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Commun Sci Disord > Volume 27(2); 2022 > Article
조음위치 및 조음운동방향에 따른 인공와우이식 아동의 조음 특성

초록

배경 및 목적

인공와우이식 아동은 정확한 발음을 구사할 수 있으나, 그들 중 상당수가 미세한 조음조절능력에 어려움을 겪는다. 이에 본 연구는 발음의 수행력이 높은 아동의 조음 특성을 살펴보았다.

방법

만 5-10세의 인공와우이식 아동 15명(남아 8명, 여아 7명)과 건청 아동 15명(남아 9명, 여아 6명)이 본 연구에 참여하였고, 이들의 평균 연령은 7.6세였다. 무의미단어는 조음위치와 조음운동방향을 달리하여 CVCV 형태로 제작하였고, 두 집단에게 따라 말하도록 지시하였다. 그 결과는 음소정확도, 모음길이비율, 제2포만트 기울기를 통해 분석되었다.

결과

두 집단은 음소정확도와 모음길이비율에서 비슷한 양상을 보였으나, 인공와우이식 아동의 모음길이비율은 무의미단어의 첫 번째 자음의 자질과 자음쌍의 조음 거리에 따라 민감한 변화를 보였다. 또한 인공와우이식 아동의 제2포만트 기울기가 건청 아동보다 유의하게 가파름에 따라, 성도가 변화하는 속도가 빠르고 조음동작이 큰 것으로 나타났다.

논의 및 결론

인공와우 이식 아동이 조음기관의 운동범위 및 조음속도를 조절하는 능력을 갖추고 있으나, 건청 아동에 비해 조음동작의 정교성과 안정성이 발달과정에 있음을 시사한다. 본 연구는 지각적으로는 구별하기 어려운 인공와우이식 아동의 조음조절능력을 음향음성학적인 평가 방법을 통해 살펴보았다는 것에 의의가 있다.

Abstract

Objectives

Although children with cochlear implantation use correct pronunciation, many of them have difficulties with producing details of speech. The main aim of this study was to measure the articulation features of speech in well-performing children with cochlear implants (CIs).

Methods

The participants were 15 children with CIs, with a mean age of 7 years (range: 5-10 years). A control group of children with typical hearing (TH) was included. Nonwords were manipulated in the form of different articulation distances and articulation movement directions. We measured phoneme accuracy, the ratio of vowel duration between the first and the second consonant, and the slope of the second formant transition (F2).

Results

The two groups showed similar performance in the phoneme accuracy and the ratio of vowel duration, but the CI group produced sensitive changes according to the first consonant of nonwords and the articulation distance of the consonant pair. The CI group showed a higher slope of F2 than the TH group.

Conclusion

These results suggest that children with CIs can control a range of motion and the speed of articulation organs, but their articulatory control abilities are less sophisticated and less stable. This study is meaningful in that it examined the articulation manipulation ability of children with cochlear implantation, which is perceptually difficult to distinguish, through an acoustic-phonetic evaluation method.

정상적인 발달을 하는 아이들은 청각적 피드백을 반복하고 스스로 수정하는 과정을 통해 조음기관을 조절하는 원리를 습득한다(Eimas & Tartter, 1979; Tye-Murray, 1992). 반면에 선천적으로 청각자극을 제공받지 못하는 청각장애인은 조음조절능력이 정상적으로 발달되지 못하며, 이는 의사소통에 부정적인 영향을 미친다(Sininger, Doyle, & Moore, 1999; Tye-Murray, 1992). 따라서 고도 이상의 감각신경성 난청 영유아의 경우, 인공와우이식술(cochlear implantation)을 통해 올바른 청각자극을 제공받는 것이 조음발달에 매우 중요하다(Cole & Flexer, 2011; Nikolopoulos, Archbold, & McCormick, 2003). 인공와우이식술은 결정적 발달시기(critical period)에 이루어지는 것이 가장 적절한데, 이는 뇌의 신경 가소성(neural plasticity)에 따라 감각자극을 받지 못한 부위가 퇴화하기 때문이다(Lee, 2021; Sininger et al., 1999). 이에 대한청각학회(The Korean Audiological Society)는 신생아 청각선별검사를 독려하여 조기 진단과 치료를 강조하고 있다(Park, 2018).
선행연구는 인공와우 이식시기 뿐 아니라 인공와우 착용기간과 언어청각 중재도 인공와우이식 아동의 언어발달에 지대한 영향을 미친다고 보고하였다(Huh, 2007; Kim, 1994). Huh (2016)는 인공와우이식 아동의 자음정확도는 인공와우 착용기간이 24개월부터 유의하게 향상되었다고 보고하며, 이에 24개월 이전부터 조음을 반복해서 훈련할 것을 권고하였다. Han, Kim, Pae와 Shin (2006)은 평균 착용연령이 26개월인 인공와우이식 아동과 생활연령을 일치시킨 건청 아동을 대상으로 낱말위치와 조음위치, 조음방법에 대한 자음정확도를 비교하였는데, 낱말위치와 조음위치에서는 두 집단 간 차이가 없었으나, 조음방법 중 마찰음에서 인공와우이식 아동이 건청 아동보다 더 높은 정확도를 보였다. 연구자는 이러한 결과에 대해, 인공와우이식 아동이 마찰음의 음향음성학적 특성을 민감하게 인식하기 때문이라고 보고하였다. 그러나 인공와우이식 아동의 조음능력은 말속도, 쉼, 운율 등을 조절하는 능력도 함께 고려해야 한다. 이러한 능력은 조음개시동작 및 음소길이에 영향을 미치며, 나아가 말명료도(speech intelligibility)에도 영향을 미치기 때문이다(Tye-Murray, 1992). 선행연구는 자음정확도가 인공와우이식 아동의 조음능력을 모두 설명할 수 없다는 것을 입증한다. Lee (2009)는 자음정확도가 70% 이상인 인공와우이식 아동과 생활연령을 일치시킨 건청 아동을 대상으로 VCV형태의 무의미단어에서 앞모음길이비율을 비교하였다. 연구결과, 인공와우이식 아동의 전반적인 길이비율은 건청 아동보다 길었으나, 자음의 발성유형에 따라 앞모음길이비율이 다르게 나타난다고 하였다. Oh와 Seong (2012)은 인공와우 착용기간이 24개월 이상이고 자음정확도가 80% 이상인 인공와우이식 아동과 생활연령을 일치시킨 건청 아동을 대상으로 조음속도, 쉼 빈도 및 쉼 시간, 문미 마지막 두 음절의 지속시간, 문미 2음절 낱말 중 첫 음절에 대한 둘째 음절의 지속시간 비율, 그리고 문장의 전체 지속시간에 대한 문미 마지막 두 음절 낱말의 지속시간 비율의 차이를 살펴보았다. 연구결과, 두 집단 간 조음속도에서 유의한 차이가 나타났으며, 건청 아동이 인공와우이식 아동보다 더 빠른 조음속도를 나타냈다고 하였다. 즉, 건청 아동의 말속도가 인공와우이식 아동보다 더 빠르다는 것이다. 일반적으로 느린 말속도는 의사소통능력을 저하시키고 청자로 하여금 말소리가 자연스럽지 못하다고 느끼기 때문에 이에 대한 요소가 함께 중재되어야 할 것이다(Yoon, 2004).
조음조절능력은 하나의 동작에서 다음 동작으로 이어지는 조음기관의 움직임을 평가해야 하므로, 측정하고자 하는 단어의 선정이 중요하다. 일반적으로 이러한 평가는 무의미단어를 통해 이루어지며, 목표 음소 앞뒤에 어떤 음소를 연결하는가에 따라 말소리의 길이 및 포만트 전이(formant transition)의 특성이 달라지므로 음소의 나열 또한 고려해야한다. 특히 모음은 자음으로부터의 전이 특성과 모음 고유의 전이 특성을 모두 포함하기 때문에 말소리 상호작용을 살펴볼 수 있으며(Oh, 2013; Strange, 1987; Strange, Jenkins, & Johnson, 1983), 화자의 변이성을 통제하기 위해 전체길이에서 모음이 차지하는 비율을 구하기도 한다. 또한 제2포만트 기울기는 혀가 움직이는 속도를 비롯하여, 성도(vocal tract) 모양의 변화를 측정하는 지표로 말명료도와 직접적인 관련이 있기 때문에 조음기관의 연속적인 움직임을 측정하기 용이하다(Ferrand, 2001; Kent et al., 1991). 제2포만트 기울기가 완만할수록 성도가 변화하는 속도가 느리고 조음동작범위가 작다는 것을 의미하며, 가파를수록 성도가 변화하는 속도가 빠르고 조음동작범위가 크다는 것을 의미한다. Ryu (2012)는 인공와우 이식시기가 평균 28개월이고 인공와우 착용기간이 평균 73개월인 인공와우이식 아동과 생활연령을 일치시킨 건청 아동을 대상으로 모음 발성 시 포만트 궤적을 살펴보았다. 연구결과, 인공와우이식 아동의 혀의 궤적은 건청 아동과 상이하나, 혀의 운동방향은 유사하였다. 선행연구는 인공와우이식 아동의 연속적인 조음기관의 움직임을 살펴보았으나, 변화의 빠르기를 함께 살펴보기에는 다소 어려움이 있었다. 이에 본 연구에서는 인공와우이식 아동의 조음조절능력을 음소정확도, 모음 길이비율, 제2포만트 기울기를 통해 살펴보고자 한다.
본 연구에서는 인공와우이식 아동의 조음 특성을 고려하여 조음위치와 조음운동방향을 조작한 무의미단어를 제작하였다. Lane, Matthies, Perkell과 Zandipour (2001)는 조음거리를 자음위치가 같은 단어(/dVt/)와 다른 단어(/bVt/)로 구성하여 인공와우이식 집단과 건청 집단의 모음길이에 차이가 있는지 살펴보았다. 연구결과, 모든 대상자의 /dVt/ 모음길이가 /bVt/보다 짧았는데, 인공와우이식 집단의 모음길이가 건청 집단보다 길었다고 하여 집단 간 차이를 보였다. 이러한 결과는 조음위치가 인공와우이식 집단의 말속도와 연관이 있으며, 조음거리를 세분화하여 연구할 필요성을 제시한다. Kim (2015)은 영유아의 음운인식 특성을 살펴보기 위해 양순음, 치조음, 연구개음의 조음위치를 가까운 순서대로 조음거리 1 (양순-치조), 조음거리 2 (치조-연구개), 조음거리 3 (양순-연구개)으로 구별하였다. 이러한 선정기준은 영유아의 언어발달을 고려한 방법임에 따라, 본 연구에서는 발음 수행력이 높은 인공와우이식 아동의 조음조절능력을 살펴보기 위해 인공와우이식 아동의 자음습득속도가 건청 아동보다 느리다는 선행연구를 고려하였다(Serry & Blamey, 1999). 이에 양순음, 치조음, 경구개음, 연구개음의 조음 위치를 선정하였고 조음거리는 ‘가깝다(Short)-멀다(Long)’로 구별하였다. 또한 인공와우이식 아동이 가시적으로 확인할 수 있는 음소부터 습득한다는 선행연구의 결과에 따라(Serry & Blamey, 1999), 조음운동방향은 조음점이 앞에서 뒤로 움직이는 ‘전-후’와 조음점이 뒤에서 앞으로 움직이는 ‘후-전’으로 설정하였다. 이는 자모음의 상호교환적 관계에서 자음의 자질이 인공와우이식 아동의 조음조절능력에 관여하는지 살펴보기 위함이다. 이에 따라, 본 연구에서는 조음위치(가까운 조음위치, 먼 조음위치)와 조음운동방향(전후, 후-전)을 달리한 무의미단어를 통해 인공와우이식 아동의 조음조절능력을 살펴보고자 한다. 이에 따른 결과는 인공와우이식 아동의 진단과 치료의 평가지표로 활용될 수 있을 것이다. 본 연구의 구체적인 연구질문은 다음과 같다.
첫째, 인공와우이식 집단과 건청 집단 간 조음위치와 조음운동방향에 따른 무의미단어 따라말하기 과제의 음소정확도에 유의한 차이가 있는가?
둘째, 인공와우이식 집단과 건청 집단 간 조음위치와 조음운동방향에 따른 무의미단어 따라말하기 과제의 모음길이비율에 유의한 차이가 있는가?
셋째, 인공와우이식 집단과 건청 집단 간 조음위치와 조음운동방향에 따른 무의미단어 따라말하기 과제의 제2포만트 기울기에 유의한 차이가 있는가?

연구방법

연구대상

본 연구에서는 만 5-10세의 인공와우이식 아동 15명(남아 8명, 여아 7명), 건청 아동 15명(남아 9명, 여아 6명)을 연구 대상자로 선정하였다. 본 연구에 참여한 인공와우이식 아동은 (1) 언어습득 전농(pre-lingual deaf)이며, (2) 인공와우 이식수술을 생후 30개월 이전에 받고, (3) 인공와우 착용기간이 24개월 이상이고, (4) 우리말 조음 · 음운 평가(UTAP2; Kim, Shin, Kim, & Ha, 2020)에서 자음 정확도가 90% 이상이고, (5) 한국어음청각검사(KSA; Lee et al., 2010)의 검사점수가 80% 이상이며, (6) 신체, 정서, 시각적 감각 기능에 심각한 문제가 없는 아동만으로 선정하였다. 건청 아동은 (1) 수용표현어휘력검사(REVT; Kim, Hong, Kim, Jang, & Lee, 2009)의 수용어휘력검사 결과, -1SD 이상이고, (2) 우리말조음음운평가(UTAP2; Kim et al., 2020) 결과, 연령에 따른 규준에서 정상 범주에 해당되며, (3) 신체, 정서, 시 · 청각적 감각 기능에 심각한 문제가 없는 아동만으로 선정하였다. 본 연구에 참여한 전체 대상자의 정보는 Table 1에 제시하였고, 인공와우이식 아동의 청력정보는 Appendix 1에 제시하였다.

연구도구

본 연구의 무의미단어는 어려운 발음에 의한 수행 오류를 줄이기 위해 모든 음절을 열린음절(open syllable)로 구성하였다(Lee & Sim, 2003). 또한 대상 아동의 음운기억능력을 최대한 통제하기 위해 2음절로 설정하였고(Lee, 2015), 이에 CVCV 형태로 이루어졌다. 무의미단어에 사용된 자음의 선별은 조음조절능력에 초점을 맞추기 위해 인공와우이식 집단의 조음발달을 고려하여 구성하였다. 그 기준은 (1) 조음발달이 느린 음소(/ㅅ, ㅆ, ㄹ/)를 제외하고, (2) 조음점이 후두인 음소(/ㅎ/)를 제외하였다. 또한 (3) 청각장애인이 과도한 비음이 섞이거나 비강으로 공기가 유출된다는 점을 고려하여 비음(/ㅁ, ㄴ, ㅇ/)을 제외하였다. 이에 조음위치는 양순음, 치조음, 경구개음, 연구개음으로 선정하였다. 또한 발성유형에 따른 자음습득 순서에 차이가 없으므로(Lee, 1994), 연음과 격음, 경음을 모두 포함하였다. 이에 총 12개의 자음(/ㅂ, ㅃ, ㅍ, ㄷ, ㄸ, ㅌ, ㅈ, ㅉ, ㅊ, ㄱ, ㄲ, ㅋ/)을 선별하였다. 무의미단어에 사용된 모음은 청각장애인이 혀를 입안의 중앙에 위치시키거나 중설모음으로 대치시킨다는 선행연구에 따라(Smith, 1975; Yoon, 1994), 중설모음 /ㅓ/를 모든 모음에 동일하게 적용하였다.
본 연구의 과제는 총 40문항으로, (1) 조음위치가 가깝고 조음운동방향이 전-후방인 무의미단어, (2) 조음위치가 가깝고 조음운동방향이 후-전방인 무의미단어, (3) 조음위치가 멀고 조음운동방향이 전-후방인 무의미단어, (4) 조음위치가 멀고 조음운동방향이 후-전방인 무의미단어를 각 10문항씩 제작하였다. 무의미단어 목록은 Table 2에 제시하였다.

연구절차

본 연구는 조용하고 쾌적한 장소에서 연구자와 대상 아동이 마주본 상태에서 이루어졌다. 연구자와 대상 아동 사이에는 투명가림판을 설치하여 시각-청각적 단서를 모두 제시하였다. 이는 인공와우이식 아동의 청력 수준을 고려하여 청각적 불이익을 주지 않기 위함이다. 대상 아동 측에는 디지털 레코더(Roland Edirol R-09-HR) 와마이크(Blue En.Core 300)를 설치하였고, 마이크는 대상 아동의 입에서 5 cm 떨어진 곳에 단방향으로 음성이 입력되도록 조작하였다. 디지털 레코더에 녹음된 음성은 wav파일로 저장하였고, 음성 분석 프로그램(Praat)을 통해 분석하였다. 연구자는 사전에 같은 속도로 자극을 제시하는 연습 과정을 거쳤고, 두 집단의 연구 시기는 편향되지 않았다.
연구자는 대상 아동에게 1음절의 연습 문항을 들려주고 따라 말하도록 지시하였고, 연습 문항 중 3문항에서 연속하여 정확하게 조음하였을 때 본 실험을 실시하였다. 대상 아동이 반응하지 않거나 문항 듣기를 재요청하면, 목표 단어를 한 번 더 들려주었다. 만약 아동이 반복하여 오반응하는 경우에는 목표 단어가 적힌 카드를 제시하여 스스로 읽을 수 있도록 하였다. 무의미단어 과제는 자극조건의 순서 효과를 배제하기 위해 균형배치(counterbalance)를 실시하였다.

자료분석

본 연구의 무의미단어 따라 말하기 과제의 음소정확도는 대상 아동의 첫 번째 따라말하기 반응을 분석하였고, 연구자의 단서 없이 즉시 수정한 경우에는 수정한 반응을 분석하였다. 과제의 점수는 CVCV 형태의 각 음소정확률을 정오로 평가하여 분석하였다. 즉, 4개의 음소 모두를 정확히 발화했을 때 1점을 부여하였고, 4개의 음소 중 1개라도 오조음 하였을 때 0점을 부여하였다. 조음위치와 조음운동방향을 달리한 각 과제는 10문항으로 총 점은 10점이었다.
모음길이비율은 모음의 지속시간을 무의미단어의 전체발화길이로 나눈 비율을 통해 산출하였다. 무의미단어의 전체발화길이는 첫 번째 자음이 시작하는 지점부터 마지막 모음이 끝나는 지점까지를 측정하였다. 또한 모음길이는 첫 번째 자음이 끝나는 지점부터 두 번째 자음이 시작되는 지점까지를 측정하였다.
제2포만트 기울기는 전이정도(transition extent, Hz)를 전이구간(transition duration, ms)으로 나눈 값(Hz/ms)으로 산출하였다. 전이정도는 첫 번째 자음이 끝나는 지점의 F2값과 첫 번째 모음의 유지가 시작되는 지점의 F2값의 차이를 절댓값으로 산출하였다. 또한 전이구간은 첫 번째 자음이 끝나는 지점의 초 단위와 첫 번째 모음의 유지가 시작되는 지점의 초 단위의 차이를 측정하였다. 또한 선행연구의 기준에 따라, 20 ms 구간 당 20 Hz 이상의 주파수 변화가 있는 부분을 전이구간으로 설정하였다(Kim, Weismer, Kent, & Duffy, 2009). 그예시는 Figure 1에제시하였다.

자료의 통계적 처리

본 연구에서는 IBM SPSS statistic 28 (IBM-SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 자료를 분석하였다. 본 연구는 인공와우이식 아동과 건청 아동 간 조음위치(가까운 조음위치, 먼 조음위치)와 조음운동방향(전-후, 후-전)에 따른 무의미단어 따라말하기 과제의 음소정확도, 모음길이비율, 제2포만트 기울기에 차이가 있는지 살펴보고자, 삼원혼합분산분석(three way mixed ANOVA)을 실시하였다.

연구결과

음소정확도

조음위치와 조음운동방향에 따른 두 집단의 무의미단어 따라 말하기 과제의 음소정확도에 대한 기술통계 결과는 Table 3에 제시하였다. 삼원혼합분산분석을 실시한 결과, 집단에 대한 주효과가 통계적으로 유의하지 않았다(F(1,28)=3.530, p=.071). 또한 조음위치에 대한 주효과가 통계적으로 유의하지 않았으며(F(1,28)=1.409, p=.245), 조음운동방향에 대한 주효과 역시 통계적으로 유의하지 않았다(F(1,28)=.009, p=.927).
조음위치와 조음운동방향에 대한 이차상호작용은 통계적으로 유의하지 않았다(F(1,28)=.725, p=.402). 또한 조음위치와 집단의 이차상호작용이 통계적으로 유의하지 않았고(F(1,28)=.291, p=.594), 조음운동방향과 집단의 이차상호작용도 유의하지 않았다(F(1,28)=.009, p=.927). 조음위치 및 조음운동방향과 집단의 삼차상호작용이 통계적으로 유의하지 않았다(F(1,28)=.075, p=.133).

모음길이비율

조음위치와 조음운동방향에 따른 두 집단의 무의미단어 따라말하기 과제의 모음길이비율에 대한 기술통계 결과는 Table 4에 제시하였다. 삼원혼합분산분석을 실시한 결과, 집단에 대한 주효과가 통계적으로 유의하지 않았다(F(1,28)=.529, p=.473). 조음위치에 대한 주효과는 통계적으로 유의하여(F(1,28)=7.923, p=.009), 가까운 조음위치의 모음길이비율이 먼 것보다 더 길었다. 또한 조음운동방향에 대한 주효과가 통계적으로 유의하여(F(1,28)=14.883, p<.001), 전-후 무의미단어의 모음길이비율이 후-전보다 더 길었다.
조음위치와 조음운동방향에 대한 모음길이비율의 이차상호작용은 통계적으로 유의하였다(F(1,28)=7.961, p=.009). 가까운 조음위치에서 조음운동방향 간 모음길이비율의 차이가 먼 조음위치의 조음운동방향 간 차이보다 더 작았다. 반면에, 조음위치와 집단의 이차상호작용은 통계적으로 유의하지 않았고(F(1,28)=.441, p=.512), 조음운동방향과 집단의 이차상호작용도 유의하지 않았다(F(1,28)=.015, p=.905).
조음위치 및 조음운동방향과 집단의 삼차상호작용이 통계적으로 유의하였다(F(1,28)=7.186, p=.012). 이에 대한 사후검증을 위해, 집단별로 조음위치와 조음운동방향에 대한 반복측정분산분석(repeated measure ANOVA)를 실시하였다. 그 결과, 인공와우이식 아동의 조음위치에 따른 조음운동방향의 차이가 통계적으로 유의하였다(F(1,14)=13.935, p=.002). 인공와우이식 아동은 가까운 조음위치의 조음운동방향 간 모음길이비율에 대한 차이가 먼 조음위치의 조음운동방향 간 모음길이비율의 차이보다 더 작은 것으로 나타났다. 그러나 건청 아동의 조음위치에 따른 조음운동방향의 차이는 유의하지 않았다(F(1,14)=.011, p=.918). 삼차상호작용의 결과는 인공와우이식 아동의 유의한 결과에 기인한 것으로 해석된다(Figures 2, 3).

제2포만트 기울기

조음위치와 조음운동방향에 따른 두 집단의 무의미단어 따라 말하기 과제의 제2포만트 기울기에 대한 기술통계 결과를 Table 5Figure 4에 제시하였다. 삼원혼합분산분석을 실시한 결과, 집단에 대한 주효과가 통계적으로 유의하였다(F(1,28)=7.416, p=.011). 즉, 인공와우이식 아동의 제2포만트 기울기가 건청 아동보다 더 큰 것으로 나타났다.
조음위치에 대한 주효과가 통계적으로 유의하지 않았고(F(1,28)=3.171, p=.086), 조음운동방향에 대한 주효과 역시 통계적으로 유의하지 않았다(F(1,28)=.076, p=.785). 조음위치와 조음운동방향에 대한 이차상호작용은 통계적으로 유의하지 않았다(F(1,28)=.072, p=.791). 또한 조음위치와 집단의 이차상호작용이 통계적으로 유의하지 않았고(F(1,28)=.010, p=.921), 조음운동방향과 집단의 이차상호작용도 유의하지 않았다(F(1,28)=.779, p=.385). 조음위치 및 조음운동방향과 집단의 삼차상호작용이 통계적으로 유의하지 않았다(F(1,28)=.488, p=.491).

논의 및 결론

본 연구에서는 조음위치 및 조음운동방향에 따른 무의미단어를 제작하여 인공와우이식 아동의 조음특성을 음소정확도, 모음길이비율, 제2포만트 기울기로 살펴보았다. 연구결과, 인공와우이식 아동의 음소정확도는 건청 아동과 비슷한 수행을 보였다. 인공와우이식 아동의 모음길이비율도 건청 아동과 비슷한 수준을 보였다. 그러나 집단, 조음위치, 조음운동방향에 따른 삼차상호작용 결과, 인공와우이식 아동은 조음위치와 조음운동방향의 조건에 따라 모음길이비율에 유의한 차이를 보였다. 반면에 건청 아동은 삼차상호작용에서 유의한 차이가 없었다. 또한 인공와우이식 아동의 제2포만트 기울기는 건청 아동보다 급격한 양상을 보였다.
조음위치 및 조음운동방향에 따른 무의미단어 따라말하기 과제의 두 집단 간 음소정확도 차이가 유의하지 않았다. 이러한 결과는 본 연구의 무의미단어 제작 시, 후기에 발달하는 자음 및 조음점이 후두인 후두음을 배제하고 인공와우이식 아동에게 나타날 수 있는 비음의 오류를 제외하였기 때문인 것으로 사료된다. 다시 말해, 해당 연령에서 자음정확도가 높은 음소만을 이용하여 조음조절능력을 살펴보고자 하였기 때문에, 두 집단이 모두 높은 음소정확도를 보인 것으로 예측된다. 또한 본 연구에 참여한 인공와우이식 아동의 좌우 듣기연령의 평균이 61개월 이상임에 따라, 듣기연령이 61개월부터 90% 이상의 자음정확도를 보인다는 Huh (2016)의 연구결과가 이를 뒷받침한다. 더불어 본 연구에 참여한 인공와우이식 아동의 언어청각중재 경험의 비율이 매우 높은 것으로 보아, 이러한 배경이 음소정확도에 영향을 주었을 가능성이 있다.
조음위치 및 조음운동방향에 따른 무의미단어 따라말하기 과제의 모음길이비율의 차이가 두 집단 간 유의하지 않았다. 이는 본 연구에 참여한 인공와우이식 아동의 자음정확도 평균이 약 99% 이상임에 따라 낱말 수준의 조음발달이 완전하게 확립되었고, 이에 정확도(accuracy)보다 조음속도(articulation rate) 측면에서의 정교화가 이루어지고 있다는 가능성을 제시한다.
모음길이비율에서 조음위치에 대한 주효과가 유의하였다. 가까운 조음위치의 모음길이비율은 먼 조음위치의 모음길이비율보다 길었다. 이는 모음길이가 동시조음(coarticulation)과 연관이 있다(Delattre, 1962). 정교한 말소리 산출을 위해서는 조음기관의 연속적인 움직임이 중첩되는 동시조음이 필수적인데, 선행연구에서는 혀가 조음점에 닿는 면적에 따라 모음길이가 달라짐을 밝혔다(Raphael, Dorman, Freeman, & Tobin, 1975; Hardcastle & Hewlett, 1999). 이에 조음거리가 가까울수록 혀가 조음점에 닿는 면적이 좁아지고, 모음길이가 길어질 수 있는 것이다. 반대로 조음위치가 멀어질수록 혀가 조음점에 닿는 면적이 넓어지고, 모음길이가 짧아진다. 이에 따라, 화자가 산출하는 말소리 간의 조음거리에 따라서 동시조음에 요구되는 조음조절능력이 상이하다. 본 연구는 조음거리에 따라 모음길이비율이 다르게 나타난다는 것을 확인하였다.
모음길이비율에서 조음운동방향에 대한 주효과가 유의하였다. 전-후 무의미단어의 모음길이비율이 후-전 무의미단어의 모음길이비율보다 길었다. 이는 자음의 자질에 따라 모음길이가 달라지기 때문이다(Baik, 2010; Oh, 2017; Shin, 1997). Oh (2017)는 자음이 [+공명성], [+전방성], [-기식성]의 자질을 갖출수록 모음의 길이가 길다고 보고하였고, 모음에 선행하는 자음이 후행하는 자음보다 모음길이에 미치는 영향이 더 크다고 하였다. 본 연구에서는 양순음, 치조음, 경구개음이 첫 번째 자음인 전-후 무의미단어가 긴 모음길이비율을 보였으므로, 선행연구와 비슷한 경향성을 보인다. 또한 자음이 성도의 모양과 기류역학적 조건을 바꾸기 때문에(Shin & Cha, 2003), 전방성 자질의 자음이 넓은 성도와 원활한 기류의 흐름을 만들었으며, 이에 모음길이비율이 길어졌다고 해석할 수 있다.
조음위치와 조음운동방향에 대한 모음길이비율의 이차상호작용이 통계적으로 유의하였다. 먼 조음위치에서 조음운동방향 간 모음길이비율의 차이가 가까운 조음위치에서 조음운동방향 간 차이보다 큰 것으로 나타났다. 본 연구의 이차상호작용 결과에서는 먼 조음위치의 후-전 무의미단어가 가장 짧은 모음길이비율을 보였다. 이러한 결과는 조음위치와 조음운동방향이 내포하는 특성에 기반하여 해석할 수 있다. 조음위치가 멀어질수록 높은 수준의 동시조음 능력이 요구되어 모음길이비율이 짧아지며, 무의미단어의 첫 번째 자음이 후방성 자질을 가지고 있을수록 성도가 좁아지고 기류의 흐름에 방해를 받아 모음길이비율이 짧아진다는 것이다. 이는 본 연구의 무의미단어가 말소리 연쇄의 미세한 특성을 밝히는 과제로서의 가능성을 시사한다.
조음위치와 조음운동방향, 집단에 대한 모음길이비율의 삼차상호작용이 통계적으로 유의하였다. 인공와우이식 아동은 조음위치 및 조음운동방향에 대한 차이가 유의하였으나, 건청 아동은 차이가 없었다. 즉, 인공와우이식 아동은 동시조음과 자음의 자질에 따라 모음길이비율이 다르게 나타났다. 이러한 결과는 Lane 등(2001)의 연구와 비슷한 경향성을 보인다. Lane 등(2001)은 청각장애인의 모음길이를 인공와우이식 전후로 비교하였고, 인공와우이식 이후 모음길이가 더 짧아졌다고 보고하였다. 그러나 인공와우이식 이후의 모음길이는 건청인과 비교하였을 때 여전히 긴 것으로 나타나, 인공와우이식이 말 산출에 긍정적인 영향을 미쳤으나 건청인의 수행에는 미치지 못했다고 하였다. 그러나 선행연구는 인공와우이식술 3-6개월 이후 모음길이를 측정하였기 때문에, 청각적 보상을 완전히 받았다고 보기 어렵다. 본 연구에서는 27개월 이전에 인공와우이식술을 받았고 인공와우 사용기간이 약 60개월 이상인 아동이 참여하였다. 그 결과, 인공와우이식 아동은 전반적인 모음길이 비율에서 건청 아동과 차이가 없었고, 이는 인공와우 이식시기와 착용기간이 말소리의 미세한 차이를 산출하는 능력과 연관이 있음을 나타낸다. 그러나 동시조음 및 자음의 자질이 다른 조건에서는 인공와우이식 아동의 모음길이비율에 유의한 차이가 나타났다. 인공와우이식 아동은 먼 조음위치의 전-후 무의미단어에서 가장 긴 모음길이비율을 보였다. 앞선 결과를 종합해보았을 때, 가까운 조음위치에서 긴 모음길이비율이 나타나야 함에도 불구하고 인공와우이식 아동의 상반된 결과는 인공와우이식 아동의 음소 변별능력에 따른 차이로 예측된다. Park (2016)은 인공와우를 착용한 청각장애 아동과 보청기를 착용한 청각장애 아동에게 양순음, 치조음, 연구개음을 이용한 CVC 환경의 최소대립쌍을 제시하여 변별능력을 평가하였다. 연구결과, 청각장애 아동은 양순음과 연구개음의 변별점수가 유의한 차이를 보였다. 이러한 결과는 인공와우이식 아동이 조음위치의 거리가 먼 자음쌍의 변별능력이 뛰어나다는 것을 의미하며, 이러한 능력이 본 연구의 과제에 적용되었다고 해석할 수 있다. 또한 인공와우이식 아동은 시각적 단서가 많은 음소를 산출하는 것에 익숙하기 때문에(Huh, 2016), 전방성 자질을 가진 자음에서 더욱 긴 모음길이비율을 보인 것으로 사료된다. 반면에, 인공와우이식 아동은 먼 조음위치의 후-전 무의미단어에서 가장 짧은 모음길이비율을 보였다. 이러한 결과는 인공와우이식 아동이 먼 무의미단어의 변별에는 어려움이 없었으나, 후방성 자질의 자음을 산출할 때 더 많은 동시조음의 노력이 부과되기 때문인 것으로 사료된다. 즉, 인공와우이식 아동의 모음길이비율은 무의미 단어의 첫 번째 자음의 자질이 가장 민감하게 작용하였고 이후에 자음쌍의 조음거리의 영향을 받는 것으로 해석된다.
조음위치 및 조음운동방향에 따른 무의미단어 따라말하기 과제의 제2포만트 기울기의 차이가 집단 간에 유의하였다. 인공와우이식 아동의 제2포만트 기울기는 건청 아동보다 큰 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 인공와우이식 아동의 성도가 변화하는 속도가 빠르고 조음동작이 크다는 것을 의미한다. 이는 인공와우이식 아동이 과장된 조음동작을 사용한다는 선행연구의 결과와 일치하며(Ryu, 2012; Huh, 2007), 모음길이가 짧아질수록 포만트 주파수가 목표값에 도달하지 못한다는 선행연구로 두 변인의 상관성을 짐작해 볼 수 있다(Gay, 1968; Lindblom, 1963). 인공와우이식 아동은 첫 번째 자음이 후방성을 띄고 자음쌍의 조음거리가 멀수록 동시 조음을 위한 노력이 가중되는 것으로 나타났으며, 전반적으로 성도가 변화하는 속도가 빠르고 조음동작이 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과는 인공와우이식 아동이 조음기관의 운동범위 및 조음속도를 조절하는 능력을 갖추고 있으나, 건청 아동에 비해 조음동작의 정교성과 안정성이 발달과정에 있음을 시사한다. 본 연구는 지각적으로는 구별하기 어려운 인공와우이식 아동의 조음조절능력을 음향음성학적인 평가 방법을 통해 객관적으로 살펴보았고, 동시조음 및 자음의 자질이 두드러지는 과제에서 나타나는 인공와우이식 아동만의 조음 특성을 밝힌 것에 의의가 있다.
본 연구의 제한점은 다음과 같다. 첫째, 본 연구에서는 만 5-10세의 인공와우이식 아동 15명과 건청 아동 15명을 대상으로 연구를 진행하였다. 이러한 결과가 모든 인공와우이식 아동의 조음 특성을 대표한다고 보기에는 다소 어렵다. 따라서 학령전기, 학령기, 성인을 대상으로 본 과제를 실시하여 연령, 인공와우 이식시기 및 착용기간 별 차이를 살펴보기를 권고한다. 둘째, 본 연구에서는 글을 읽지 못하는 연령의 아동을 포함하였기 때문에 따라말하기 과제를 채택하였다. 이에 따라, 아동의 실제 조음속도가 반영되지 않았을 가능성이 있다. 따라서 후속연구에서는 본 연구의 과제를 자발화 상황에서 평가되기를 기대한다.

Figure 1.
Example of the slope of second formant.
csd-27-2-432f1.jpg
Figure 2.
The ratio of vowel duration of the nonwords repetition task according to the articulation distance and articulation movement direction for CI group.
CI=cochlear implants.
csd-27-2-432f2.jpg
Figure 3.
The ratio of vowel duration of the nonwords repetition task according to the articulation distance and articulation movement direction for TH group.
TH=typical hearing.
csd-27-2-432f3.jpg
Figure 4.
The slope of second formant of the nonwords repetition task according to the articulation distance and articulation movement direction for each group.
CI=cochlear implants; TH=typical hearing.
csd-27-2-432f4.jpg
Table 1.
Characteristics of participants
Children with cochlear implants (N=15) Children with typical hearing (N=15)
Age 7.63 (.330) 7.66 (.419)
Receptive vocabulary scorea - 93.53 (4.756)
PCC (%)b 99.43 (1.43) 100 (0)
Monosyllabic word score (%)c
 Monosyllable 94.00 (2.138) -
 Phoneme 97.43 (3.753)
Sentence recognition score (%)c 90.25 (5.791) -

Values are presented as mean (SD).

a Receptive & Expressive Vocabulary Test–Receptive (Kim et al., 2009),

b Urimal Test of Artification and Phonology 2 (Kim et al., 2020),

c Korean Speech Audiometry (Lee et al., 2010).

Table 2.
List of nonword repetition task
Articulation distance
Short distance
Long distance
Articulation movement direction Front-back Back-front Front-back Back-front
Nonwords pʌt*ʌ (버떠) t*ʌbʌ (떠버) pʌʨ*ʌ (버쩌) ʨ*ʌbʌ (쩌버)
tʌʨ*ʌ (더쩌) ʨ*ʌdʌ (쩌더) tʌk*ʌ (더꺼) k*ʌdʌ (꺼더)
ʨʌk*ʌ (저꺼) kʌʨ*ʌ (거쩌) p*ʌgʌ (뻐거) kʌp*ʌ (거뻐)
phʌdʌ (퍼더) thʌbʌ (터버) pʌʨhʌ (버처) ʨʌphʌ (저퍼)
thʌʨ*ʌ (터쩌) ʨʌthʌ (저터) thʌgʌ (터거) kʌthʌ (거터)
ʨhʌgʌ (처거) kʌʨhʌ (거처) phʌk*ʌ (퍼꺼) k*ʌphʌ (꺼퍼)
p*ʌthʌ (뻐터) thʌp*ʌ (터뻐) pʌkhʌ (버커) khʌp*ʌ (커뻐)
t*ʌʨhʌ (떠처) ʨhʌt*ʌ (처떠) t*ʌkhʌ (떠커) khʌt*ʌ (커떠)
ʨ*ʌkhʌ (쩌커) khʌʨ*ʌ (커쩌) p*ʌʨhʌ (뻐처) ʨhʌp*ʌ (처뻐)
p*ʌdʌ (뻐더) tʌp*ʌ (더뻐) phʌgʌ (퍼거) kʌphʌ (거퍼)
Table 3.
Descriptive statistics on phonemes accuracy (raw score) of the nonwords repetition task according to the articulation distance and articulation movement direction for each group
Articulation distance Articulation movement direction CI group (N = 15) TH group (N = 15)
Short distance Front-back 9.07 (1.387) 9.40 (.828)
Back-front 9.20 (1.082) 9.47 (.640)
Long distance Front-back 9.33 (.900) 9.73 (.594)
Back-front 9.13 (1.187) 9.67 (.488)

Values are presented as mean (SD).

CI=cochlear implants; TH=typical hearing.

Table 4.
Descriptive statistics on vowel duration ratio of the nonwords repetition task according to the articulation distance and articulation movement direction for each group
Articulation distance Articulation movement direction CI group (N = 15) TH group (N = 15)
Short distance Front-back .304 (.064) .333 (.081)
Back-front .313 (.057) .318 (.087)
Long distance Front-back .319 (.060) .327 (.084)
Back-front .276 (.064) .310 (.084)

Values are presented as mean (SD).

CI=cochlear implants; TH=typical hearing.

Table 5.
Descriptive statistics on the slope of the second formant (Hz/ms) of the nonwords repetition task according to the articulation distance and articulation movement direction for each group
Articulation distance Articulation movement direction CI group (N = 15) TH group (N = 15)
Short distance Front-back 1.007 (.492) .817 (.329)
Back-front 1.067 (.367) .829 (.282)
Long distance Front-back .880 (.327) .782 (.263)
Back-front .990 (.445) .681 (.335)

Values are presented as mean (SD).

CI=cochlear implants; TH=typical hearing.

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Appendices

Appendix 1.

Individual information of each child with cochlear implants

번호 성별 생활연령 (세) 내이 기형 청력 검사a 언어 재활b 인공와우이식 연령 (세)
인공와우 사용기간(세)
청력
수술전 (ndB HL)
수술후 (dB HL)
Lt. Rt. Lt. Rt. Lt. Rt. Lt. Rt.
1 7.8 1.7 1.0 6.1 6.8 80 80 30 25
2 6.9 1.0 1.0 5.9 5.9 0 0 20-30 20-30
3 6.3 0.9 0.9 5.4 5.4 120 120 10-20 10-20
4 9.5 1.0 1.7 8.5 7.8 90 90 30 30
5 6.3 3.7 0.8 2.6 5.5 85 90 20 25
6 9.7 2.3 2.3 7.4 7.4 90 90 40 40
7 9.2 2.2 2.6 7.0 6.6 90 90 35 35
8 6.3 0.9 0.9 5.4 5.4 90 90 25 30
9 8.0 2.7 1.7 5.3 6.3 83 80 34 32
10 6.8 1.0 1.0 5.8 5.8 0 0 40 40
11 8.2 1.0 1.0 7.2 7.2 110 110 20 20
12 5.6 0.9 0.9 4.7 4.7 110 110 20 20
13 8.2 0.8 0.8 7.4 7.4 100 120 35 35
14 6.6 1.1 1.1 5.5 5.5 95 0 30 35
15 8.0 3.2 1.0 4.8 7.0 90-100 90-100 25-30 25-30

a 청력검사는 신생아청각선별검사의 정보임,

b 언어재활은 자료수집 당시의 진행여부에 관한 정보임.

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College of Bio and Medical Science, Daegu Catholic University,
Hayang-Ro 13-13, Hayang-Eup, Gyeongsan-si, Gyeongbuk 38430, Republic of Korea
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