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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 51(10); 2008 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2008;51(10): 866-871.
Comparison of 50% Recognition Signal-to-Noise Ratio Using a Multi-Talker Babble Noise in Normal-Hearing and Hearing-Impaired Individuals.
Chul Ho Park, Seong Hee Lee, Hyun Joon Shim, Seung Ju Lee, Sang Won Yoon, Kyoung Won Lee
1Department of Otolaryngology, School of Medicine, Eulji University, Eulji General Hospital, Seoul, Korea. eardoc11@eulji.ac.kr
2Hallym Institute of Advanced International Studies, Seoul, Korea.
정상인과 난청인에서 다화자 잡음을 이용한 소음환경하에서의 50% 인지 신호대잡음비의 비교
박철호1 · 이성희1 · 심현준1 · 이승주1 · 윤상원1 · 이경원2
을지대학교 의과대학 을지병원 이비인후과학교실1;한림국제대학원대학교 청각학과학교실2;
주제어: 난청소음청력검사어음신호대잡음비.
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
The most common complaint of individuals with hearing impairment is the difficulty in understanding speech against background noise. In our previous study, we carried out a speech-in-noise test using multi-talker babble noise and spondee words. In the present study, we compared 50%-signal to noise ratios (SNRs) of hearing-impairment group with that of normal-hearing group, and analyze the effects of age and noise intensity affecting the results.
SUBJECTS AND METHOD:
Thirty listeners (of which each 10 listeners are in their forties, fifties, and sixties) with normal hearing and thirty listeners (each ten listeners in their forties, fifties, and sixties) with hearing impairment participated. Spondee words and multi-talker babble noise made from recording the voices of 10 males and 10 females were presented by a loudspeaker at a distance of one meter in front of the subject. Fifty percent-SNRs were measured at 50 dB HL, 60 dB HL, 70 dB HL, and 80 dB HL of noise intensity.
RESULTS:
The mean 50% SNR for normal-hearing listeners in the forties, fifties and sixties of age were -13.4+/-2.1 dB, -11.5+/-2.3 dB, and -12.6+/-2.0 dB, respectively. The mean 50% SNR for hearing-impairment listeners in the forties, fifties and sixties of age were -11.2+/-3.4 dB, -9.5+/-3.0 dB, -8.7+/-2.7 dB, respectively. Hearing-impairment group showed significantly worse results than the normal- hearing group in all ages.
CONCLUSION:
These results support that our word-in-noise test using multi-talker babble noise is useful in measuring audibility against background noise for individuals with hearing-impairment.
Keywords: Hearing impairmentNoiseHearing testSpeechSignal

교신저자:심현준, 139-872 서울 노원구 하계1동 280-1  을지대학교 의과대학 을지병원 이비인후과학교실
교신저자:전화:(02) 970-8276 · 전송:(02) 970-8275 · E-mail:eardoc11@eulji.ac.kr

서     론


  
대부분의 감각신경성 난청인들은 보청기와 같은 보장구를 이용하여 청취하는 음을 증폭시켜 주더라도 정상인에 비해 언어를 이해하는 능력이 떨어지고, 특히 배경소음이 있는 환경에서는 더욱 어려움을 호소하게 된다.1) 이것은 감각신경성 난청에서 소리의 감쇄 요소 이외에 와우의 주파수 분별력 감소와 청각중추의 처리능력 장애에 의한 왜곡 요소가 더해지기 때문이고 연령이 증가할수록 이러한 현상은 더욱 가중된다.2) 난청의 왜곡 요소는 비선형적이고 예측하기 힘들기 때문에 전통적인 조용한 환경에서의 청력검사로는 측정이 불가능하고 배경소음하에서 어음청각검사를 통해 추정할 수 있다고 알려져 있다.2,3)
   일찍이 Carhart 등은 감각신경성 난청을 가진 청취자들은 정상인에 비해 배경소음에 의해서 10
~15 dB 정도의 손실을 보게 된다고 하였고, 소음환경하에서의 청각검사의 필요성을 주장하였다.4) 같은 순음청력역치를 가지는 난청인에서 소음환경에서의 언어인지력은 매우 다양하게 나타나며 이것은 난청인에게 적합한 청각재활 방법을 제시하기 위해 이러한 형태의 검사가 필요하다는 것을 반증한다고 할 수 있다.5) 예를 들면 청력역치에 비해 나쁜 신호대잡음비를 가지는 난청인에게는 소음감소기능이 강화된 보청기를 적합 시키는 것이 효율적일 것이다. 또한 청각재활의 과정에서 보장구의 적절한 조정을 위하여 일상생활에서 흔히 접하게 되는 소음환경에서 검사를 시행하는 것은 필수적이라고 생각된다.
   일찍이 Kalikow 등에 의해 speech perception in noise (SPIN) test가 개발된 이래로 connected speech test, speech-in-noise test 등 다화자 잡음을 배경소음으로 하고 문장을 신호로 하는 여러 가지 sentence in noise (SIN) test들이 제시되었다.6,7,8) Nilsson 등은 미국 영어에 맞도록 고친 Bamfold-Kowal-Bench(BKB) 문장과 BKB 문장의 주파수 특성과 유사한 continuous speech-spectrum-noise을 이용하는 hearing in noise test(HINT)라는 검사를 개발하였는데 현재 다국어 판이 제작되어 상용화되고 있다.9) 문장 대신 언어 인지를 위한 기본적인 단위로서 전통적인 청력검사에서 널리 사용되어 온 단어를 검사 신호로 사용하는 word in noise(WIN) test들도 제시되었는데, 평가에 고려할 요소들이 단순하여 검사를 표준화하기 쉬우며 SIN test와 달리 청각기능 자체에만 충실할 수 있다는 장점이 있다.10,11) 
   국내에서는 SPIN test를 모델로 하여 Korean SPIN test가 개발되었으나 널리 이용되지 못하였고,12) 최근 HINT의 한국어 판이 시판되어 몇몇 기관에서 사용하기 시작하였으나 검사 시간이 다소 오래 걸리고 소프트웨어의 가격이 상당히 고가여서 쉽게 접근하기 어려운 실정이다.13) WIN test의 경우 국내의 몇몇 기관에서 자체적으로 만든 검사를 시행하고 있으나 표준화되어 있지 못하다. 저자들은 선행 연구에서 일상생활에서 듣는 소음과 비슷한 형태의 한국어로 된 다화자 잡음을 배경소음으로 하고 기존 어음청각검사에서 사용하던 강강격 이음절어를 이용한 WIN test를 제시하였고 반복측정에 의한 신뢰도를 확인하였으며 연령대별 정상치를 구하였다.14) 본 연구에서 저자들은 선행 연구에서 제시한 WIN test를 이용하여 정상군과 중등도 이하 난청군에서의 50% 인지 신호대잡음비의 차이를 비교하고, 연령과 소음강도에 따른 결과의 차이를 분석하고자 한다.

대상 및 방법

대  상
   40대에서 60대까지 각 연령대별로 10명씩 정상 청력을 가진 지원자와 중등도 이하의 난청을 가지는 지원자를 모집하여 총 60명을 대상으로 검사를 시행하였다.
   대상자들은 모두 이경검사상 정상 고막을 보이고 고막운동검사상 양측 A형을 나타내었으며 중이 질환, 이독성 약물 복용, 소음 노출, 두부 외상, 신경학적 질환 등의 과거력이 있는 경우는 대상에서 제외하였다. 정상군은 250
~8,000 Hz 범위에서 시행한 순음청력검사상 전 주파수 영역에서 25 dB HL 미만의 역치를 보이는 경우로 정의하였고, 난청군은 3분법으로 시행한 순음청력역치가 양측 모두 50 dB 이하인 경우로 하였다. 두 군 모두 골도-기도 차는 10 dB HL 미만이고 양측 청력이 모든 주파수에서 10 dB 이상 차이를 보이지 않는 대칭형 청력을 가지는 경우로 한정하였다.

다화자 잡음의 제작
  
다화자 잡음은 한림대학교 청각연구소의 방음실에서 정상 청력을 가진 20대의 남녀 20명(남 10명, 여 10명, 평균:21.7세)을 대상으로 드라마 대본, TV 뉴스, 신문 등을 2분 동안 읽게 하여 각각 녹음하였다. 녹음시 송화기는 Shure microphone을 사용하였고, 화자의 입과 송화기의 거리는 10 cm를 유지하게 하였으며, 녹음시 표본화 주파수는 45,000 Hz이었다. 각각 녹음한 데이터는 computerized speech lab을 이용하여 합성하였으며, 합성한 다화자 잡음에 대한 분석은 long term average speech power spectrum으로 분석하였다(Fig. 1).

50% 인지 신호대잡음비의 측정
   Orbiter 922(GN otometrics, Denmark)를 이용하여 방음실 내에서 TDH-50P 헤드폰을 사용하여 순음청력검사를 시행하였고, 50% 인지 신호대잡음비는 정면 1 m 앞에 설치된 스피커에서 신호와 잡음이 동시에 나오게 만든 음장에서 검사하여 구하였다. 다화자 잡음을 각각 50, 60, 70, 80 dB HL의 강도로 주면서 함 등15)이 제안한 양양격 이음절어표를 피검자에게 숙지시킨 후 live voice로 제시하였고, 피검자에게 주는 신호강도는 volume unit meter를 0 dB로 맞추어 동일한 신호를 주도록 하였다. 3개의 단어 중 2개 이상의 정반응을 보이는 강도를 50% 이상 정반응을 보인 강도로 정하고 상승법과 하강법을 이용하여 역치를 구한 다음 역치에서 잡음의 강도를 뺀 값을 50% 인지 신호대잡음비로 정의하였다.

통계학적 검증
  
통계학적 검증은 Window용 SPSS version 13.0 이용하였다. 연령과 소음강도에 따른 50% 인지 신호대잡음비의 분석은 one-way ANOVA, Student's t-test를 시행하였고 통계는 p값이 0.05 이하인 경우를 통계학적으로 유의한 것으로 판정하였다.

결     과

정상군과 난청군의 연령대별 50% 인지 신호대잡음비
  
정상군에서 50% 인지 신호대잡음비의 평균은 40대, 50대, 60대에서 각각 -13.4±2.1 dB, -11.5±2.3 dB, -12.6±2.0 dB이었으며 난청군은 40대, 50대, 60대에서 각각 -11.2±3.4 dB, -9.5±3.0 dB, -8.7±2.7 dB로 나타났다(Table 1).

연령에 따른 정상군과 난청군의 50% 인지 신호대잡음비의 비교
  
모든 연령대에서 난청군은 정상군보다 유의하게 나쁜 신호대잡음비를 보였다(p=0.001, p=0.002, p=0.000)(Fig. 2). 정상군에서는 50대에서 40대보다 유의하게 나쁜 수행력을 보였고(p=0.005)(Fig. 3), 난청군에서는 60대에서 40대보다 나쁜 수행력을 보였다(p=0.002)(Fig. 4).

소음강도에 따른 정상군과 난청군의 50% 인지 신호대잡음비의 비교
  
연령대에 관계없이 전체 정상군의 소음강도에 따른 50% 인지 신호대잡음비의 평균은 50 dB HL, 60 dB HL, 70 dB HL, 80 dB HL에서 각각 -11.5±2.5 dB, -11.8±2.0 dB, -12.6±1.7 dB, -14.2±1.8 dB로 나타났고, 80 dB HL에서 다른 세 가지 소음강도의 경우보다 유의하게 좋은 결과를 보였다(p=0.000, p=0.000, p=0.028)(Fig. 5). 난청군에서는 50 dB HL, 60 dB HL, 70 dB HL, 80 dB HL에서 각각 -7.4±3.1 dB, -9.1±3.1 dB, -10.3±2.2 dB, -12.4±2.3 dB로 나타났고, 80 dB HL에서 다른 세 가지 소음강도의 경우보다 유의하게 좋은 결과를 보였을 뿐 아니라(p=0.000, p=0.000, p=0.032) 70 dB HL과 50 dB HL에서 측정된 결과도 차이를 나타내었다(p=0.001)(Fig. 6). 네 가지 신호강도에서 모두 난청군은 정상군보다 나쁜 신호대잡음비를 보였다(p=0.000, p=0.000, p=0.000, p=0.001)(Fig. 7).

고     찰

   본 연구에서 정상군과 난청군은 40대에서 2.2±3.6 dB, 50대에서 2.0±3.2 dB, 60대에서 3.9±2.8 dB의 차이를 나타내었으며 60대에서 40대나 50대보다 유의하게 큰 차이를 나타내었다. Wilson 등은 다화자 잡음과 Northwestern University Auditory Test No. 6 일음절어를 이용한 검사에서 10대, 20대 정상군과 50대 이상의 고음역 난청군을 비교한 결과 평균 6
~9 dB의 신호대잡음비 차이가 나는 것으로 보고하였다.16) Speech-in-noise test를 간소화한 quick speech-in-noise test에서는 20대 정상군에 비하여 60, 70대의 고음역 난청군이 5 dB 정도 나쁜 결과를 나타내었다.17) 본 연구에서도 40대 정상군과 60대 난청군의 차이는 4.7±3.2 dB로 나타나 비슷한 결과를 보였고, 각 연령대별로 정상군과 난청군을 비교하였을 때 60대에서 가장 큰 차이를 나타내었다. 소음환경에서 시행하는 청각검사는 청각중추의 인지기능과 밀접한 관계를 보이기 때문에 나이의 영향을 크게 받게 된다.18) 저자들의 선행 연구에서 10대, 20대의 정상 청력을 가진 청취자는 50대, 60대의 정상 청력 청취자들에 비하여 1.9±2.8 dB 좋은 수행력을 보였고,14) 본 연구에서 난청군에서도 40대와 60대 사이에 2.5±3.5 dB의 차이를 보여 나이의 영향을 확인할 수 있었다. 소음의 강도는 50 dB HL, 60 dB HL, 70 dB HL, 80 dB HL 4가지 강도에서 각각 시행하였는데, 80 dB HL이상의 강도는 정상 청력을 가진 피검자에게 지나친 불쾌감을 유발하게 되어서 배제하였고, 50 dB HL까지만 검사한 것은 그 이하의 강도로 검사할 경우에는 신호강도가 난청인들이 들을 수 없을 정도로 작아질 가능성이 있기 때문이었다. 소음강도에 따른 언어인지력의 차이는 연구자들에 따라 다양하게 보고되고 있는데, 소음강도와 관계없이 일정한 결과를 나타내는 연구도 있었고,10) 정상군을 대상으로 소음의 강도가 커질수록 나쁜 결과를 보인 연구도 있었으며,19) 난청군에서 소음의 강도에 비례하여 언어인지력이 좋아지는 것으로 나타난 경우도 있었다.20) 본 연구에서는 난청군에서 60 dB HL의 경우를 제외하면 소음의 강도가 커질수록 신호대잡음비가 호전되는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 난청을 와우로 전달되는 음량의 감소에 따른 감쇄 요소와 소리의 명료도를 떨어뜨리는 왜곡 요소로 나누어 분석하여 볼 때,3) 본 연구에서와 같이 경도, 중등도 난청에서는 배경소음이 증가함에 따라 검사에서 제시되는 신호강도도 따라서 증가하는 경우 난청의 감쇄 요소는 극복되고 왜곡 요소만 남게 되기 때문으로 생각된다. 소음환경에서의 어음청각검사가 그 필요성에도 불구하고 아직 표준화되어 널리 사용되지 못하는 데에는 몇 가지 이유가 있을 것으로 추측되는데, 그 중 가장 큰 요인은 검사의 개발이 까다롭다는 점이다. 어음청각검사는 각 나라마다 특성이 다른 고유 언어를 사용하여야 하기 때문에 다른 나라의 것을 그대로 사용할 수 없고 독자적인 개발을 필요로 한데 여기에 고려하여야 할 조건이 매우 복잡하다. 첫째, 검사 신호를 문장 단위로 할 것인지 단어로 할 것인지, 문장이라면 구성 단어의 개수와 핵심 단어의 배치를 어떻게 할 것인지, 단어라면 일음절어를 사용할 것인지 이음절어를 사용할 것인지 등에 대한 고려가 있어야 한다. 둘째, 어떠한 유형의 소음을 배경 잡음으로 할 것인지를 결정하여 제작하여야 하며, 셋째, 소음이나 신호강도는 어느 정도로 할 것인지, 넷째, 음장에서 양측 귀를 동시에 검사할 것인지, 헤드폰으로 각각의 귀를 따로 검사할 것인지 등을 정하여야 한다. 각각의 조건들의 조합에 따라 다양한 검사 방법이 가능한데 어떠한 검사 방법이 우수한 지에 대한 결론을 내리기가 쉽지 않다. 문장을 이용하는 SIN test의 경우는 청취자가 단순한 청력 이외에 적절한 어휘력과 문맥의 의미와 문법을 이해하는 능력을 함께 갖추고 있는지를 검사할 수 있다는 장점이 있지만,7) 고령의 난청인들을 대상으로 검사할 때 오히려 청력의 본질적인 부분보다 필요 이상으로 인지기능이 강조될 가능성이 있고 평가 방법을 표준화하기가 모호하다는 단점이 있다.4) 반면 단어를 이용하는 WIN test는 실제 대화환경을 반영하기 어려울 것이라는 비판에도 불구하고, 과거부터 매우 친숙한 청력검사 도구로서 평가에 고려할 요소들이 단순하여 검사를 표준화하기 쉽다는 장점이 있다.10) 어떤 소음을 사용하는 것이 좋은지에 대해서도 아직 명확한 결론은 없다. 소음환경하에서의 어음청각검사에 흔히 이용되는 소음은 1인 화자의 말을 그대로 배경소음으로 사용하는 경우와 여러 화자의 대화를 녹음하여 이용하는 다화자 잡음, 그리고 1인 화자의 말소리를 long term average speech power spectrum으로 분석하여 광역대 잡음의 형태로 만든 speech-spectrum-noise가 대표적이다.16) 소음의 시간적 특성을 보면 1인 화자의 어음이 가장 큰 시간적 변화(temporal variation)을 보이고 지속성 잡음인 광역대 잡음이 가장 적은 변화를 보인다. 쇼핑 센터나 사람이 많은 식당과 같은 환경에서 소음의 크기는 2.8~8.4 dB의 표준편차를 나타내는 반면 광역대 잡음의 경우 1 dB정도의 편차 밖에 나타내지 못한다.17) 따라서 실생활에서 주변 소음이 1인 화자에 의해서만 발생하는 경우는 드물다고 볼 때 한국어로 만들어진 다화자 잡음이 국내 일상생활에서 흔히 접하는 소음을 가장 잘 재현할 수 있을 것으로 생각된다.

결     론

   한국어로 된 다화자 잡음을 배경소음으로 하는 어음청각검사를 이용하여 정상 청력군과 중등도 이하 난청군을 비교한 결과 난청군에서 50% 인지 신호대잡음비가 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 50% 인지 신호대잡음비는 대상자의 연령대별로 차이를 보였으며, 검사에 이용된 소음의 강도에 따라서도 차이가 나타났다. 본 연구에서 제시된 WIN test는 정상 청력을 가진 청취자뿐 아니라 중등도 이하의 난청인들에게도 임상적으로 적용이 가능할 것으로 사료된다.


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