보청기 기술 가이드 PART 1. 소리를 이해하는 기술

대구보청기 전문, 대명보청기 이진태 전문청능사입니다.

성공적인 보청기 착용을 위해서는 무엇보다 사용자 개개인의 청력 및 사용 환경에 대해 정확히 파악하고 있는 게 중요한데요. 따라서 청각전문가와 함께하는 보청기 관련 상담 시, 청력 검사 결과에 대해서는 물론, 현재 특별히 어려움을 겪고 있는 청취 상황이나 보청기 착용 후 잘 듣고 싶은 청취 환경 등 개개인의 사용 환경에 대해서도 함께 알아보는 것이기도 합니다.

가끔 보청기 상담 시 가격만 궁금해 하시는 분들도 계신데, 보청기 가격에는 일정 기간 동안의 청능재활(적합관리) 비용이 포함되어 있기 때문에 해당 센터에서의 청능재활 절차는 어떻게 되는지, 나에게 적합한 재활 옵션에 대해 충분한 정보를 습득하는 것이 보청기 가격에 대한 궁금증을 해결하는 데에도 큰 도움이 되리라 생각됩니다.

이와 같이 개개인의 청력 및 사용 환경, 그리고 본인에게 적합한 청능재활에 대한 정보 등을 바탕으로 보청기 착용과 관련된 적절한 의사 결정을 하기 위해서 우선적으로 파악하고 있으면 좋은 부분이 바로 보청기의 기본적인 기술들인데요.

보다 향상된 기능을 제공해 주는 와이덱스 얼루어 플랫폼의 W1 칩셋 (이미지 : Widex)

따라서 이번 시간에는 보청기 기술 이해를 돕기 위한 핵심 가이드 파트 1, '소리를 이해하는 기술'에 대해 크게 3 부분으로 나눈 말소리 이해(Speech understanding), 음질(Sound quality), 그리고 편안한 청취(Listening comfort)에 속해 있는 각각의 세부 기술들에 대해 자세히 한번 살펴볼까 합니다.

참고로 각 세부 기술의 구분은 보청기 본연의 기능인 음향 처리 기술의 큰 틀에 맞도록 편의상 구분한 것으로, 예를 들어 이번 파트 1에서 살펴볼 '이득(Gain)과 압축(Compression)' 기술은 말소리 이해 기술에도 속하지만, 동시에 편안한 청취 기술에도 속하는 것처럼 하나의 기능이 여러 군데 속할 수도 있다는 점, 그리고 대부분의 세부 기술들은 여러 보청기 제조사들의 공통적인 기술에 해당되지만, 특정 제조사만의 유일한 기능(또는 기능적인 측면에서 뛰어난 기술)의 경우에는 추가적으로 특정 제조사를 언급할 수도 있다는 점 참고 부탁드립니다.  

 [목차]

 말소리 이해  

- 방향성 마이크로폰

- 원격 무선 마이크로폰

- 이득과 압축

 음질 

- 고품질 사운드

- 주파수 특성 제어

- 주파수 이동

- 소리 전달

 편안한 청취 

- 소음 감소

- 이명 관리

- 편안한 착용감

말소리 이해(Speech understanding)

보청기 기술 핵심 가이드 파트 1, '소리를 이해하는 기술'의 첫 번째 기술은 말소리 이해도를 향상시켜주는 기술들로 구성되어 있습니다.

말소리 이해도의 향상은 청취 노력(Listening effort)의 감소와 동일한 의미로 여겨지기도 하는데요. 청취 노력이란 말소리를 이해하는 데 필요한 정신적 에너지를 의미하며, 특히 배경 소음이 있는 시끄러운 청취 환경에서는 말소리를 이해하기 위해 추가적인 인지적 자원이 필요해지고, 그 결과 청취 노력의 증가와 함께 우리의 뇌에서 더 많은 에너지를 사용하게 되는 것이죠.

따라서 보청기의 기능적인 측면에서 사용자의 청취 노력은 감소시키고, 말소리의 이해도는 향상시키기 위해 방향성 마이크로폰과 같은 다양한 기술들이 보청기에 탑재되어 있습니다.

방향성 마이크로폰(Directional microphone) 

자동(적응형) 방향성 마이크로폰

방향성 마이크로폰이란 특정 방향의 소리에 대해 높은 민감도를 가진 마이크로, 일반적으로 보청기를 착용했을 때 앞뒤로 위치한 두 개의 마이크가 활성화되어 주변의 소음 수준에 따라 보청기 마이크의 방향성 모드를 자동으로 전환해 주는 기술입니다.

즉, 보청기의 마이크로 유입되는 소음 수준에 따라 모든 방향의 소리를 픽업하는 전방향(Omni) 모드에서 특정 방향의 소리를 픽업하는 방향성(Directional) 모드로 자동 전환해 주는 기능으로 일반적으로 보청기 착용자의 정면에서 들리는 음성은 증폭시키고, 배경 소음은 감소시켜 신호대잡음비를 향상시켜 주는 것입니다.

그리고 이와 같은 방향성 마이크로폰 기능처럼 전방향에서 방향성 모드로의 전환 뿐만 아니라 배경 소음 수준이나 음성의 감지, 화자의 위치나 소음원의 방향 등과 같은 세부적인 음향 환경에 따라 보청기 설정이 조정되는 적응형 방향성 마이크로폰 기능 역시 말소리 이해도를 향상시켜 주는데요. 

즉, 적응형 마이크로폰 기능은 소음이 발생하는 위치를 감지해 마이크로폰의 극성 패턴을 자동으로 변환시켜, 정면의 소리가 아닌 실제로 듣고자 하는 방향의 신호를 원활하게 청취할 수 있도록 도와주는 것입니다.

양이 빔포밍(Binaural beamforming)

양이 빔포밍 기술은 보청기의 양쪽 마이크, 즉 좌우 보청기 마이크로폰의 강력한 결합 방향성 패턴을 활용해, 보청기 사용자의 정면을 향한 매우 좁은 빔을 형성함과 동시에, 정면에서 들리는 말소리에 초점을 맞춰 주는 기능입니다.

간단히 말해 오른쪽 보청기의 마이크로 유입된 소리 신호를 왼쪽 보청기로 전달해 주고, 왼쪽 보청기로 유입된 신호를 오른쪽 보청기로도 전달해 주는 기능으로 일반적으로 방향성 마이크로폰 기능이 탑재된 양이 보청기를 통한 4-Mic 양이 빔포밍 기능을 통해 정면을 향한 좁은 빔 형성과 함께 듣고자 하는 말소리 신호를 효과적으로 청취할 수 있습니다.

원격 무선 마이크로폰(Remote wireless microphone)

FM 시스템

전통적 의미의 FM(Frequency Modulation) 시스템은 무선 전파를 이용한 아날로그 주파수 변조 방식을 이용해 외부 마이크 또는 오디오 소스에서 보청기와 같은 청각 보조기기로 오디오 신호를 직접 전송해 주는 장치로, 특히 화자가 멀리 있을 때에도 보청기 사용자의 청취 능력을 향상시켜 주는 기능입니다.

RM 시스템

RM(Remote Microphone) 시스템, 즉 원격 마이크로폰 시스템은 디지털 무선 전송 방식을 이용해 여러 명이 함께 하는 회의 상황이나 시끄러운 소음 속 청취 환경, 그리고 화자가 멀리 있는 청취 환경 등에서 듣고자 하는 소리 신호를 보청기와 같은 청각 보조기기로 직접 전송해 주는 원격 마이크로폰 솔루션입니다.

 

소음 속 청취 상황이나 화자와의 거리가 먼 경우에도 로저 테크놀로지와 함께면 걱정 없죠! ft. Roger On™

대표적인 원격 마이크로폰 시스템으로는 포낙의 로저(Roger) 마이크로폰 솔루션을 예로 들 수 있는데요. 특히 다양한 로저 마이크로폰 중 로저 온(Roger On)을 사용하면 여러 명이 함께 하는 그룹 대화에서의 테이블 모드, 시끄러운 소음 속 청취 환경에서의 포인팅 모드, 화자가 멀리 있는 청취 환경에서의 목걸이 모드 등을 모두 활용할 수 있습니다.

이러한 원격 마이크로폰 시스템을 사용하면 마이크를 듣고자 하는 신호의 소스에 물리적으로 더 가깝게 위치시킬 수 있기 때문에 오염되지 않은 깨끗한 신호를 전송받을 수 있음에 따라 말소리의 이해도를 향상시키는 데에도 큰 도움이 되는 것입니다.

이득과 압축(Gain and Compression)

앞서 살펴본 마이크로폰과 관련된 보청기 기술들은 다소 하드웨어적인 부분이었다면, 이번에 살펴볼 이득(Gain)과 압축(Compression) 기술은 소프트웨어적인 부분으로 조금은 기초적인 내용이지만, 간과해서는 안 될 기술이기도 한데요.

왜냐하면 바로 이 이득과 압축 기술을 통해 보청기로 유입되는 작은 소리는 작지만 들을 수 있게, 보통 소리는 편안하게, 큰 소리는 크지만 불편하지 않게 조정될 수 있기 때문이죠. 

보청기 입출력 곡선의 예시로, 입력음이 60dB에서 70dB로 10 증가할 때, 출력은 80dB에서 85dB로 5 증가하므로, 입력 대비 출력의 증가율은 10:5, 즉 2:1의 압축비율을 보이는 것입니다! 🧐

첨부한 입출력 곡선과 함께 이득과 압축의 개념에 대해서도 간단히 한번 살펴보면 이득은 입력과 출력의 차이(60dB의 입력음에 대한 출력이 80dB라면 이득은 20dB), 압축은 입력에 비해 출력 음압의 증가량이 더 작게 나타나는 방식으로, 입력 음압에 대한 출력 음압의 증가율을 비율로 계산한 압축비율(CR, Compression Ratio), 압축이 활성화되는 부분인 압축역치(CT, Compression Threshold) 등을 확인할 수 있으며, 압축비율은 큰 소리의 편안함에, 압축역치(CT 1)는 작은 소리의 청취력에 직접적인 영향을 미치는 요소들이라 할 수 있습니다.

이러한 이득과 압축을 통해 모든 소리가 동일한 수준으로 조절되지 않고, 사용자의 청력 환경에 적합하도록 보청기로 유입되는 소리를 그 크기별로 그리고 주파수 대역별로 나누어, 각 구간마다 다른 이득과 압축을 적용하는 것이며 이때 등장하는 개념이 바로 채널(Channel)과 밴드(Band)입니다.

채널/밴드 

보청기로 유입된 소리는 채널과 밴드를 통해 처리되어, 각 주파수 대역별로 사용자의 청력에 적합한 수준의 이득이 적용되는데요.

채널과 밴드는 편의상 종종 같은 의미로 사용되기도 하지만 실제로는 각자가 다른 역할을 가진 개념으로, 채널의 경우 보청기로 유입된 소리를 주파수별로 세분화하여 증폭/압축/제어 등의 신호 처리 방식을 독립적으로 제어할 수 있게 하는 역할을 하고, 밴드의 경우에는 입력된 소리를 주파수 필터별로 분할해 소리의 크기를 조절하는 역할을 합니다.

이는 사용자의 청력 손실을 바탕으로 한 피팅 목표값에 따라 실제로 이득을 조절할 수 있는, 즉 여러분이 청각전문가와 함께 보청기 소리를 조절할 때 피팅 소프트웨어 화면에서 볼 수 있는 주파수 대역인 핸들링 구간과는 별개의 개념이라는 점은 꼭 참고해 둡시다

보청기 채널에 대한 이해를 돕기 위해 제작해 본 사진으로, 좌측부터 순서대로 4/8/16/32채널일 때를 시각적으로 표현해 봤습니다! (이미지 : 삼촌한테 선물받아 신나는 조카2호 👩‍🚀)

일반적으로 보청기 가격을 결정짓는 제1요소는 보청기 유형이나 출력이 아니라 채널의 수에 따른다고 보시면 되는데요. 앞서 살펴본 것처럼 주파수 대역별로 신호 처리 방식을 독립적으로 제어할 수 있는 채널은 그 수가 많아질수록 더욱 정밀한 신호 처리가 가능해지고, 그에 따라 편안한 청취를 도와주는 더욱 많은 기능들이 추가될 수 있는 것입니다.

이처럼 채널의 수가 많아질수록 보청기의 퍼포먼스 레벨 역시 높아지게 되지만, 채널 수의 비교는 어디까지나 동일한 제조사 내에서 이뤄져야지 그 의미가 있는데요. 왜냐하면 각 제조사마다 보청기의 신호 처리에 필요한 이상적인 채널의 수에 대해, 각 제조사만의 고유한 사운드 철학이 반영된 최대 채널의 수를 기준으로 각각의 신호 처리 아키텍처에 맞도록 기술이 개발되기 때문입니다.

물론 무조건 보청기 채널의 수가 많다고 해서 사용자 개개인에게 항상 효과적인 것은 아니며, 가장 중요한 것은 사용자의 청력 손실 특성과 청취 환경 등에 따라 사용자에게 가장 적합한 채널 수의 보청기 선택으로 최적의 효과를 낼 수 있도록, 청각전문가와 함께하는 체계적인 청능재활 절차를 거치는 것이죠.

압축이 활성화되는 부분인 압축역치(CT)를 낮추면, 작은 소리 또는 멀리서 들리는 입력음에 대한 가청력이 확보됩니다! 

WDRC(Wide dynamic range compression)

광역동범위압축이라고도 불리는 WDRC는 청력 손실이 있는 경우 나타나는 현상인 좁은역동범위(Dynamic range)를 개선하기 위해 낮은 압축역치를 사용하는 비선형 증폭 방식입니다. 여기서의 역동범위란 불쾌역치와 청력역치 사이의 범위를 일컫는데요. 특히 감각신경성 난청이 있는 경우, 들을 수 있는 가장 작은 소리인 청력역치는 높고, 불편할 정도로 큰 소리인 불쾌역치는 높은 청력역치와 비례해서 높아지지 않기 때문에 불쾌역치와 청력역치의 차이인 역동범위가 좁아지게 되는 것입니다.

예를 들어 청력 손실이 없는 경우 1-10까지 범위의 넓은 역동범위 내에서 청취가 이뤄진다고 가정하면, 청력 손실이 있는 경우 예를 들어 5-10까지 범위, 즉 좁은 역동범위 안에서의 소리 청취가 이뤄지기 때문에, 자칫 소리가 작으면 아예 안 들릴 정도고, 소리가 크면 너무 시끄러운 현상이 발생할 수도 있는 것이죠.

따라서 낮은 압축역치를 사용하는 비선형 증폭 방식인 광역동범위압축(WDRC) 방식을 통해 효과적으로 청취할 수 있는 소리 범위를 확장해 작은 목소리와 같은 미세한 소리를 들을 수 있도록 음성의 가청력을 확보해 주고, 말소리의 단서를 충분히 전달해 줌에 따라 전반적인 말소리 이해도를 향상시켜 주는 것입니다. 

음질(Sound quality)

보청기 기술 이해를 위한 핵심 가이드 그 두 번째 기술은 보청기의 음질과 관련된 기능들, 즉 사용자의 청력에 적합한 자연스러운 소리를 제공해 주고, 소리에 대한 인지력을 향상시켜주는 등의 음질과 직결되는 다양한 기능들로 구성되어 있습니다.

고품질 사운드

고품질 사운드와 관련된 기술에는 보청기가 매우 높은 소리나 낮은 소리, 또는 매우 큰 소리나 작은 소리를 사용자의 청력 환경에 적합하게 전달해 주는 기능들이 포함되어 있습니다.

음악 프로그램

음악 프로그램은 일반적인 음성이 아닌 음악에 대한 청취력을 향상시키기 위한 프로그램으로 보청기로 유입되는 음악 소리의 스펙트럼 특징을 분석한 후 음악 청취에 최적화된 주파수 반응과 함께 풍성한 음질을 제공해 주는 기능입니다.

음악 프로그램의 경우, 보청기의 청취 환경 분류 시스템을 통해 자동으로 활성화되기도 하지만, 제조사에 따라 음악 청취에 최적화된 프로그램을 수동으로 추가한 후 사용자가 직접 활성화해야 하기도 하는데요. 왜냐하면 음악 청취는 사용자의 의도를 기반으로 행해지기 때문에, 청취 환경에 따라 만약 자동으로 음악 청취에 최적화된 프로그램이 활성화되면 오히려 사용자가 실제 듣고자 하는 소리를 청취하는 데 방해가 될 수도 있는 것이죠.

예를 들어 쇼핑몰이나 헤어샵 등에서 흘러나오는 음악 소리는 사용자가 의도를 가지고 들으려 하진 않지만, 보청기의 청취 환경 분류 시스템을 통해 음악 청취에 최적화된 프로그램이 활성화되면 결국 음악 소리를 더 강조함에 따라 듣고자 하는 대화 상대방의 음성을 청취하는 데 어려움이 발생할 수도 있는 것입니다.

따라서 제조사(특히 많은 측면에서 사용자 의도 기반을 중요시하는 제조사들)에 따라 음악 청취를 위한 최적화된 청취 프로그램은 사용자가 직접 수동으로 변경할 수 있도록 제공되기도 합니다.

확장된 주파수 범위

주파수 범위의 확장은 일반적인 보청기의 성능보다 더 넓은 주파수 범위를 재현할 수 있는 기능으로 저주파 대역이나 고주파 대역 모두에 적용될 수 있습니다. 저주파 대역의 확장은 음악 청취에 있어 더욱 풍성한 음질을 제공해 주고, 고주파 대역의 확장을 통해서는 음성의 인식 및 소리의 위치 파악 능력을 향상시켜 주게 됩니다. 

확장된 역동 범위

여기서의 역동 범위란 최소 음량 레벨과 최대 음량 레벨 간의 차이를 의미하며, 역동 범위의 확장은 작은 소리부터 큰 소리까지 넓은 범위의 입출력 신호를 처리할 수 있는 기술을 의미합니다. 이를 통해 큰 소리의 출력으로 인해 발생할 수 있는 소리의 왜곡을 방지하고, 원음을 그대로 재현하는 데 도움이 되기도 합니다. 

주파수 특성 제어 

주파수 특성 제어 기술은 단순히 소리를 증폭시키는 것이 아니라 주파수 특성의 조절을 통해 사용자의 청력 환경에 적합한 자연스러운 소리를 제공해 줌과 동시에 손실된 공간적 음향 특성을 재현해 줄 수 있는 기술입니다.

공간 음향 단서 보존

해부학적인 특징에 따라 마이크가 귀 바깥쪽에 위치하는 오픈형 보청기의 경우, 마이크가 귀 안쪽에 위치해 외이를 통한 소리 전달이 반영되는 귓속형 보청기에 비해 공간적 음향 단서가 손실되거나 왜곡되기도 하는데요.

따라서 오픈형 또는 귀걸이형 보청기를 위해 개발된 공간 음향 단서 보존 기술은 외이의 공명 현상 및 소리의 방향을 판단하는 데 도움이 되는 외이의 음향적 특성을 보존하기 위한 기능으로, 주파수 제어 기반의 신호 처리 기술을 통해 손실된 공간 음향 특성을 그대로 재현하는 기능입니다.

이 공간 음향 단서 보존 기능을 통해 마이크가 귀 바깥쪽에 위치하는 오픈형 보청기 등을 착용하더라도 외이를 통해 전달되는 사운드 스펙트럼을 유사하게 재현해 공간적 음향 단서의 손실을 최소화할 수 있는 것이죠.

오픈형 보청기를 착용하더라도 외이도에 추가로 배치된 마이크를 통해 공간적 음향 단서의 손실 없이 외이를 통해 전달되는 사운드 스펙트럼을 그래도 반영해 주는 청각 솔루션도 있는데요. 바로 오픈형 보청기의 장점과 귓속형 보청기의 이점을 함께 누릴 수 있는 벨톤 보청기의 M&RIE(Microphone And Receiver-In-Ear)를 통한 청각 솔루션입니다.

리시버 모듈에 마이크가 추가돼 오픈형 보청기의 장점과 귓속형 보청기의 이점을 함께 누릴 수 있게 해 준 M&RIE 

M&RIE는 외이도 내 삽입되는 리시버 모듈에 리시버와 마이크가 모두 탑재되어 있는 GN(벨톤의 모회사)만의 유일한 청각 솔루션으로, 오픈형 보청기에 탑재되어 있는 듀얼 마이크와 함께 외이도 안에 삽입되는 리시버 쪽에도 마이크가 탑재돼 총 3개의 마이크가 유기적으로 작동되는데요.

즉 조용한 청취 환경에서는 외이도 내 M&RIE가 활성화되어 있어 개개인의 외이의 해부학적인 특징이 반영된 공간적 음향 단서에 기반한 자연스러운 소리 신호를 유지하고, 시끄러운 청취 환경에서는 듀얼 마이크가 활성화돼 소음 속 청취력을 향상시켜 주는 것입니다.

스트리밍 오디오 EQ

요즘에는 스마트폰과 보청기를 연결해서 오디오 스트리밍 기능을 이용하시는 분들이 많으신데요. 이때 스트리밍 오디오 EQ 기능은 특정 주파수 대역의 이득을 조정해 오디오 스트리밍 음질을 개선해 줍니다.

예를 들어 오픈 피팅(오픈 돔 사용 등)에서 발생하는 저주파 대역의 소리 누출을 보상해 보다 풍부한 스트리밍 음질을 제공해 주거나, 스트리밍 음원이 말소리인지 음악인지 구분해서 각 음원의 스펙트럼 특징에 적합한 주파수 반응과 함께 보다 선명한 음질을 제공해 주기도 하는 것이죠.

주파수 이동 

주파수 이동

주파수 이동 기술은 사용자의 청력 환경에 따라 특정 주파수의 소리 신호를 들을 수 있는 주파수 대역으로 이동하는 기술로, 즉 사용자가 들을 수 없거나 왜곡된 소리로 받아들일 수 있는 고주파 대역의 소리를 가청 주파수 대역으로 이동시키거나 낮춰 주는 기술입니다.

주파수 압축 기술을 사용하는 보청기의 한 예로, 녹색 곡선은 주파수 압축 기능이 비활성화되었을 때, 빨간색 곡선은 주파수 압축 기능을 활성화했을 때의 주파수 반응을 나타냅니다. 

사용자가 들을 수 없거나 왜곡되어 들릴 수 있는 고주파 대역의 소리가 가청 주파수 대역으로 이동된다는 점은 모든 제조사가 동일하지만, 각 세부적인 기술은 크게 3가지, 가청 주파수 대역 쪽으로 소리를 압축하는 방식, 가청 주파수 대역으로 소리를 재구성하는 방식, 그리고 가청 주파수 대역으로 소리를 전위시키는 방식이 있는데요.

3가지 방법 모두 들을 수 없는 소리를 들을 수 있도록 해 준다는 공통점이 있지만, 중요한 것은 압축/구성/전위 되는 고주파 대역의 소리가 가청 주파수 대역의 원음과 오버랩되어 구분할 수 없을 정도가 되면 주파수 이동 기술을 활성화할 의미가 없겠죠?

따라서 주파수 이동 기술의 활성화 후에는 압축/구성/전위 된 고주파 대역의 음을 탐지/변별/확인 할 수 있는지와 같은 음소 검사가 필수적이라는 점은 꼭 참고합시다.

소리 전달 기술

소리 전달 기술에는 사용자의 청력에 적합하도록 조절된 소리가 최종적으로 사용자의 귀로 전달되도록 해 주는 물리적 부품들인 실리콘 재질의 돔이나 아크릴 재질의 이어몰드 등이 포함되어 있습니다.

음향 커플링(Acoustic coupling)

일반적으로 음향 커플링이란 보청기의 소리 전달과 관련된 하드웨어적인 솔루션들을 통칭하는데요. 따라서 음향 커플링에는 기본적으로 제조사에서 제공하는 실리콘 재질의 기성형 이어피스(돔)나 사용자의 귓본을 바탕으로 제작하는 맞춤형 이어몰드 등이 있으며, 넓게 보면 귀걸이형 보청기에 사용되는 튜브나 몰드 등은 물론 다양한 출력의 리시버까지, 사용자의 청력 환경에 최적화된 소리 전달을 위한 다양한 음향 커플링으로 구성되어 있습니다.

이처럼 다양한 옵션이 있는 커플링 선정이 소리를 전달함에 있어 매우 중요한 이유는 이 커플링 옵션이 편안한 착용감과 같은 물리적(Physical)인 특성과만 연결되어 있는 것이 아니라, 사용자의 청력에 적합한 커플링 옵션을 통해 음질의 만족도를 높여 주는 음향적(Acoustic)인 특성과도 직접적으로 연결되어 있기 때문인데요.

와이덱스 최초! 클라우드 기반 피팅 솔루션 WCC(Widex Compass Cloud)에서 볼 수 있는 다양한 음향 커플링 옵션

따라서 음향 커플링 선정 시에는 사용자의 청력에 적합한 음향적인 특성과 물리적인 특성이 조화를 이루어야 하며, 이는 청각전문가를 통한 음향 옵션의 변경 없이 사용자가 임의로 이어피스 등의 물리적인 옵션을 다른 옵션으로 변경하면 안되는 이유이기도 합니다.

만약 예를 들어 이어피스를 외이도에 삽입하기 어려운 것과 같은 물리적인 불편함으로 인해 사용자가 직접 다른 옵션의 이어피스(예: 오픈 돔에서 파워 돔으로 변경)로 변경하면, 보청기의 음향적인 특성은 오픈 돔을 착용했을 때의 소리를 전달하고 있지만, 실제 물리적으로는 외이도를 더 막는 파워 돔이 착용되어 있기 때문에 음질이 너무 답답해질 수도, 너무 가벼워질 수도 있으므로 커플링 옵션은 항상 음향적인 부분과 물리적인 부분이 일치해야 한다는 점, 꼭 기억합시다.

참고로 이어피스의 경우, 사용자의 외이도에 잘 안착되도록 각 옵션마다 그 사이즈가 다양하게 마련되어 있어 보청기 착용의 어려움이 있다면 이어피스의 옵션 자체를 변경하는 게 아닌 동일 옵션의 사이즈만 변경해도 해결될 수 있으며, 만약 이어피스가 외이도에서 자꾸 빠진다면 리시버 쪽에 지지대(Retention tail)를 부착해 외이도 밖으로 빠지지 않도록 고정해 주는 솔루션을 고려해 볼 수도 있습니다.

여기까지 사용자의 청력 및 외이도 환경에 최적화된 소리를 전달해 주기 위한 음향 커플링에 대해 함께 살펴봤는데요. 넓게 보면 앞서 살펴본 벨톤의 M&RIE 역시, 청취 환경에 따라 외이도 내 위치한 마이크가 활성화돼 공간적 음향 단서에 기반한 자연스러운 소리를 전달해 준다는 점에서 음향 커플링 기능과도 연관 지어 생각할 수 있겠죠?

그리고 음향 커플링과 관련해서 빠질 수 없는 특정 제조사들만의 기능들도 있는데요. 첫 번째는 와이덱스만의 제로딜레이 기술이 탑재된 퓨어사운드 솔루션으로, 퓨어사운드 기능은 사용자의 청력 특성상 오픈 돔과 같이 환기구가 있는 이어피스를 사용할 경우 발생할 수 있는 소리의 왜곡을 방지하기 위해, 보청기를 통해 증폭되는 소리와 환기구로 직접 유입되는 소리의 딜레이를 제로에 가깝게 처리하는 기술입니다.

두 번째는 하나의 리시버에 두 개의 환기구 옵션이 있는 포낙만의 액티브벤트 리시버 솔루션으로, 보다 편안한 청취를 위한 '열린 환기구'냐 아니면 풍성한 스트리밍 음질과 소음 속 청취력을 향상시키기 위한 '닫힌 환기구'냐에 대한 딜레마를 해결해 주는, 즉 청취 환경에 따라 환기구를 자동으로 닫기도 하고, 열기도 해 편안한 청취와 소음 속 퍼포먼스 향상 모두를 가능하게 해 주는 청각 솔루션입니다.

크로스/바이크로스(CROS/BiCROS)

크로스/바이크로스 기능은 편측성 난청, 즉 한쪽 귀에만 청력 손실이 있는 경우를 위해 특별히 설계된 보청기로 크로스/바이크로스 모두, 청력이 나쁜 쪽 귀에 착용한 보청기(증폭X)에서 청력이 좋은 쪽 귀 보청기로 소리를 전달해 준다는 공통점이 있습니다. 이를 통해 청력이 좋은 쪽 귀에서는 청력이 나쁜 귀 쪽에서 전달되는 소리와 함께 머리의 양쪽에서 들어오는 소리 신호를 들을 수 있게 되는 것이죠.

단, 크로스 기능은 청력이 좋은 쪽 귀가 소리의 증폭이 필요할 정도로의 청력 손실이 없어 보청기가 필요하지 않을 때 활용되며, 바이크로스 기능은 청력이 좋은 쪽 귀도 소리의 증폭이 필요할 정도로의 청력 손실이 있어 보청기가 필요할 때 활용됩니다. 따라서 크로스 기능보다는 바이크로스 기능을 더 많이 활용하시는 편이기도 하죠.

편안한 청취(Listening comfort)

편안한 청취와 관련된 기술들에는 소음 감소와 관련된 전반적인 기술부터, 편안한 착용감을 통해 보청기에 잘 적응할 수 있도록 도와주는 기능들까지로 구성되어 있습니다.

소음 감소 

적응형 소음 감소

적응형 소음 감소 기능은 배경 소음은 줄이고 말소리에 대한 이해도를 유지해 주는 기능으로 일반적으로 보청기로 유입되는 소리 신호의 스펙트럼 특징을 실시간으로 분석해 말소리와 소음을 구분하고, 이 정보를 활용해 소음은 감소시키고, 음성 신호는 강조해 줍니다.

피드백 제거

피드백 소리란 보청기 사용자가 잡음이라고도 표현하는 '삐-' 하고 날카롭게 울리는 고주파 대역의 소리로, 일반적으로 어떤 장치의 출력이 입력 장치로 들어가서 다시 증폭된다는 의미의 하울링 현상과 동일한 증상으로 여겨집니다. 즉, 보청기의 리시버를 통해 증폭된 소리가 다시 마이크로 유입되어 재증폭되는 현상을 피드백이라고 표현하는 것이죠.

피드백 소리는 소리의 입력부인 마이크와 출력부인 리시버의 거리가 가까울수록, 보청기의 출력이 클수록 더 자주 발생할 수 있으며, 만약 피드백 소리가 시도 때도 없이 발생한다면 보청기 사용자 입장에서는 큰 성가심으로 여겨질 수밖에 없는데요. 따라서 제조사를 불문하고, 증폭된 소리가 외이도를 통해 새어 나와 다시 마이크로 유입될 때 발생하는 피드백 소리를 방지해 주는 피드백 제거 기능이 모두 탑재되어 있습니다.

각 제조사마다 피드백을 제거하는 세부적인 기술 구현 방식은 차이가 나지만, 일반적으로 정적(상시적) 피드백 제거 기능과 전화기를 귀에 가져다 댈 때나 귀를 가리는 모자를 썼을 때와 같은 상황에서 작동하는 동적(일시적) 피드백 제거 기능이 함께 활성화되는데요.

포낙보청기의 피드백 테스트 화면 🤫

이미 보청기를 착용하고 있는 분들은 한 번쯤 경험해 보셨을 텐데, 청각전문가와 함께 하는 초기 피팅에서 보청기를 착용한 후 방음 부스 안에서 '삐-', '쉬-' 와 같은 소리 재생을 통해 실제 착용 시 발생할 수 있는 피드백을 미연에 방지해 주는 검사가 주로 동적 피드백을 제거하기 위한 기능의 기반으로 활용됩니다.

결론적으로 보청기 착용 시 피드백 소리로 인한 불편함을 최소화하기 위해서는 청각전문가를 통한 음향적인(Acoustic) 피팅과 물리적인(Physical) 피팅이 조화를 이뤄야만, 들어야 하는 소리의 이득 손실 없이 효과적인 피드백 제거가 가능해집니다.

순간 소음 감소

피드백 소리 못지않게, 보청기 첫 착용 시 불편함을 느낄 수 있는 소리가 바로 접시 등을 탁! 놓을 때 발생하는, 즉 물리적인 충격에 의해 순간적으로 발생하는 소리인 순간 소음(Transient noise)입니다.

순간 소음은 짧은 시간에 큰 에너지가 급격히 발생하는 소리 신호로 생각보다 일상생활에서 많이 발생하는데요. 예를 들어, 식탁에 그릇을 놓는 소리, 부엌의 도마 소리, 문 닫히는 소리, 심지어 조용한 공간에서의 키보드 타건 소리까지 순간 소음으로 발생하며 이 순간 소음은 시간적으로는 매우 짧지만, 광범위한 주파수 대역에 에너지가 분포하기 때문에 특히 보청기를 처음 착용하는 경우에는 더욱 성가신 소리로 여겨지곤 합니다.

따라서 보청기의 순간 소음 감소 기술은 순간 소음의 시간적 특성을 감지해, 다른 소리가 아닌 갑작스럽게 발생하는 순간 소음만 감소시켜줌에 따라, 예를 들어 듣고자 하는 음성 신호는 보존하면서도 순간 소음의 발생으로 인한 불편함은 감소시켜 주는 것입니다.

이명 관리

이명 관리 기술은 이명의 인지를 감소시키고, 스트레스나 불안감, 그리고 집중력 저하와 같은 이명으로 인한 부정적 감정을 해소하는 데 도움이 되는 다양한 솔루션들로 구성되어 있습니다.

이명 완화

청력 손실을 동반한 이명의 경우, 보청기를 통해 손실된 청력을 보완해 줌만으로도 이명의 인지가 감소되기도 하는데요.

일단 보청기를 착용하면 일상적인 환경음의 증폭으로 인해 이명을 차폐하는 효과와 함께, 손실된 청력에 적합한 소리 증폭을 통해 청각 관련 신경 시스템을 재조직함으로써 이명 완화에 도움을 줄 수도 있습니다.

또한 보청기 자체에서 화이트 노이즈, 핑크 노이즈와 같은 광대역 잡음이나 파도 소리와 같은 자연음 등의 이명차폐음 재생을 통해 이명을 완화하는 소리 치료 기술도 활용할 수 있으며, 제조사에 따라 이명 완화에 도움이 되는 이명차폐음을 재생할 수 있는 별도의 스마트폰 앱을 제공하기도 하는데요.

벨톤의 이명 완화 앱, Beltone Tinnitus Calmer

이명차폐음 재생을 위한 대표적인 스마트폰 앱으로는 벨톤의 'Beltone Tinnitus Calmer' 앱이 있습니다. Beltone Tinnitus Calmer 앱은 새소리, 장작불 소리, 빗소리 등과 같은 환경음과 짧은 음악 소절, 그리고 화이트 노이즈와 같은 광대역 잡음을 조합해 나만의 사운드스케이프를 생성하고, 최종적으로 개인화된 소리 자극과 이완 운동을 조합하여 우리의 뇌가 이명에 집중하지 못하도록 도와주는데요.

간단한 설문을 통해 이명 관리를 위한 주 단위의 나만의 플랜을 짤 수도 있으며, 사용 기록을 추적하여 어떤 소리가 본인에게 가장 효과적인지 확인할 수도 있고, 소리 자극 이외에도 마음의 안정을 줄 수 있는 보조 자극(심호흡, 시각적 요소 등)을 이용한 이명 완화 솔루션까지 Beltone Tinnitus Calmer 앱에서 활용할 수 있습니다.

그리고 특정 제조사들의 경우, 이명 관리에 특화된 기술 개발을 통해 개개인의 이명 특성이 반영된 맞춤형 이명 완화 솔루션을 제공하기도 하는데요.

첫 번째는 와이덱스만의 젠(Zen)/사운드릴렉스(SoundRelax)를 통한 이명 완화 솔루션으로 일단 젠의 경우, 편안하고 친숙하지만 멜로디 전개를 예측할 수 없고, 이완에 가장 효과적인 음악 요소로 구성된 프랙탈(Fractal) 톤을 사용한 특수 멜로디를 청취함으로써 이명을 완화시켜주는 솔루션으로 이미 많은 임상 연구 결과에서 젠이 이명 완화 및 주의 집중 향상에 효과가 있음을 증명하고 있습니다.

와이덱스만의 이명 완화 솔루션 사운드릴렉스는 프랙탈 톤과 자연음, 그리고 둘의 조합으로 이루어져 있습니다. 

사운드릴렉스의 경우, 젠을 기반으로 '소리를 통한 웰빙'에 중점을 두고 개발된 이명 완화 솔루션으로, 젠에서 사용되는 프랙탈 톤과 변조된 파도 소리와 같은 자연음을 함께 제공하며, 젠이 이명 완화에 초점을 둔 솔루션이었다면, 사운드릴렉스는 이명의 유무에 관계없이 모든 보청기 사용자를 대상으로 이명을 관리하고, 마음을 진정시키며 집중력을 높일 수 있도록 설계된 올인원 솔루션입니다.

이처럼 젠/사운드릴렉스는 이명 완화에 효과적인 음악 소리를 바탕으로 하지만, 사용자의 선호도가 반영된 음원으로 우리 뇌에 이완되고 예측할 수 없는 음향 자극을 제공해 수동적 청취 및 이명의 습관화를 유도함과 동시에 심리적 안정 및 집중력 향상까지 함께 제공해 주는 것입니다.

이명 관리에 특화된 기술 두 번째는 시그니아만의 독자적인 이명 관리 기술, 노치 테라피(Notch therapy)를 통한 이명 완화 솔루션입니다.

노치 테라피는 이명의 흔한 유형 중 하나인 음조(Tonal) 이명, 즉 넓은 주파수 대역의 '쉬-' 소리가 아닌 특정 주파수 대역의 '삐-' 소리와 같은 이명이 있는 경우에 효과적인 이명 완화 기능으로, 여타의 이명 완화 솔루션들이 환경음이나 음악 소리 등을 오롯이 들려주는 방식인 것과 달리, 노치 테라피의 경우 사용자의 이명 주파수에 맞춰 설정된 노치 필터(Notch filter)를 통해 이명 주파수 대역의 소리 에너지를 제거한 소리를 들려주는 방식입니다.

4kHz 노치 테라피 음원의 예시. 흰색 세로선에서 4kHz 대역의 Notch를 확인하실 수 있어요!

예를 들어 음조 이명이 4kHz 부근의 주파수 대역에 집중되어 있다면, 노치 테라피는 4kHz 대역을 제외한 주파수 범위에서 사용자의 청력 손실에 따른 증폭을 제공하도록 설정되며, 이는 과도하게 자극받은 뇌 영역의 활동을 감소시키는 신경 메커니즘인 측면 억제(lateral inhibition)를 활용한 솔루션으로 알려져 있기도 합니다.

즉 시그니아 노치 테라피의 경우, 소리의 증폭을 통해 사용자의 청력 손실을 보상함과 더불어, 강화된 측면 억제를 통해 이명과 관련된 신경 과잉 활동을 억제함으로써 청력 손실을 동반한 음조 이명이 있는 분들에게 효과적인 이명 완화 솔루션을 제공해 주는 것입니다.

편안한 착용감

편안한 착용감과 관련된 기능에는 특히 보청기를 처음 착용했을 때 잘 적응할 수 있도록 도와주는 소프트웨어적인 기능들로 구성되어 있습니다. 편안한 착용감 제공을 통해 단계적으로 보청기를 더 자주, 더 오랜 시간 착용할 수 있고, 결과적으로 보청기 착용에 대한 만족도가 향상될 수 있는 것이죠.

자동 적응 관리

자동 적응 관리 기술은 특히 보청기를 처음 착용하는 경우, 처음부터 너무 큰 소리로 듣지 않고, 보청기를 통해 증폭되는 소리에 서서히 익숙해지도록 도와주는 기능입니다. 청력 손실로 인해 보청기를 처음 착용하는 경우, 예를 들어 사용자가 소리에 적응했을 때의 수준을 100%라고 치면, 7-80% 수준의 소리 크기에서 청취를 시작하는 게 좋은데요.

왜냐하면 보청기를 처음 착용하면 그동안 청력 손실로 인해 안 들리던 소리가 들리기 시작하기도 하고, 처음 1-2개월 동안은 초기 적응 기간으로, 주변에서 발생하는 다양한 소리와 친해지는 과정이기 때문입니다.

보청기의 자동 적응 관리 기능은 이러한 적응 기간을 고려해, 설정된 기간 동안 보청기를 통한 소리의 증폭을 자동으로 그리고 점진적으로 증가시켜, 새로운 소리에 서서히 적응할 수 있도록 도와주는 기능으로, 궁극적으로 사용자 입장에서 소리의 편안함과 함께 꾸준한 보청기 사용을 유지하도록 해 주는 것입니다.

사용자 본인의 음성 처리

보청기를 처음 착용하면 다른 사람의 목소리 뿐만 아니라 사용자 본인의 목소리도 크게 들리는 현상이 발생하기도 하는데요.

보청기 착용 후 본인의 목소리가 울려서 또는 크게 들리는 첫 번째 이유는 본인이 말을 할 때 발생하는 성대의 떨림이 골전도를 통해 외이도로 전달되지만 이어피스나 보청기가 외이도를 막고 있어 외이도 밖으로 나오지 못함에 따라 외이도 내 저주파 에너지가 축적되는 현상인 폐쇄 효과 때문인데요.

이처럼 폐쇄 효과로 인한 본인 목소리의 울림 현상을 해결하기 위해서는 물리적인 솔루션이 필수적이며, 귓속형 보청기의 경우 연골부의 진동으로 인한 영향을 최소화하기 위해 보청기가 외이도 내 골부 쪽으로 깊숙이 삽입되도록 쉘을 재제작하거나 저주파 에너지가 축적되지 않도록 환기구(벤트)의 직경을 넓히는 솔루션을, 오픈형 보청기의 경우 더 개방된 이어피스 옵션으로 변경하거나, 내부가 비어 있는 이어팁으로 교체하는 솔루션 등을 통해 자연스러운 본인 목소리 인식을 유지할 수 있습니다.

보청기 착용 후 본인 목소리가 크게 들리는 두 번째 이유는 사용자 본인의 음성 역시 보청기 마이크에 감지되어 증폭되기 때문인데요.

앞서 살펴본 폐쇄 효과로 인한 본인 목소리 울림 현상은 보청기의 전원을 끈 상태에서도 발생할 수 있지만, 이 경우에는 보청기의 전원이 켜진 상태에서만 발생하는 현상으로, 일반적으로 적응 기간이 지나면 서서히 감소되는 경우가 많습니다. 그러나 초기 적응 기간 동안 증폭된 본인의 음성이 불편한 경우에는 본인 목소리가 증폭되는 주파수 대역의 이득을 줄이는 음향적인 솔루션을 통해 편안한 본인 목소리 인식을 유지하기도 합니다.

시그니아만의 OVP(2.0) 기능은 본인 목소리와 배경 소리를 별도로 처리해, 본인 목소리의 증폭(빨간색 영역)만 OVP 기능을 통해 처리된다는 특징이 있습니다. 

만약 다른 소리의 증폭은 그대로 두고, 본인 음성의 크기만 줄이고 싶다면 시그니아만의 OVP(Own voice processing) 기능, 즉 본인 목소리 처리 기술을 활용하는 방법도 있는데요. 본인의 음성이 어색하거나 크게 울릴 경우, 시그니아만의 독자적 기술인 OVP 기능을 활성화하면 사용자 본인이 말하는 순간에만 이득이 감소해, 본인 목소리 음질에 대한 불편함을 해결할 수 있습니다.

OVP 기능을 활성화하려면 '양이 착용 필수'와 같은 몇 가지 조건들이 필요하긴 하지만 본인 목소리와 주변 소리를 개별적으로 처리해 보청기 착용 시 과하게 울리는 본인의 음성만 억제함에 따라 더욱 자연스러운 청취 경험을 제공해 주는 것입니다.

마치며

여기까지 보청기 기술 핵심 가이드 파트 1, '소리를 이해하는 기술'과 관련된 다양한 보청기 기술들에 대해 음성의 이해, 음질, 그리고 편안한 청취와 관련된 세부 기술들로 나누어 살펴봤는데요. 기본적으로 각 세부 기술들은 보청기 제조사들의 공통적인 기능들로 구성되었고, 각 제조사마다 동일한 기능들을 공유할 순 있지만, 해당 기능의 구현 방식이나 효과성 등은 제조사에 따라 또는 모델 및 등급에 따라 차이가 날 수 있습니다.

그리고 더 많은 기능이 있다고 해서 나에게도 더 나은 결과를 가져다준다고는 볼 수 없는 것처럼 보청기 구입 시에는 보청기 기술에 대해 정통한 청각전문가를 통해 사용자 본인에게 필요한 기술과 적합한 기능에는 어떤 것들이 있는지 충분한 상담을 거치는 것이 필요합니다.

하지만 보청기 상담 시, 보청기의 세부 기능들에 대해 낱낱이 파악하기엔 방대한 정보량으로 인해 청각전문가 입장에서도, 사용자 입장에서도 곤란할 수 있겠죠? 따라서 이번 시간에는 보청기의 세부 기술에 대해 두고두고 참고하실 수 있도록 음향 처리 기술 중심의 보청기 기술 이해를 위한 핵심 가이드 파트 1, '소리를 이해하는 기술'에 대해 준비했으니, 필요시에는 지속적인 참고 자료로 활용하셔도 좋을 것 같습니다.

그리고 추후 사용자 중심의 개인화된 보청기 기술 등을 주제로 보청기 기술 가이드 파트 2 역시 작성할 예정인데요. 다소 이론적인 부분이 포함되었던 파트 1에 비해서는 조금은 더 쉽게 접근하실 수 있는 내용들로 구성할 예정이니 보청기 기술 가이드 파트 2 역시 많은 관심 부탁드립니다! <明>

이진태 전문청능사

Education & Licenses

대구가톨릭대학교 언어청각치료, 경영 전공

발달재활서비스 청능재활 제공인력

한국청능사협회 전문청능사

(사)한국청각언어재활학회 평생회원

국제학술지 'Journal of audiology & otology' 연구논문 참여 (Speech Recognition in Real-Life Background Noise by Young and Middle-Aged Adults with Normal Hearing)

Certificates & Awards

Certificate of Completion of Customizing new possibilities (Phonak)

Certificate of Completion in Beltone Forum 'Beyond next level, Envision'

Certificate in the basics of dementia & preventative neurology (Listen to this)

Certificate in the topic of hearing loss & brain health (Listen to this)

와이덱스(Widex) 보청기 최고 전문가 과정 수석 수료

Certificate of Completion of Signia AX academic seminar

Certificate of Completion of Rexton BiCore academic seminar

Certificate of Completion in Starkey Academy

Certification of Completion in Hearing Aid Seminar

Certificate of Completion in Starkey HA Specialization Process

Certificate of Completion in J-Class Specialist

Certificate of Completion in Starkey Repair Course

한국청각언어재활학회 학회장상 수상

한림국제대학원 청각언어연구소 우수연구개발상