and effect of treatment, because there are various factors affecting the voice, the diagnosis of the speech and evaluation should be performed multidimensionally. Purpose of this study is to analyze the acoustic characteristics of the voice changes associated with anatomical deformation of the vocal tract.
In this study, analyses were done on F1 and F2 in vowel articulation, jitter, shimmer, NHR to investigate acoustic characteristics of the voice change due to a oral cavity and pharyngeal cavity''s deformation. Normal group (14 subjects) participate in the oral cavity''s deformation and acoustical analysis is performed according to the presence or absence of a object causing the oral cavity''s deformation. Normal group (14 subjects) and epiglottic cyst group (7 subjects) participate in the pharyngeal cavity''s deformation to compare two groups.
Results are as follows. First, the F1 of vowel /i/ was significantly high but, the F2 of vowel /i/, /e/ was significantly low in presence of the object causing the oral cavity''s deformation. Second, the F1 of vowel /a/, /e/ was significantly low in the epiglottic group. Jitter, shimmer, NHR did not show significant difference in the two experiments.
In other words, the F1, F2 of vowels showed a significant difference in the oral cavity and pharyngeal cavity''s deformation. This means that anatomical deformation of the vocal tract changes an acoustic characteristics. On the other hand, jitter, shimmer, NHR did not show significant difference in the two experiments. But, the diagnosis of the speech and evaluation should be performed multidimensionally. Consequently, It is expected that acoustic analysis can be utilized for prediction of vocal tract''s disease, diagnosis, effect of treatment.

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