초록
전기성문전도는 발성시에 성문의 진동이 전기적 임피던스를 이용하여 검출되는 신호이다. 본 연구는 이러한 전기성문전도를 기록하기 위한 장비를 구현하고 음성분석 및 후두질환 진단에 대한 적용생을 평가하고자 하였다. 전기성문전도의 하드웨어는 2 쌍의 링전극, 동조증폭기, 검파기, 저역통과필터, 자동이득조절부 등으로 구성되며, 2.7MHz의 반송파 신호를 이용하고 진폭 변조 방식의 검파를 통해 임피던스 신호를 추출하도록 하였다. 추출된 신호는 PC 사운드 카드의 라인 입력을 통해 샘플링되고 양자화되었다. 검출 신호를 분석하기 위한 파라미터는 패래 시간을(CQ), 개폐 속도율(SQ), 개폐속도지수(SI), 성대진동 주파수(F0), 성대진동 주파수변동지수(Jitter), 성대진동 진폭변동지수(Shimmer) 등을 추출하였다. 전기성문전도를 분석한 결과, F0가 증가할수록 CQ는 커지고, SQ와 SI는 작아지는 경향을 보였으며, 전기성문전도와 음성 선호의 기본주파수가 일치함을 알 수 있었다. CQ, SQ, SI는 정상인과 후두암 환자를 비교한 결과 유의한 차이를 보였다. 이러한 결과는 성대의 운동을 관찰할 수 있는 휴대용 전기성문전도 계측기의 구현이 가능하게 하였고, 성대 기능 이상 검사가 가능함을 시사하였다.
Electroglottograph(EGG) is a signal recorded from the vocal cord vibration by measuring electrical impedance across the vocal folds through the neck skin. The purpose of this study was to develop EGG system and to evaluate possibility for the application on speech analysis and laryngeal disease diagnosis. EGG system was composed of two pairs of ring electrodes, tuned amplifier, phase sensitive detector, low pass filter, and auto-gain controller. It was designed to extract electric impedance after detecting by amplitude modulation method with 2.7MHz carrier signal. Extracted signals were transmitted through line-in of PC sound card, sampled and quantized. Closed Quotient(CQ), Speed Quotient(SQ), Speed Index(SI), fundamental frequency of vocal cord vibration(F0), pitch variability of vocal fold vibration (Jitter), and peak-to-peak amplitude variability of vocal fold vibration(Shimmer) were analyzed as EGG parameters. Experimental results were as follows: the faster vocal fold vibration, the higher values in CQ parameter and the lower values in SQ and SI parameters. EGG and speech signals had the same fundamental frequency. CQ, SQ, and SI were significantly different between normal subjects and patients with laryngeal cancer. These results suggest that it is possible to implement portable EGG system to monitor the function of vocal cord and to test functional changes of the glottis.
