파킨슨병 환자의 음향학적, 공기역학적 및 청지각적 특성에 기반한 말 하위 유형 탐색 = Exploring Speech Subtypes in Individuals with Parkinson’s Disease based on Acoustic, Aerodynamic, and Perceptual Features

국문 초록 (Abstract)

배경 및 목적: 본 연구는 파킨슨병 환자의 말 특성을 음향학적, 공기역학적 및 청지각적 지표를 바탕으로 군집화하여 하위 유형을 탐색하고, 도출된 군집이 서로 구별되는 말 하위 유형으로 해석될 수 있는지를 확인하고자 하였다. 방법: 연구대상은 파킨슨병 환자 44명이었다. 최종 군집분석에는 음향·공기역학 변수 5개(음도범위, 음성강도, 평균 호기류율, 말속도, 조음속도)와 청지각 변수 4개(전체명료도, 강도, 지각된 말속도, 조음정확도)를 사용하였다. 청지각 평가는 5명의 청자가 시각적 아날로그 척도를 사용하여 실시하였다. 표준화된 z-score를 바탕으로 계층적 군집분석과 K-평균 군집분석을 수행하였다. 군집 간 차이는 일원배치 분산분석으로 검토하였고, 효과크기(η²)를 산출하여 군집 구분에 기여하는 변수의 상대적 중요도를 확인하였다. 또한 청자 지각 빈도와 배경정보 변수의 군집 간 차이도 함께 검토하였다. 결과: 최종적으로 3군집 해가 도출되었으며, 군집 1은 저강도-저속도형(14명), 군집 2는 경도 발화효율저하형(24명), 군집 3은 고속도-조음저하형(6명)으로 명명하였다. 9개 변수 모두에서 군집 간 유의한 차이가 나타났다. 효과크기 분석 결과, 전체명료도, 조음정확도, 강도, 음성강도가 군집을 구분하는 핵심 변수로 확인되었다. 청자 지각 빈도 분석에서는 조음빈도와 혼합형빈도에서군집 간 유의한 차이가 나타났으며, 배경정보 변수 중에서는 성별에서만 유의한 차이가 확인되었다. 논의 및 결론: 파킨슨병 환자의 말특성은 단일한 양상이 아니라 세 가지 구별되는 하위 유형으로 조직될 수 있었다. 최종 군집 구조는 주로 명료도, 조음, 강도 차원을 중심으로 구분되었으며, 이는 파킨슨병 환자의 말 평가와 중재에서 보다 개별화된 접근이 필요함을 시사한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Objectives: This study aimed to explore speech subtypes in individuals with Parkinson’s disease (PD) based on acoustic, aerodynamic, and perceptual features and to identify whether the derived clusters could be interpreted as distinct speech subtypes. Methods: Forty-four individuals with PD participated in this study. Five acoustic/aerodynamic variables (pitch range, sound pressure level, mean airflow rate, speaking rate, and articulation rate) and four perceptual variables (overall speech intelligibility, loudness, speaking rate, and articulation accuracy) were included in the final cluster analysis. Perceptual ratings were obtained from five listeners using visual analog scales. Hierarchical clustering and kmeans clustering were performed based on standardized z-scores. Group differences were examined using one-way ANOVA, and effect sizes (η²) were calculated to determine the relative contribution of each variable. Listener-perceived speech subtype frequencies and background variables were also compared across clusters. Results: A three-cluster solution was identified. The clusters were labeled as Low loudness–slow rate type (LL-SR, n=14), Mild speech inefficiency type (MSI, n=24), and Fast rate–articulatory deficit type (FR-AD, n=6). Significant group differences were found across all nine variables. The variables with the largest effect sizes were overall speech intelligibility, articulation accuracy, loudness, and sound pressure level. Listener-perceived frequency analysis showed significant group differences in articulatory deficit frequency and mixed-group frequency. Among background variables, only sex differed significantly across clusters. Conclusion: Speech characteristics in PD appear to be heterogeneous and can be organized into three distinguishable subtypes. The final cluster structure was primarily differentiated along the dimensions of intelligibility, articulation, and loudness, suggesting the need for more individualized assessment and intervention approaches.