Research Article
Comparing of two Farsi passages in laboratory evaluation of mean and fundamental frequency variations range
Mahshid aghajanzadeh1, Ali Ghorbani1, Farhad Torabinezhad1, Mohammad Reza Keyhani2
1- Department of Speechtherapy, Faculty of Rehabilitation, Tehran University of Medical Sciences, Iran
2- Department of Biostatistics, Faculty of Rehabilitation, Tehran University of Medical Sciences, Iran
Received: 13 June 2011, accepted: 2 November 2011
Abstract
Background and Aim: Voice disorders assess with the help of laboratory equipments and perceptual evaluation. Voice samples involve vowel prolongation, text-reading or conversational speech. In Iran, Rainbow text and Grandfather text, were developed for assessing voice.
Methods: This study was cross-sectional and descriptive-analytical. Mean and fundamental frequency variations range in 120 normal males and females aging from 20-59 years old were studied. Voice samples of reading both texts were gathered and compared.
Results: Mean fundamental frequency in males in Grandfather text was 137.93 with SD 1.2 and in Rainbow text was 135.09 with SD 1.1 (p>0.05), in females Grandfather and Rainbow texts were 206.07 with SD 0.9 and 204.23 with SD 2.1, respectively (p>0.05). Fundamental frequency variations range in Grandfather text in males was 88.10 with SD 0.8 and in females was 116.77 with SD 1.3 and in Rainbow text in males was 90.92 with SD 1.1, in females was 116.08 with SD 1.2 (p>0.05). Mean fundamental frequency of males in each text didn't show significant difference in age groups and just in 50-59 age group of the female population showed significant difference. Fundamental frequency variations range didn't show significant difference in males and females in both texts.
Conclusion: These two texts were the same in measurement of average and fundamental frequency variations range in adults. Significant difference showed between 50-59 age group of the female population and other groups.
Keywords: Fundamental frequency, fundamental frequency variations range, voice, laboratory evaluation, Grandfather passage, Rainbow passage
مقایسه دو متن فارسی در اندازهگیری آزمایشگاهی میانگین و دامنه تغییرات فرکانس پایه
مهشید آقاجانزاده1، علی قربانی1، فرهاد ترابینژاد1، محمدرضا کیهانی2
1 ـ گروه گفتاردرمانی، دانشکده توانبخشی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، ایران
2ـ گروه آمار زیستی، دانشکده توانبخشی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، ایران
چکیده
زمینه و هدف: ارزیابی صوت بهروشهای درکی و آزمایشگاهی انجام میشود. نمونههای صوت بیان واکهها، خواندن متن یا گفتار محاوره است. در ایران، برای ارزیابی صوت دو متن رنگینکمان و پدربزرگ تهیه شده بودند. این پژوهش با هدف مقایسۀ دو متن در اندازهگیری میانگین و دامنۀ تغییرات فرکانس پایه صوت انجام شده است.
روش بررسی: در این پژوهش مقطعی میانگین و دامنۀ تغییرات فرکانس پایه در 120 فرد عادی 60 نفر مرد و 60 نفر زن 20 تا 59 ساله مورد بررسی قرار گرفت. نمونۀ صدای آزمودنیها در خواندن هر دو متن جمعآوری و مقایسه شد.
یافتهها: میانگین فرکانس پایه در مردان برای متن پدربزرگ 93/137 با انحراف معیار 2/1 و برای متن رنگینکمان 09/135 با انحراف معیار 1/1 و در زنان بهترتیب 07/206 با انحراف معیار 9/0 و 23/204 با انحراف معیار 1/2 بود(05/0p>). دامنه تغییرات فرکانس پایه در متن پدربزرگ در مردان 10/88 با انحراف معیار 8/0 و در زنان 77/116 با انحراف معیار 3/1 و در متن رنگینکمان در مردان 92/90 با انحراف معیار 1/1 و در زنان 08/116 با انحراف معیار 2/1 بود(05/0p>). بین میانگین فرکانس پایه بهدست آمده از مردان در هر متن در گروههای سنی تفاوت معنیداری مشاهده نشد و در زنان تنها در گروه سنی 59-50 ساله با سایر گروههای سنی تفاوت معنیدار بود(05/0>p). در دامنۀ تغییرات فرکانس پایه در هیچیک از دو جنس تفاوت معنیداری در دو متن مشاهده نشد.
نتیجهگیری: این دو متن در اندازهگیری میانگین و دامنۀ تغییرات فرکانس پایه در بزرگسالان یکسان هستند. فرکانس پایۀ زنان 59-50 ساله با سایر گروهها تفاوت معنیدار دارد.
واژگان کلیدی: فرکانس پایه، دامنۀ تغییرات فرکانس پایه، صوت، ارزیابی آزمایشگاهی، متن پدربزرگ، متن رنگینکمان
(دریافت مقاله: 23/3/90، پذیرش: 11/8/90)
مقدمه
در اندازهگیری آزمایشگاهی صوت، از تکالیف مختلفی چون تولید واکهها، شمارش اعداد، خواندن متن و گفتار محاوره استفاده میشود(1). نتایج پژوهشها نشان داده است که دادههای بهدست آمده از خواندن متن به دادههای مربوط به گفتار محاوره نزدیکتر است(2).
سابقه تهیه متن استاندارد برای بررسی جنبههای مختلف گفتار در کشورهای دیگر به سال 1940 باز میگردد. در طی روند تکامل پژوهشها، تا سال 2000 تعدادی متن تهیه شده و مورد بررسی قرار گرفتهاند. این متنها برای ارزیابی افراد مبتلا به اختلالات ارتباطی و از جمله اختلالات صوت تهیه شدهاند. متن موسوم به Rainbow (Fairbanks، 1960) بیش از سایر متون مورد استفاده قرار گرفته است(3). در کشورهای غیرانگلیسیزبان نیز متنهای مشابهی تهیه شده است که برای اهداف پژوهشی و بالینی مورد استفاده قرار میگیرد اما از آنجا که ویژگیهای آکوستیکی صوت تحت تأثیر عوامل فرهنگیـزبانشناختی(4) و نژادی(5) هستند نمیتوان از دادههای سایر کشورها در تصمیمگیری بالینی استفاده کرد.
در گذشته قربانی و همکاران (1384) و سایر پژوهشگران بهدلیل در اختیار نداشتن متن اختصاصی برای اندازهگیری ویژگیهای آکوستیکی صوت، از متن آزمون لبخوانی سارا استفاده نمودند(6). متن این آزمون همانند متن Rainbow از توازن واجی برخوردار است و به همين دليل تصور شده است كه براي ارزيابي صوت مناسب خواهد بود. اما آنها این آزمون را برای ارزیابی صوت کاملاً مناسب ندانستند و در بیان نتایج پژوهشی خود به ضرورت تهیه متن اختصاصی برای اندازهگیری صوت تأکید کردهاند. معماریان و همکاران (1387) بهمنظور ساخت متن فارسی مناسب برای ارزیابی صوت، متن رنگینکمان را ساختند(7). پیش از آن، ترابینژاد (1382) در آزمایشگاه گفتار و زبان دانشکده توانبخشی دانشگاه علوم پزشکی تهران برای ارزيابی نمونۀ صوت مراجعان مبتلا به اختلالات صوت، متن پدر بزرگ را تهیه کرده بود. تهیه این متن بنابر نیاز بالینی و براساس تشخیص کارشناسی فردی بوده است.
این دو متن برای اندازهگیری ویژگیهای صوت تهیه شدهاند ولی کارایی آنها در بررسیهای جمعیتشناسی و بالینی مورد مقایسه قرار نگرفتهاست و مشخص نیست که آیا استفاده از این دو متن در اندازهگیری پارامترهای صوت به نتیجه یکسان میانجامد یا متفاوت خواهد بود. از این رو، این پژوهش، برای تعیین تفاوتهای احتمالی این دو متن در اندازهگیری فرکانس پایه (fundamental frequency: f0) و دامنۀ تغییرات f0، طراحی و اجرا شده است.
روش بررسی
پژوهش حاضر از نوع مقطعی است. متغیرهای مورد بررسی با دو متن فارسی رنگینکمان و پدربزرگ شامل میانگین f0 و دامنۀ تغییرات f0 در افراد عادی 20 تا 59 ساله در هر دو جنس بودهاند. در این پژوهش گروههای سنی طوری در نظر گرفته شدهاند که قابل مقایسه با پژوهشهای گذشته باشد. جامعۀ مورد مطالعه افراد عادي باسواد و فارسیزبان در چهار گروه سنی 29-20، 39-30، 49-40 و 59-50 ساله بودند. نمونههای مورد بررسی در هر گروه سنی شامل 15 زن و 15 مرد و در مجموع 120 نفر بودهاند. آزمودنیها از میان نمونههای در دسترس بهصورت غیراحتمالی از دانشجویان و کارمندان دانشکده توانبخشی دانشگاه علوم پزشکی تهران انتخاب شدند. گفتار هر یک از نمونهها با ارزیابی درکی مورد بررسی قرار گرفت تا اطمینان حاصل شود که از نظر تولید، تشدید و روانی گفتار مشکلی نداشته باشند. دو گفتاردرمانگر به صدای آزمودنیها گوش دادند تا با استفاده از قضاوت آنها مشخص شود که صدای آزمودنیها هنجار است یا خیر؟ ملاک تعیین عادی بودن صوت، تشخیص هر دو گفتاردرمانگر بود. برای تعیین عادی بودن آزمایشگاهی صوت، از برنامه Vocal Assessment نرمافزار Dr. Speech (نرمافزار ساخت شركت Tiger DRS آمريكا) استفاده شد. برنامۀ هر یک از علائم گرفتگی، خشن بودن و نفس آلود بودن صدا را از صفر تا سه درجهبندی میکند. نمونههایی که از مجموع سه علامت، نمره دو یا کمتر از آن داشتند، از نظر صوتی سالم فرض میشدند. علاوه بر موارد یاد شده در هنگام نمونهگیری، ابتلا آزمودنیها به بیماریهای مؤثر بر صوت مورد بررسی قرار میگرفت و چنانچه آزمودنیها به بیماریهایی چون سرماخوردگی مبتلا بودند، نمونهگیری به وقت دیگری موکول میشد و یا برحسب مورد، نمونۀ دیگری جایگزین میشد.
روشهای اندازهگیری متغیرها غیرتهاجمی بود و هیچگونه آسیبی به آزمودنیها وارد نمیشد، از تمام آزمودنیها رضایتنامه کتبی شرکت در پژوهش دریافت شد. سن و جنس آزمودنیها در پرسشنامه ثبت میشد و متنهای رنگینکمان و پدربزرگ در اختیار آنها قرار میگرفت. متن رنگینکمان دارای 7 جمله خبری است و مشابه با الگوی متن Rainbow دارای توازن واجی متناسب با زبان فارسی است. این متن 92 کلمه و 207 هجا دارد و میانگین تعداد هجا در هر کلمه 25/2 است و فاقد جملۀ پرسشی و تعجبی است. موضوع متن به نحوی انتخاب شده که موضع
فرهنگی یا اجتماعی خاصی نداشته باشد و نحوۀ خواندن آن تا اندازۀ ممکن در افراد مختلف یکسان باشد. برای این متن، میانگین f0، دامنۀ تغییرات f0 و شدت صوت در مردان و زنان 20 تا 59 ساله مورد بررسی قرار گرفته و پایایی و روایی آن تعیین شده است(7). متن پدربزرگ دارای 15 جمله است (13 جمله خبری، یک جمله پرسشی و یک جمله تعجبی). 83 واژه و 160 هجا دارد و میانگین تعداد هجا در هر کلمه 93/1 است. این متن به نحوی تهیه شده است که خواندن آن برای افراد کمسواد راحت باشد.
براي ضبط و تجزیه و تحلیل نمونۀ صدای آزمودنيها از ابزار در دسترس در آزمایشگاه گفتار و زبان که نرمافزار Dr. Speech است، استفاده شد. دامنۀ اوليۀ دستگاه بين 800-70 هرتز تنظيم شد تا تمام مقادير f0 را دريافت و ثبت كند. برای جمعآوری نمونۀ صوت، هر آزمودنی بهتنهایی مورد بررسی قرار میگرفت. هنگام ضبط صدا پس از فعال شدن دستگاه، سه ثانیه اول سکوت بود تا سر و صدای زمینه در محیط توسط رایانه آزمایشگاه ضبط شود و در هنگام تجزیه و تحلیل توسط نرمافزار Dr. Speech در نظر گرفته شود. پیش از ضبط صدا از آزمودنیها خواسته میشد که متنها را بخوانند تا با آنها آشنا شوند و تمرین میشد که بهطور عادی و بدون اغراق بخوانند. پس از اتمام یک متن، ضبط صدا متوقف میشد و اطلاعات ذخیره میشد و دوباره خواندن متن دیگر شروع میشد. ترتیب خواندن متنها ثابت بود و تمام آزمودنیها ابتدا، متن رنگینکمان را میخواندند و پس از چند دقیقه متن پدربزرگ را میخواندند. بهدلیل این که گوینده طبیعی در الگوهای معین زبانشناختی و یا در اثر حالات عاطفی و هیجانی، ویژگیهای زبرزنجیری را مورد استفاده قرار میدهد و هنگام استفاده از این موارد دامنۀ متغیری از f0 را به کار میبرد و روش معمول برای تعیین دامنۀ تغییرات فرکانس، محاسبۀ اختلاف بین بیشترین و کمترین مقدار f0 موجود در نمونۀ گفتار است. در این نوع محاسبه، دامنه ممکن است به خاطر یک مورد استثنایی و خاص بزرگ شده باشد که آن فرکانس جزء صدای فرد نباشد و به علت لغزش لحظهای حنجره یا بهدلیل مشکل گذرا در نرمافزار تجزیه و تحلیلکننده باشد، بنابراین در هنگام بررسي صوت با مشاهدۀ هيستوگرام، مقادير دور از تجمع پيوستار f0 حذف شدند و با برنامههای real analysis نرمافزار Dr. Speech، میانگین و دامنۀ تغییرات f0 برحسب هرتز اندازهگیری شدند. میانگین f0 صوت در گروههای سنی در هر دو جنس بهطور جداگانه و برحسب متنهای پدربزرگ و رنگینکمان با استفاده از آزمون آنالیز واریانس دوطرفه با آلفای 05/0 و آزمون تعقیبیStudent-Newman-Keuls مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین این که متغیرهای مورد بررسی در هر گروه سنی بین دو متن اختلاف معنیدار وجود دارد یا خیر از آزمون t استفاده شد.
یافتهها
در
متن پدربزرگ کمترین میانگین f0 صوت در زنان 187
هرتز مربوط به گروه 59-50 ساله و بیشترین میانگین f0 214 هرتز مربوط به گروه 29-20 ساله بود، کمترین
میانگین f0 صوت در مردان 130 هرتز مربوط به گروه 39-30 ساله و
بیشترین میانگین f0
صوت 145 هرتز مربوط به گروه 29-20 ساله بود. در متن رنگینکمان کمترین
میانگین f0 صوت در زنان 195 هرتز مربوط به گروه 59-50 ساله و
بیشترین میانگین f0 215 هرتز مربوط به گروه 39-30 ساله بود، کمترین
میانگین f0 صوت در مردان 128 هرتز مربوط به گروه 49-40 ساله و
بیشترین میانگین f0
صوت 142 هرتز مربوط به گروه 29-20 ساله بود. دادههای مربوط به میانگین
f0 در متن پدربزرگ و رنگینکمان در جدول 1 آورده شده است.
در متن پدربزرگ کمترین دامنۀ تغییرات f0 صوت در زنان 126 هرتز مربوط به گروه 29-20 ساله و بیشترین دامنۀ تغییرات f0 186 هرتز مربوط به گروه 59-50 ساله بود. کمترین دامنۀ تغییرات f0 صوت در مردان 106 هرتز مربوط به گروه 39-30 ساله و بیشترین دامنۀ تغییرات f0 صوت 132 هرتز مربوط به گروه 59-50 ساله بود. در متن رنگینکمان کمترین دامنۀ تغییرات f0 صوت در زنان 120 هرتز مربوط به گروه 29-20 ساله و بیشترین دامنۀ تغییرات f0194 هرتز مربوط به گروه 59-50 ساله بود. کمترین دامنۀ تغییرات f0 صوت در مردان 94 هرتز مربوط به گروه 49-40 ساله و بیشترین دامنۀ تغییرات f0 134 هرتز مربوط به گروه 59-50 ساله بود. دادههای مربوط به دامنۀ تغییرات f0 در دو متن در جدول 2 و میانگینهای بیشینه و کمینه در جدول 3 آورده شده است.
نتایج آنالیز واریانس در بررسی تفاوت میانگین f0 صوت در مجموع نمونهها معنیدار بود(043/0p=). برای یافتن محل تفاوت، آنالیز واریانس در زنان و مردان تکرار شد. در مردان تفاوت معنیداری بین میانگین f0 در متن پدربزرگ و متن رنگینکمان در گروههای سنی مشاهده نشد(59/0p=). در زنان تفاوت میانگین f0 در متن پدربزرگ و متن رنگینکمان در گروههای سنی مختلف معنیدار بود(007/0p=). بنا بر نتایج آزمون تعقیبی Student-Newman-Keuls میانگین f0 زنان 59-50 ساله با سایر گروههای سنی مربوط تفاوت معنیداری داشت. توان آزمون آنالیز واریانس در این قسمت 88 درصد و آزمون تعقیبی 86 درصد بهدست آمد. بهعلاوه تفاوت دامنۀ تغییرات f0 در متن رنگینکمان و متن پدربزرگ در گروههای سنی مختلف در زنان و مردان معنیدار نبود(43/0p=). توان آزمون آنالیز واریانس 88 درصد بهدست آمد.
تفاوت
بین میانگین f0 برای دو متن فقط در زنان 59-50 ساله معنیدار بود(03/0p=)
و در دامنۀ تغییرات f0
نیز در هیچیک
از گروههای سنی تفاوت معنیدار مشاهده نشد.
بحث
در دادههای بهدست آمده از اندازهگیری میانگین و دامنۀ تغییرات f0 در مردان، تفاوت معنیداری بین میانگین f0 بهدست آمده از متن پدربزرگ و متن رنگینکمان در گروههای سنی مشاهده نشد (جدول 1). در پژوهش معماریان و همکاران (1387) نیز نتایج آزمونهای آماری نشان داد که در مردان در گروههای سنی مورد مطالعه در اندازهگیری میانگین f0 گفتار در متن رنگینکمان تفاوت معنیداری وجود نداشت(7). چون بیشتر جملات دو متن خبری است و هر دو با ویژگیهای زبرزنجیری یکسان توسط آزمودنیها خوانده شدند.
در زنان نتایج حاکی از آن است که تفاوت میانگین f0 در گروههای سنی مختلف در هر دو متن پدربزرگ و رنگینکمان معنیدار است و با آزمون تعقیبی مشخص شد که این تفاوت معنیدار در هر دو متن مربوط به گروه سنی 59-50 ساله با سایر گروههای سنی بود. اما در پژوهش معماریان و همکاران (1387) در متن رنگینکمان در زنان میانگین f0 گفتار در گروه سنی 49-40 سالهها با سایر گروههای سنی تفاوت معنیدار داشت ولی در سایر گروهها با یکدیگر، تفاوت معنیداری مشاهده نشد(7). این نتیجه بهدلیل تفاوت در توزیع سنی آزمودنیها در این گروه سنی است. در بررسی توزیع سنی نمونهها، اغلب نمونهها در هر دو پژوهش به حدود 50 سالگی نزدیکتر بودند.
در کل میانگین f0 چه در زنان و چه در مردان در متن پدربزرگ بیشتر از متن رنگینکمان بود. اگرچه این تفاوت از نظر آماری در این تعداد نمونه معنیدار نبود اما این تفاوت به این دلیل است که در متن رنگینکمان تمام جملات خبری است، اما در متن پدربزرگ یک جمله پرسشی و یک جمله تعجبی هم وجود دارد و جملات کوتاهتر هستند.
بنا بر نتایج آزمونهای آماری دامنۀ تغییرات f0 در زنان و مردان در گروههای سنی مختلف معنیدار نبود (جدول 2). در پژوهش معماریان و همکاران نیز تجزیه و تحلیل آماری اطلاعات نشان داد که در دامنۀ تغییرات f0 در گروههای سنی مختلف در زنان و مردان بهطور جداگانه تفاوت معنیداری وجود ندارد(7). این دو متن در اندازهگیری میانگین f0 در افراد عادی 59-20 ساله یکسان هستند. فقط در استفاده از این دو متن از نظر میانگین f0 در زنان در گروه سنی 59-50 سالهها تفاوت معنیداری وجود دارد و در سایر گروهها با یکدیگر تفاوت معنیداری مشاهده نشد.
نتیجهگیری
در اندازهگیری دامنۀ تغییرات f0 این دو متن یکسان هستند و بهجز زنان 59-50 ساله، تفاوتی بین دو متن در بررسی f0 وجود ندارد بنابراین در بررسیهای آزمایشگاهی میتوان این دو متن را به جای یکدیگر به کار برد و هر دو یک چیز را میسنجند.
سپاسگزاری
با سپاس و تشکر فراوان از استاد گرانقدر جناب آقای دکتر یحیی مدرسی که نویسندگان را در انجام این پژوهش یاری نمودند.
REFERENCES
1. Vogel AP, Maruff P, Snyder PJ, Mundt JC. Standardization of pitch-range settings in voice acoustic analysis. Behav Res Methods. 2009;41(2):318-24.
2. Hollien H, Hollien PA, de Jong G. Effects of three parameters on speaking fundamental frequency. J Acoust Soc Am. 1997;102(5pt1):2984-92.
3. Powell TW. A comparison of English reading passages for elicitation of speech samples from clinical populations. Clin Linguist Phon. 2006;20(2-3):91-7.
4. Andrianopoulos MV, Darrow K, Chen J. Multimodal standardization of voice among four multicultural populations formant structures. J Voice. 2001;15(1):61-77.
5. Morris R. Speaking fundamental frequency characteristics of 8- through 10-year-old white- and African-American boys. J Commun Disord. 1997;30(2):101-14.
6. Ghorbani A, Torabinejad F, Armandi L. Fundamental frequency in males and females from Iranian, Turk, and Kurd race. Audiol. 2006;14(2):45-50. Persian.
7. Memarian A, Ghorbani A, Torabinejad F, Keyhani MR. Designing a Farsi text for the assessment of adult voice features and determining its validity and reliability in measuring the fundamental frequency and intensity of speech. JRRS. 2008;4(2):117-24.