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Speech perception and production
Korean Journal of Audiology 2005;9(2):143-149.
Development of an Environmental Sound Recognition Test for Children
Hee Kyoung Bae1, Junghak Lee2
1Department of Rehabilitation, Graduate School of Public Health, Hallym University, Chuncheon
2Department of Otolaryngology, College of Medicine, Hallym University, Chuncheon, Korea
환경음을 이용한 유아용 청능평가 도구의 개발
배희경1, 이정학2
1한림대학교 보건대학원 재활학과
2한림대학교 의과대학 이비인후과학교실
Abstract

The goal of this study was to develop environmental sound recognition test for hearing impaired infants or preschool children. The general environmental sounds used in this study were selected mostly from the CD which was used by a broadcasting station. The speech environmental sounds were selected from the MCDI-K and questionnarie for speech language therapists. The actual test materials were consisted of 15 plates of general environmental sounds and 15 plates of speech environmental sounds. Each plate was consisted of 4 pictures with 12 colors. The pictures of each plate were classified with respect to the frequency range:low, mid-low, mid-high and high. The developed test was called Hallym University-environmental sound recognition test by pictures (HU-ESRP). The test was performed to 15 children with normal hearing and 15 hearing impaired children. The results showed that all subjects understood most of environmental sounds and there was no significant difference in recognition scores between general and speech environmental sound tests. Generally, in addition, recognition scores of normal hearing children were slightly higher than those of hearing impaired children. Therefore, the HU-ESRP can be utilized as a valuable clinical and rehabilitative training tool for hearing-impaired infants and preschool children. More data should be obtained and analyzed, however, to standardized this instrument. 

Keywords: Environmental sound recognition test;General environmental sounds;Speech environmental sounds;HU-ESRP.

교신저자:이정학, 431-070 경기도 안양시 동안구 평촌동 896
교신저자:전화) (031) 380-3792, 전송) (031) 380-3794, E-mail:leejh@hallym.ac.kr

 

서     론

아동의 청각검사에 있어서 순음 청력검사와 언어 분별력 검사로 아동의 청각적 능력을 측정하는 것은 필수적이다. 하지만, 나이가 어린 유아의 경우에는 낱말에 대한 개념이 거의 없으므로, 언어 분별력 검사를 시행하기에는 불충분하다. 더구나 난청 유아의 경우에는 언어발달이 또래보다 지체되어 있으며, 말소리 지각능력이 떨어지므로 일반적인 어음청력검사를 시행하기가 더욱 어렵다.
청각장애 아동을 위한 특별한 검사 도구는 여러 가지가 있다. 검사에 사용하는 자극으로는 주위 환경음,1) 일음절 낱말,2)3) 문장4) 숫자5)등이 있는데, 유아의 경우 환경음을 이용한 검사가 주목을 받고 있다. 환경음은 인간의 일상생활과 매우 밀접한 연관을 맺고 있으며, 이러한 검사는 유아의 청각역치(auditory sensitivity) 보다는 주로 청각재인(auditory recognition) 능력을 측정하는 것이다. 이 검사를 실시함으로써 개개인의 청력도가 주는 중요한 정보 외에 매일의 환경내에서 아이가 청각 정보를 어떻게 처리하는지를 알 수 있으며, 유아뿐 아니라, 일반 어음청력검사를 실시할 수 없는 아동이나, 성인들에게도 활용되어 질 수 있다. 또한, 보청기의 선택과 적합 혹은 인공와우 적합시 기초자료로도 활용할 수 있으며, 청능훈련의 초기평가와 추후평가시 진전정도를 알아보는 평가방법으로도 사용될 수 있다. 그러나 현재 우리나라 임상에서 유아의 청각재인능력을 측정하기 위한 방법은 주로 치료실내에서 청능훈련으로 사용하는 환경음을 사용하는 정도 밖에 없는 실정이다. 이것 또한 표준화된 도구가 없이 각각의 치료실내에서 나름대로 만들어 놓고 쓰는 실정이다.
본 연구는 일상적인 환경음을 이용하여 표준화된 유아용 청능평가도구(environmental sound recognition test)를 개발하고자 한다. 구체적으로는 적절한 일반환경음과 말소리환경음 목록을 작성하고 건청과 난청그룹간의 수행정도를 비교해보고자 한다.

연구방법

검사대상

건청 유아
서울, 경기 지역에 거주하는 만 3
~6세 어린이집이나 교회 부설 유아부에 재원 중인 유아 15명(남 7명, 여 8명)을 대상으로 하였다. 이들을 대상으로 일차적으로 한국 웩슬러 유아지능검사(K-WPPSI) 중 동작성 지능검사를 실시하였다. 이 결과 평균이상인 유아를 대상으로 하였다. 청력검사는 한림대학교 청각언어연구소에서 순음청력기계(GSI 61, Grason Stadler Inc)로 실시했으며, 중이 선별검사는 이미턴스검사기(GSI 33, Grason Stadler Inc)를 사용하였다. 검사 결과 상 A type인 아동을 대상으로 순음청력계를 이용하여 제2검사자가 동반된 놀이 청력검사(play audiometry, PA)로 양귀의 역치를 측정하였다. 인서트폰(ER-3A, Etymotic Research)을 사용하여 500, 1,000, 2,000, 4,000 Hz에서 검사하였다. 제2검사자는 유아의 맞은편에 앉아 유아에게 검사방법을 설명해주고 검사하는 동안 유아가 흥미와 집중을 잃지 않도록 도와주었고, 제1검사자는 방음실내에서 순음청력계를 조정하였다. 양귀 모두 평균 역치가 25 dBHL이하인 유아를 정상으로 간주하였다.

난청 유아
서울 동산난청연구소에서 언어치료를 받고 있는 청각장애 유아와 서울아산병원, 삼성의료원에서 인공와우 적합 및 언어치료를 받고 있는 청각장애 유아 15명(남 7명, 여 8명)을 대상으로 하였다. 이들은 모두 청능훈련을 받은지 1년 이상이었다.
이들 중 만 3세에서 4세는 6명, 만 4세에서 5세는 5명, 만 5세에서 6세는 4명이었다. 이들은 모두 적어도 한쪽 귀에 인공 와우나 보청기를 착용하고 있었다. 건청 유아와 마찬가지로 일차적으로 한국 웩슬러 유아지능검사(K-WPPSI) 중 동작성 지능검사를 실시하여 평균이상인 아동을 대상으로 하였다. 청력검사와 중이선별검사는 건청아동과 동일한 방법으로 실시하였다. 검사결과 평균 청력역치가 50 dBHL이상이며, A type인 유아를 대상으로 순음청력계를 이용하여 제2검사자가 동반된 놀이 청력검사(play audiometry, PA)로 보청기나 인공 와우를 착용한 상태에서 방음실내의 스피커를 통해서 아이의 청력역치(aided threshold)를 측정하였다.

검사도구 개발

환경음 선정
다양한 환경음을 크게 일반환경음과 말소리환경음로 나누었다. 일반환경음은 우리가 주변에서 들을 수 있는 여러 가지 소리들을 포함하는데, 이것은 단어나 음절로 이루어진 것이 아니다. 말소리환경음은 사람의 성도(vocal tract)를 통해 생성되는 것으로, 자모음(consonant-vowel)으로 이루어진 소리이며, 소리의 종류는 일상적으로 우리가 주변에서 많이 들을 수 있는 소리들로 이루어진 것이다.
일반환경음의 선정은 청능치료실, 특수학교 혹은 언어치료실에서 청능훈련을 담당하는 선생님들이 청능훈련시 유아를 대상으로 가장 많이 사용하는 일반적인 환경음들을 설문지를 통해서 이루어졌다. 선정된 환경음들은 교통기관소리, 사람목소리, 동물소리, 악기소리, 실내환경음소리 등 5가지 목록으로 분류하였다. 여기에서 사용하는 사람목소리는 성도를 통해 나온 소리이긴 하지만, 자모음으로 이루어진 소리가 아니고 웃음 또는 울음소리를 포함한다. 실제 자극음 제작을 위해서 선정된 목록을 기준으로 방송국에서 사용하는 효과음 및 파라다이스 복지재단의 "모모와 함께 들어봐요"에서 사용하는 환경음 등에서 발췌하였다. 각각의 목록들은 주파수대를 고려하지 않은 상태에서 1차적으로 23가지의 소리를 발췌하여 녹음하였다. 그리고 정밀소음분석기(Modular precision sound analyzer Type 2260, Brüel & Kjaer)를 통하여 주파수 분석을 하여, 23가지 소리 중 저주파수대, 중저주파수대, 중고주파수대, 고주파수대로 4가지 영역에 특징적으로 해당되는 15가지 소리를 최종적으로 선정하였다(Table 1).
말소리환경음은 청능치료실, 특수학교 혹은 언어치료실에서 청능훈련을 담당하는 선생님들이 청능훈련시 유아를 대상으로 많이 사용하는 의성어 목록, 아동의 어휘발달에 대한 기존의 연구6) 및 치료사들의 설문지를 통하여 목록을 선정하였다. 이 중 5가지는 Ling의 5 음소를 사용하였다. 각각의 목록들은 주파수대를 고려하지 않은 상태에서 1차적으로 17가지의 소리를 발췌하여 녹음하였다. 그리고 정밀소음분석기를 통하여 17가지 소리 중 저주파수대, 중저주파수대, 중고주파수대, 고주파수대로 4가지 영역에 특징적으로 해당되는 15가지 말소리환경음을 발췌하였다(Table 2).

녹음 및 주파수 분석
전체 음향녹음은 음향작업을 하는 곳에서 보편적으로 사용하고 있는 Cool edit Pro.2.0을 이용하였다. 일반환경음의 경우에는 잡음이 거의 없는 것으로 음악전문가들이 인정하는 방송국용 효과음 CD나 다른 CD에 있는 소리를 Cool edit Pro.2.0으로 1차적으로 저장한 다음, 다시 편집기를 통해 2차적으로 잡음을 제거하였다. 재편집된 소리를 정밀소음분석기(Modular Precis-ion Sound Analyzer Type 2260, Brüel & Kjaer)를 가지고 주파수 분석을 하였다. 한림대학교 청각언어연구소의 방음실에서 스피커와 1 m 거리에 정밀소음분석기를 놓고, 1/3 옥타브 밴드를 사용하여 스펙트럼을 분석하였다. 주파수 분석 시 2가지 영역에 초점을 두었다. 주요한 주파수(major frequency) 영역을 보고, 가장 강도가 높았던 주파수(peak frequency)영역을 중점으로 살펴보았다. 검사 도구로 활용하기 위해 녹음시 일반환경음은 한 가지 소리를 2초 간격을 두고 같은 소리를 두 번씩 제공하도록 하였다. 각각의 소리는 2번 정도의 반복이 들어가서 충분히 유아가 듣고 이해할 수 있는 정도가 되도록 하였다. 한 가지 소리와 다른 소리와의 interval 간격은 5초로 두었다. 표집속도(sampling rate)는 44100으로 하였으며, 소음제거(noise reduction) 항목을 사용하여 최소한의 소음만 제공하도록 재편집하였다. 소리의 끝부분은 차차 희미해지도록(fade out)하여 소리의 끊김이 자연스럽도록 하였다.
말소리환경음의 경우에는 한림대학교 청각언어연구소에 있는 방음실에서 현 아나운서로 활동 중인 20대 남자의 목소리를 녹음하였다. 마이크를 사용하여 소리를 Cool edit Pro.2.0으로 1차적으로 저장한 다음, 다시 편집기를 통해 2차적으로 잡음을 제거하였다. 재편집된 소리에 대해서 주파수 분석을 하였으며, 분석방법은 일반환경음과 동일한 절차를 사용하였다.

검사목록판 제작
검사판은 일반환경음과 말소리환경음의 2개 목록판으로 구성되며, 각 목록판은 1개의 연습용과 15개의 검사용을 포함해서 총 16개의 그림판으로 구성된다. 각 그림판은 4 주파수 영역의 환경음을 표현하는 4개의 그림을 포함하며, 그중 1개는 목표 환경음이고 나머지 3개는 그 외 환경음이다(Fig. 1). 각 검사판내에서 주파수별 위치는 무작위로 하였다. 각 검사판에 나온 개별 환경음의 반복 횟수는 목표음으로서는 1회씩만 제공되었으나, 그림판 구성음으로서는 3
~4회 정도 반복해서 제시되었다.
검사판은 가로 42.0 cm, 세로 29.7 cm인 검은 도화지를 바탕으로 하고, 흰색 종이에 그림을 그려 코팅을 시켜 한 장씩 붙일 수 있게 하였다. 검사판 하나를 구성하는 4개의 그림은 2줄 2행으로 배열하였다. 각 환경음에 해당하는 그림은 유아가 알아보기 쉽게 특징 있게 나타내었으며, 소리가 나는 형태의 사선을 넣어 표시하였다. 그림의 색깔은 12색으로 제한하였다.
상기과정을 거쳐서 제작된 검사도구를 한림대학교 환경음재인검사(Hallym University-environmental sound recognition test by pictures, HU-ESRP)라고 명명하였다.

검사절차

 

   건청유아와 난청유아 모두 순음청력검사 후에 스피커를 통해 어음청력역치(speech reception threshold, SRT)를 측정하고, 25~35 dBSL(re:SRT)에서 미리 CD로 녹음한 소리를 들려주었다. 건청유아와 난청유아 검사시 제2검사자는 유아에게 검사의 방법을 모델링해주면서 설명해 주었다. 난청 유아의 경우 듣기만으로 검사방법을 이해하기 힘들었을 때는 제스츄어를 사용하여 검사방법을 이해시켰다. 제1검사자는 GSI 61에 외부단자를 연결하여 CD로 녹음된 소리를 들려주고 반응을 기록하였다. 이 때 유아의 반응 시간이 조금 지연되면 외부단자를 잠시동안 멈추고 유아가 반응할 때까지 기다려 주었다. 반응은 유아가 해당되는 소리에 알맞은 그림을 지적하거나 똑같이 따라하더라도 정반응으로 보고 기록하였다. 검사 동안 유아가 아무런 반응을 하지 않고 가만히 있을 때는 제2검사자가 "○○야, 뭐라고 했지? 무슨 소리가 들렸어?"라고 유아에게 묻고, 반응을 기다렸다. 또한 제2검사자는 유아가 검사를 수행하는 동안 흥미와 집중을 잃지 않도록 도와주면서 그림판을 한 장 씩 넘겨주면서 제1검사자에게 유아의 정반응에 대해 고개를 끄덕여주었다.

결     과

환경음 재인검사

HU-ESRP 검사에서 전반적으로 건청유아보다 난청유아에서 오류가 더 많았으며 통계적으로 유의한 차이를 보였다(t-test, p<0.05). 하지만 전체 유아의 일반환경음과 말소리환경음의 결과는 유의한 차이를 보이지 않았다. 검사목록당 정반응을 한 평균 빈도수는 일반환경음에서는 건청유아가 14.8개(98.7%)이고, 난청유아가 13.7개(91.3%)였으며, 말소리환경음에서도 건청유아가 14.5개(96.7%), 난청유아가 13.0개(86.7%) 였다(Table 3).
난청 유아에서 일반환경음과 말소리환경음에 대한 결과는 유의한 차이를 보였지만(p<0.05), 건청 유아에서 일반환경음과 말소리 환경음에 대한 결과는 유의한 차이를 보이지 않았다. 주파수 대역을 살펴보면, 중저주파수대보다 고주파수대에서 더 많은 오류를 보였다. 정반응율이 80% 미만인 항목은 난청아동에서 /우/, /이/, /s/와 시계소리 뿐이었다.

환경음 주파수 분석

개발된 HU-ESRP에서 사용하는 환경음들을 4가지 주파수 영역으로 나누었다. 주파수영역으로 나눌 때 에너지가 가장 집중되어 있는 정점주파수를 선정하여 일반환경음의 경우는 평균 ±300 Hz 범위를 기준으로 하였고, 말소리환경음의 경우는 ±200 Hz를 기준으로 하여 주파수 영역을 비교분석하였다. 500 Hz 이하를 저주파수대로 보았으며, 1,000 Hz 이하를 중저주파수대, 2,000 Hz 이하를 중고주파수대, 그 이상의 주파수영역은 고주파수대로 간주하였다(Table 4 and 5).

고     찰

본 연구에서는 청각장애 유아들에게 실험을 하기 전 한국 웩슬러 지능검사를 토대로 평균 이상의 지능임을 확인하고, 본 검사에서 제시하고 있는 환경음 소리의 인지도를 확인하고 소리와 그림을 제대로 연결시킬 수 있는가를 검증하였다. 실험 결과 대부분 85% 이상의 정반응률을 보였다. 이것으로 유아들은 대부분 그림과 환경음 소리를 알고 있고, 그림도 대체적으로 인지하고 있다는 것을 확인할 수 있었다.
유아가 가장 빈번하게 실수한 /우/, /이/, /s/와 시계소리를 살펴보면 /우/, /이/, /s/소리 같은 경우에는 다른 소리로 대체하기 보다는 무반응이 더 많았었는데 이것은 의미있는 소리들이 나오다가 자극 시간이 매우 짧은 무의미음절의 소리가 나오자 유아들은 무엇을 뜻하는지 제대로 파악하지 못하고, 입모양에 대한 그림 이해 부족으로 오반응을 한 것으로 추측해 볼 수 있었다. 시계소리 같은 경우에는 건청 유아는 모두 100% 정반응을 하였으나, 난청 유아는 4명이 오반응을 하였는데 이들은 모두 변기물 소리로 대체하였다. 이것으로 보아 유아들이 소리를 정확하게 듣고 반응을 한 것보다는 소리의 패턴에 더 집중을 한 것으로 추측해 볼 수 있다. 또한 난청 유아가 청능훈련을 1년 넘게 받았다고 하더라도 재인능력이 건청 유아보다 떨어지며, 다양한 소리를 듣고 생활하는데 있어 건청 유아보다 제한된 상황에 있었다고 볼 수 있다.
Brian 등7)은 Los Angeles, Vienna와 Melourne에서의 인공와우 이식을 한 환자를 대상으로 보기를 제시하는 폐쇄형(closed set)과 보기가 없는 개방형(open set)에서의 검사 결과를 비교하였는데, 폐쇄형에서 더 좋은 수행을 보였다고 보고하였다. 이와 비슷한 다른 연구8)에서도 폐쇄형에서 더 좋은 결과를 보였다고 하였다. HU-ESRP는 상기의 결과들과 청각장애 아동들의 조음패턴에 있어 불명료함을 고려하여 폐쇄형 방식을 사용하였다. 하지만 아동이 그림을 이해하지 못할 때는 개방형으로 자발적 발성을 하는 것을 허용하였다.
건청유아와 난청유아 모두 일반환경음에서보다는 말소리환경음에서 더 높은 오반응률을 보였는데, 이것은 아직까지 아동들이 청능훈련을 받고 있는 상태였고, 말소리에 대한 지각능력의 부족에 기인한 것으로 보인다. 특히 오반응률이 높았던 /우/, /이/, /S/는 청능훈련에서도 어려워하는 음소들이기 때문이라고 추측해 볼 수 있다.
유아가 보청기를 착용하거나 혹은 인공 와우를 이식한 경우 정확한 적합을 위해서는 주관적인 청력검사가 이루어져야 바람직하다. Finitzo 등1)의 연구에 의하면, 비슷한 청력 역치를 보이는 아동이더라도 환경음재인검사(sound effect recognition test, SERT)를 수행했을 때 상단히 다른 환경음 재인 능력을 보였다고 하였다. 그리고 유아를 검사하는 동안 유아가 정반응을 한 환경음 소리와 그 환경음의 주파수 대역을 살펴보면 더 많은 정보를 얻을 수 있을 것이다. 환경음재인검사를 통해 청각장애 아동의 음향변별력을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 언어치료 혹은 청능훈련 시 유아의 점수 변화로 치료효과를 평가할 수 있고 훈련시 아동의 기본 자료로써도 이용 가능하다. 그리고 어음변별력이 떨어지거나 어휘력이 떨어지는 아동, 무발어 아동이어서 어음검사를 제대로 수행하지 못하는 경우 환경음재인검사를 활용한다면 보다 쉽고 빠르게 유아의 청력을 가늠할 수도 있을 것이다.9) 이러한 도구를 표준화 하기 위해서는 각 목록의 단어에 대한 정확한 주파수 특성 분석과 충분한 대상자가 필요하다. 그러나 본 연구에서는 건청 유아 15명과 난청 유아 15명만을 대상으로 했고 또한 대상아동들이 두 세 기관에 집중되어 있기 때문에 표준화하기에는 부족하다. 그러므로 다양한 장소에 있는 유아를 대상으로 넓은 범위에서 검사에 대한 재검증 과정이 필요하다고 본다. 또한 검사 도구에 사용하는 그림에 대한 후속 연구도 필요하다. Borstein10)의 연구에선 지능에 따른 흑백그림과 색깔그림의 단어 인지도 차이를 보았다. 그림에 대한 청각장애 아동의 특성 연구는 충분히 이루어지지 않았지만, 지능이 낮은 아동일수록 색깔그림에 대한 정반응률이 높은 것으로 보고하였다.
HU-ESRT 단독으로 청각재인능력을 해석하는 것은 불충분하다. 이 검사는 각 검사판마다 초분절적인 요소들이 전혀 다른 음들로 구성되어 있으며, 아동이 우연히 맞출 확률이 25%이다. 이러한 우연의 확률을 줄이기 위해 보기가 주어지지 않는 개방형(open-set)에서의 측정 도구도 필요하다. 또한, 아동의 능력을 다양하게 보기 위해 난이도를 조금 높여 환경음의 종류를 다양하게 하여 초분절적인 요소까지 비슷한 환경음 소리로 이루어진 검사도구의 지속적인 개발이 필요할 것이다. 앞으로 HU-ESRT의 표준화를 위한 작업은 물론 상기에서 언급한 유아용 청각재인능력을 평가할 수 있는 검사 도구에 대한 후속연구가 이루어진다면 많은 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

요약 및 결론

본 연구의 목적은 환경음을 이용하여 유아용 청능평가도구를 개발하고자 하였다. 그래서, 일반환경음과 말소리환경음을 기존연구결과와 주파수 분석을 통하여 각 15개씩 검사목록(HU-ESRP)을 선정하였다. 건청 유아 15명과 난청 유아 15명에 대해서 실험한 결과는 아래와 같다.
첫째, HU-ESRP의 두 종류 환경음, 즉 일반환경음과 말소리환경음 각각의 그림에 대한 건청유아의 이해력은 우수한 것으로 나타났으며, 난청 유아의 경우에도 그림에 대한 이해 및 각 환경음에 대하여 대체적으로 이해하고 있는 것으로 나타났다.
둘째, 정반응율은 일반환경음에서는 건청유아가 14.8개(98.7%)이고, 난청유아가 13.7개(91.3%)였으며, 말소리환경음에서도 건청유아가 14.5개(96.7%), 난청유아가 13.0개(86.7%) 였다. 전체 유아의 일반환경음과 말소리환경음에 대한 결과는 유의한 차이를 보이지 않았지만, 전반적으로 건청 유아의 정반응율이 난청 유아보다 높았다.
셋째, 난청 유아에게 있어서는 일반환경음과 말소리환경음에 대한 결과가 유의한 차이를 보였지만, 건청 유아에게서는 유의한 차이를 보이지 않았다.
HU-ESRP에서 사용하는 환경음 목록은 유아의 청각재인능력에 대한 기본정보를 얻는데 유용한 도구라고 생각한다. 특히 청각적 특징과 난청의 정도를 유추하여 난청 유아의 보청기 적합 혹은 인공와우 조율의 기초적인 자료 및 재활 훈련의 효과를 평가하는 도구로 사용될 수 있을 것이다. 또한 일반적인 어음청각검사 시행할 수 없는 성인 환자의 청각재인능력을 추정하기 위한 도구로도 유용할 것이다. 하지만, HU-ESRP를 표준화하기 위해서는 보다 많은 유아들을 대상으로 한 재검증과 보다 정밀한 주파수 분석 및 심리음향기능곡선에 대한 후속연구를 통한 보완작업이 필요하다고 본다.


REFERENCES

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