| The Clinical Usefulness of Aerodynamic Test Using the Airway Interruption Method in Patients with Laryngeal Disorders. |
| Young Il Moon, Yun Young Lee, Moon Jung Kim, Jae Yeun Lee |
| Department of Otolaryngology, College of Medicine, Ewha Womans University, Seoul, Korea. entd5135@unitel.co.kr |
| 후두질환 환자에서 기류저지법을 이용한 공기역학적 검사에 관한 연구 |
| 문영일 · 이윤영 · 김문정 · 이재연 |
| 이화여자대학교 의과대학 이비인후과학교실 |
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| 주제어:
공기역학적 검사ㆍ기류저지법ㆍ공기효율ㆍ후두질환. |
| ABSTRACT |
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
The airway interruption method was developed as a combination of the measurement of expiratory pressure, mean air flow, intensity, and frequency. We evaluated the clinical usefulness of the airway interruption method in measuring vocal frequency, vocal intensity, mean air flow rate and expiratory air pressure.
MATERIALS AND METHODS:
We performed phonatory function tests in the patients with vocal nodule (n=380), vocal polyp (n=41), vocal sulcus (n=20), laryngitis (n=72), vocal paralysis (n=10) and glottic cancer, T 1 (n=5). And these results were compared with normal values which were reported previously. In 91 patients with vocal nodule and 5 patients with polyp, phonatory function test was followed up after laryngomicrosurgery and compared with preoperative test.
RESULTS:
In patients with vocal nodule and polyp, mean air flow rate was significantly increased (p<0.05). In polyp, these differences were greater than nodule group. In vocal paralysis, mean air flow rate was significantly increased than other groups. In glottic cancer (T1), expiratory air pressure was significantly increased than other groups. In laryngitis and sulcus vocalis, mean air flow rate was increased in some phonation methods. But their differences were less significant than other groups. After laryngomicrosurgery, mean air flow rate and expiratory air pressure were decreased in both groups.
CONCLUSION:
The aerodynamic test using the airway interruption method is a noninvasive, easy to perform and reliable for evaluation of aerodynamic conditions at the glottis. This research finds that the interruption method is effective both in evaluation of the treatment and in postoperative assessments of the laryngeal disorder patients. |
| Keywords:
Aerodynamic testㆍAirway interruption methodㆍVocal efficiencyㆍLaryngeal disorders |
서론
음성은 성대의 진동에 의하여 발생하며 이때 폐에서 방출되는 호기가 발성의 에너지원이 된다.1) 호기가 기관지와 기관을 거쳐 후두를 통과하는 과정에서, 후두질환이 있을 경우 기류의 부적절한 조절로 인해 와류(turbulence)가 형성되며, 이때 발생하는 소음에 의해 애성이 생성된다. 이러한 애성은 후두질환의 가장 중요한 증상이며 또한 유일한 증상이라 말할 수 있다. 따라서 음성장애의 기전을 설명함에 있어서 성문에서의 공기효율을 알아볼 수 있는 공기역학적 검사가 필수적이다.
기류저지법을 이용하여 공기효율을 측정하는 방법은 성문하압을 직접적으로 측정하는 것은 아니지만, 검사하기가 비교적 용이하고 비침습적이며 신뢰성이 있는 자료를 제공할 수 있는 측정방법으로서,2)3) 이전에 본 저자는 이 검사방법으로 정상 성인에서의 주파수, 강도, 호기류율, 호기압의 정상치를 측정하여 보고한 바 있다.4)
본 연구에서는 각 후두질환에 있어서 기류저지법을 이용한 공기역학적 검사를 이용하여 성문에서의 공기효율을 측정하고 수술 전후에 유의한 공기효율의 변화가 있는지, 이런 검사 방법이 치료의 효과판정과 향후 환자의 예후를 파악하는 데 있어 임상적으로 유용한지 알아보고자 하였다.
재료 및 방법
연구대상
대상 환자는 1994년 1월부터 1997년 4월까지 애성을 주증상으로 이화여자대학교 의과대학 부속 동대문병원 이비인후과에 내원하여 음성기능검사를 실시한 환자 중 성대결절 환자 380명(남자 115명, 여자 265명), 성대폴립 환자 41명(남자 27명, 여자 14명), 후두염 환자 72명(남자 29명, 여자 43명), 성대구 환자 20명(남자 16명, 여자 4명), 성대마비 환자 10명(남자 6명, 여자 4명) 그리고 후두암 환자 5명(남자 5명)으로 총 528명을 대상으로 하였다.
이 중 성대미세수술을 시행받은 환자군으로 술후에 음성기능검사를 추적 검사한 성대결절 환자 91명(남자 36명, 여자 55명) 및 성대폴립 환자 5명(남자 5명)을 따로 분류하여 수술 전후를 비교하였다.
환자는 후두 스트로보스코프-KAY(RLS 9100, USA)-를 통하여 성대의 진동상태 및 성문 폐쇄 상태, 좌우 성대의 대칭성, 성대의 이상 종물의 유무를 관찰하여 임상적 진단을 내렸으며 후두암 환자의 경우는 성대운동에 장애가 없고 성대에 국한되어 있는 병변을 대상으로 하여 생검 전에 음성기능검사를 실시하였고, 수술을 실시한 환자에 있어서 수술 후 병리학적 소견에 따라 진단명을 확정하였다.
음성기능검사
측정 기구
측정기구는 음성기능검사기-Phonatory function analyzer(PS-77, Nagashima, Tokyo, Japan)-에 마우스피스를 끼우고 기류저지용의 회전 셔터를 접속시킨 것으로, 컴퓨터에 연결되어 있어 검사 결과를 컴퓨터 모니터로 확인할 수 있고 기록지로 출력되는 동시에 디스켓으로 보존된다.
측정 원리
발성시에 단시간 셧터를 닫고 기류를 정지시켜 발성시의 호기를 측정하는 원리로, 발성하는 중에 짧은 시간동안 셧터를 닫게 되면 마우스피스내 압력은 급격히 상승하여 폐내압과 같아지게 되며 이 폐내압을 호기압으로 측정하게 된다. 그러나 이 호기압과 성문에서 기류가 흘러나오고 있는 상태의 성문하압과는 동일하지는 않으며 하기도의 기류저항으로 인하여 폐내압보다 성문하압은 하강하게 된다(Fig. 1).5)6) 모형도에서 P EX는 폐내압, P S는 성문하압, P A는 마우스피스내 압력을, R S는 폐로부터 성문까지의 기류저항, R G는 성문에서의 기류저항, U는 호기류율을 각각 나타내며, 호기압과 성문하압의 차이를 P EX-P S＝U·R S의 수식으로 나타낼 수 있다(Fig. 1). 그러나 하기도의 기류저항에 특별히 변화가 없는 정상인에서는 폐포에서부터 성문하까지의 저항은 무시하여도 좋을만큼 작은 양이므로, 기류저지법에 의해 측정되는 호기압은 성문하압을 충분히 반영하고 있다.
호기 유출이 차단되면 음성은 소실되고, 이런 상태에서 주파수와 강도 및 호기류율은 기선상태로 급격히 감소되며 이와 동시에 호기압은 급격히 상승하게 되어 일정기간 수평선을 유지하게 된다. 셧터가 다시 열리면 음성이 회복되면서 주파수, 강도 및 호기류율선은 급격히 원래의 수준으로 돌아가게 되고 이와 반대로 호기압선은 기선으로 떨어지게 된다(Fig. 2).
컴퓨터 모니터에서 보여지는 그래프의 가로축은 시간을, 세로축은 그 시점에서의 측정치를 나타낸다. 또한 주파수와 강도, 호기류율 및 호기압의 4가지 변수관계를 한 그래프 내에 표시하여 마름모꼴의 도형으로써 호기 사용의 효율을 단순한 양상으로 볼 수 있게 하였다(Fig. 2). 중심의 원점으로부터 세로축의 윗쪽은 강도를, 아래쪽은 주파수를 나타내고 가로축의 왼쪽은 호기압을, 오른쪽은 호기류율을 표시하며 마름모에서의 가로축 전체의 길이는 호기압과 호기류율의 합으로서 호기시 사용되는 힘에 해당된다. 따라서 호기 사용의 효율이 높으면 키가 높은 마름모꼴을 나타내고, 효율이 낮으면 키가 낮은 마름모꼴을 형성하게 된다.4)
검사 방법
검사는 방음실에서 실시하였으며 마우스피스를 환자의 입술과 치아 사이에 물게 한 다음, 한 손으로는 코를 쥐게 하고 다른 손으로는 볼 주위를 누르게 하여 발성시 마우스피스를 통하여서만 호기 유출이 되도록 하였다. 입모양을 ‘오’ 모양에 가깝게 한 상태에서 지속적으로 ‘아’ 발성을 시키면서 발성 개시 1∼2초 후에 주파수와 강도, 호기류율을 나타내는 선이 안정된 시점을 모니터를 통하여 확인한 후, 기류저지 셧터를 단시간 눌러 호기 유출을 차단하였다. 호기 유출이 차단된 상태에서는 음성은 들리지 않게 되나 이때도 지속적인 발성 상태를 유지하게 하여야 마우스피스 내 압력이 올라가면서 정확한 호기압 측정이 가능하다.
이러한 방법으로 평상시 보통의 발성상태를 유지하며 편안한 발성 상태에서 2번(easy voice I, II) 되풀이 하여 측정한 다음, 환자가 낼 수 있는 가장 큰 소리를 내게 하여 강한 발성(loud voice)을 측정하였으며 강한 발성과 같은 주파수를 유지하면서 목소리의 강도를 줄여 부드러운 발성(soft voice)을 측정하였고, 또한 같은 강도를 유지하면서 환자가 낼 수 있는 음역에서 가장 높은 주파수와 가장 낮은 주파수로 발성을 하게 하여 각각 높은 발성(high voice)과 낮은 발성(low voice)을 측정하였다. 모니터에 나타나는 마름모꼴의 도형을 통하여 편안한 발성 2회의 그래프의 결과가 서로 일치하는지, 강한 발성과 부드러운 발성에서 주파수가 고정된 상태에서 강도의 변화가 측정되는지, 높은 발성과 낮은 발성에서 강도가 유지된 상태에서 주파수의 변화가 측정되는 지를 관찰한 다음 신뢰할 만한 수치를 얻을 때까지 숙련된 한 사람의 검사자를 통하여 환자에게 설명을 되풀이하여 검사를 실시하였다. 이와 같은 총 여섯가지 발성 상태에서 주파수와 강도, 호기류율 및 호기압을 측정하였다.
검사의 평가
성대결절, 성대폴립, 후두염, 성대구, 성대마비 및 후두암의 여섯 환자군으로 구분한 뒤, 남녀별로 각각 나누어 음성기능검사를 분석하였으며, 이미 보고된 정상수치4)와 비교하여 유의한 차이가 있는지 Wilcoxon rank sum test를 시행하여 5% 유의 수준에서 통계적으로 검증하였다.
또한 이 중 성대미세수술을 시행받았고 수술 후 음성기능검사를 실시한 환자군을 성대결절군과 성대폴립군으로 나누어 성별에 따라 수술 전후의 음성기능검사에 유의한 차이 여부를 검증하기 위하여 Wilcoxon signed rank test를 시행하였고 5% 유의 수준에서 통계적으로 검증하였다. 추적 검사의 시기는 수술 후 회복 정도에 따라 조금씩 차이는 있었으나 특별한 문제가 없는 한 대개 2주 후 검사를 실시하였다.
결과
후두질환군에서 6가지 발성방법에 따른 주파수의 비교
이미 보고된 정상군에서 성인 여자의 평균 주파수는 편안한 발성에서 210Hz로서 성인 남자의 평균 주파수인 117Hz보다 2배정도 주파수가 높았다(Table 1).4) 질환에 따라 차이는 있지만 6가지 후두질환군에서도 남자군에 비해 여자군에서 주파수가 높게 나타났다(Table 2).
남자 환자군에서는 성대결절군과 폴립군, 후두염군, 성대마비군 및 후두암군에서의 주파수는 높은 발성에서 각각 287Hz, 223Hz, 277Hz, 192Hz, 238Hz로서 정상군의 292Hz에 비하여 감소된 수치를 보였고, 특히 성대폴립군과 성대마비군, 후두암군에서는 성대결절군이나 후두염군에 비해 더 큰 차이를 나타내었다(Table 2). 이에 비해 나머지 발성방법에서는 전반적인 주파수는 오히려 증가되어 있었으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 성대구군에서는 편안한 발성 I, II와 큰 발성과 낮은 발성에서 정상군에 비해 통계적으로 유의하게 증가되어 있는 것을 볼 수 있었다(p<0.05).
여자 환자군에서 성대결절군과 후두염군의 주파수는 정상군과 비슷한 결과를 보였으며, 성대구군에서는 통계적인 유의성은 없었으나 전반적으로 증가된 주파수를 관찰할 수 있었다. 성대폴립군에서는 전반적으로 정상군에 비해 감소된 주파수 수치를 보였고 큰 발성과 높은 발성에서는 통계적으로 유의하게 감소되어 있는 것을 볼 수 있었다(p<0.05). 높은 발성에서 성대결절군과 폴립군, 후두염군, 성대마비군에서의 주파수는 각각 410Hz, 336Hz, 414Hz, 304Hz로서 정상군의 463Hz에 비해 감소된 주파수를 보였고 이는 남자군에서와 마찬가지로 성대폴립군과 성대마비군에서 성대결절군이나 후두염군에 비해 더 큰 차이를 나타내었다. 또한 성대구군에서는 높은 발성에서 524Hz로서 다른 군과는 달리 증가되어 있는 것을 볼 수 있었다(Table 2).
후두질환군에서 6가지 발성방법에 따른 강도의 비교
정상군에서의 발성강도는 편안한 발성에서 성인 남자에서는 72dB, 성인 여자에서는 70dB로서 남자군에서 약간 강하게 나타났으나 모든 검사치에서 차이가 별로 없는 것으로 보고되어 있다(Table 1). 이와 마찬가지로 성대결절군, 성대폴립군, 후두염군, 성대구군에서는 남녀 모든 군에서 정상인 수치와 비슷한 값을 나타내었다(Table 3). 성대마비군 및 후두암군에서는 남자군에서 큰 발성과 높은 발성에서 정상 성인 남자 수치인 88dB과 84dB에 비하여 각각 80dB과 78dB로 감소되어 있었으나 통계적인 유의성은 없었다(Table 3). 여자군에서도 성대마비군에서 큰 발성과 높은 발성에서 정상수치인 86dB과 79dB에 비하여 각각 78dB 및 70dB로 감소되어 있는 것을 볼 수 있었으나 통계적인 유의성은 없었다(Table 3).
후두질환군에서 6가지 발성방법에 따른 호기류율의 비교
편안한 발성에서의 정상 성인 남자의 평균치는 171±60ml/sec로서 정상 성인 여자의 평균치인 129±31ml/sec보다 훨씬 높은 호기류율 수치를 나타내고 있다(Table 1). 질환에 따라 차이는 있지만 6가지 서로 다른 후두질환군에서도 남자군에서 더 높은 호기류율을 보였다(Table 4).
남자 환자군에서는 성대결절군, 성대폴립군, 성대구군 및 성대마비군에서 모든 발성방법에서 정상군과 통계적으로 유의하게 호기류율이 증가된 것을 볼 수 있었다(p<0.05). 후두염군에서는 큰 발성과 부드러운 발성, 낮은 발성에서 통계적으로 유의하게 호기류율이 증가했으며(p<0.05), 편안한 발성 I, II와 높은 발성에서는 통계적으로 유의하지는 않았으나 마찬가지로 호기류율이 증가되어 있었다(Table 4). 후두암군에서는 높은 발성을 제외한 나머지 발성법에서는 호기류율이 증가되어 있었으나 통계적인 유의성은 없었다(Table 4).
여자 환자군에서는 성대결절군과 성대폴립군에서는 모든 발성법에서 통계적으로 유의하게 호기류율의 증가를 보였으며(p<0.05), 후두염군에서는 모든 발성법에서 호기류율의 증가를 보였으나 큰 발성과 높은 발성에서만 통계적으로 유의한 변화를 보였다(Table 4). 성대구군에서는 발성법에 따라 조금씩 차이는 있었으나 정상군과 비슷한 수치를 보였으며, 성대마비군에서는 전반적으로 증가된 수치를 보였으나 편안한 발성 II와 큰 발성 및 높은 발성에서만 통계적으로 유의한 증가를 나타내었다(p<0.05).
후두질환군에서 6가지 발성방법에 따른 호기압의 비교
정상 성인 남녀의 호기압을 살펴보면, 강한 발성에서는 남녀 각각 138mmH 2O 및 112mmH 2O, 높은 발성에서는 132mmH 2O 및 103mmH 2O로써 남자에서 여자에 비해 유의하게 높은 호기압을 보였으나 다른 발성법에서는 특별히 남녀 사이에 호기압의 차이는 보이지 않았다(Table 1). 후두질환군에서도 조금씩 차이는 있었으나 이와 유사한 형태로 강한 발성 및 높은 발성을 제외하고는 남녀 사이에 비슷한 수치를 나타내었다(Table 5).
남자 환자군에서 성대결절군, 후두염군 및 성대마비군에서는 정상 수치와 비교해 볼 때 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 5). 성대구군에서는 모든 발성법에서 유의하게 호기압이 증가하였으며, 성대폴립군에서는 편안한 발성 II와 큰 발성, 부드러운 발성에서만 통계적으로 유의하게 호기압이 증가하였다(p<0.05). 후두암군에서는 편안한 발성 I, II와 부드러운 발성, 낮은 발성에서 유의하게 호기압의 증가를 보였다(p<0.05).
여자 환자군에서는 성대결절군, 성대폴립군, 후두염군 및 성대구군에서는 발성법에 따라 조금씩 차이는 있었으나 정상군과 유의한 차이는 보이지 않았다(Table 5). 성대마비군에서는 전반적으로 호기압의 감소를 보였으며 편안한 발성 II와 큰 발성에서는 통계적으로 유의하게 호기압이 감소하였고(p<0.05), 반면에 높은 발성에서는 오히려 통계적으로 유의하게 호기압이 증가하였다(P<0.05).
성대결절환자군에서 수술 전후의 음성기능검사의 비교
남자 환자군에서 수술 전후의 음성기능검사를 비교하여 보면, 강도 및 주파수는 수술 전후에 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 6). 호기류율은 편안한 발성과 높은 발성 및 낮은 발성에서 통계적으로 유의하게 술후에 감소된 소견을 보였으며(p<0.05), 큰 발성과 부드러운 발성에서도 수술 후에 호기류율이 감소되었으나 통계적인 유의성은 없었다(Table 7). 호기압은 편안한 발성 II 및 큰 발성, 낮은 발성에서 통계적으로 유의하게 술후에 감소되었으며(p<0.05), 나머지 발성법에서도 술후에 감소된 수치를 보였으나 통계적인 유의성은 없었다(Table 7).
여자 환자군에서 주파수는 남자 환자군과 마찬가지로 수술 전후에 유의한 차이를 보이지 않았으며, 강도는 큰 발성과 높은 발성 및 낮은 발성에서 수술 후에 유의하게 감소된 소견을 보였다(p<0.01)(Table 6). 호기류율은 여자 환자군에서는 6가지 발성법에서 모두 수술 후에 통계적으로 유의하게 감소된 것을 볼 수 있었다(p<0.01)(Table 7). 또한 호기압도 6가지 발성법에서 모두 수술 후에 통계적으로 유의하게 감소하였다(p<0.01)(Table 7).
성대폴립환자군에서 수술 전후의 음성기능검사의 비교
성대폴립 환자군에서는 주파수, 강도, 호기류율 및 호기압에서 전반적으로 수술 후에 감소된 소견을 보였으나 통계적인 유의성은 보이지 않았다(Table 6, 7).
고찰
후두질환의 진단시 사용될 수 있는 객관적인 후두기능검사법으로는 발성시의 호기를 측정하는 공기역학적 검사를 비롯하여, 성대 진동의 이상여부를 판별하는 진동검사 및 사운드 스펙트로그라프(sound spectrograph)를 이용한 음향검사, 근전도를 이용하여 발성 중에 일어나는 후두근의 운동상태를 검사하는 근신경검사, 훈련된 검사자의 청능을 가지고 환자의 목소리를 들어서 이상을 분류, 검토하는 청각심리검사등을 들 수 있다.1)
이 중 공기역학적 검사를 통해 발성의 에너지원이 되는 호기를 검사하여 성문에서의 공기사용의 효율(vocal efficiency)을 측정하는 것은 음성기능이상을 분석하는 데 있어 필수적이다. Van den Berg 7)는 성문에서의 공기사용의 효율을 발성시의 힘(voice power)과 성문하에서의 힘(subglottic power)의 비로 정의하였다. 즉, 호흡작용을 통하여 폐로 흡입된 공기가 호기시 기관과 기관지의 기류저항을 거치면서 성문하에 도달하여 이 힘이 얼마나 효과적으로 음원생성의 힘으로 바뀌는 지를 나타내는 것이다. 이 성문하의 힘은 평균 성문하압과 평균 호기류율을 곱한 값으로 나타나며 Van den Berg7)는 음압과 성문하압간에는 이차방정식의 관계가 성립한다고 보고하였다. 따라서 음압, 성문하압 및 호기류율을 동시에 검사하여야 공기의 효율을 효과적으로 측정할 수 있다.
평균 호기류율이란 발성이 지속되는 단위 시간내 성문으로부터 밖으로 빠져나가는 기류의 양으로서 공기역학적 검사중 가장 의의가 큰 측정치라고 할 수 있으며 측정기구로는 호흡유량계(pneumotachograph), 열선유량계(hot-wire flow meter) 및 폐활량계(spirometer)등을 들 수 있다.
성문하압은 식도내에 ballon을 삽입하여 간접적으로 식도내압을 측정하거나7-9), 혹은 기관내 천자10) 및 성문을 통하여 소형의 압력변환기를 삽입하는 방법11)을 통하여 직접적으로 측정할 수 있으며, 비교적 간단한 방법이기는 하나 후두질환 환자에 있어서 임상적으로 검사하기에는 너무 침습적인 방법이라는 단점이 있다. 비침습적인 방법으로는 체적기록법(body plethysmography)12)등을 들 수 있다.
여러 저자들이 후두질환시 음성 장애의 기전을 알아보기 위하여 다음과 같은 다양한 종류의 검사법을 사용하여 평균 호기류율과 성문하압을 측정하였다. Tanaka와 Gould13)14)는 체적기록법(body plethysmography)와 호흡유량계(pneumotachograph)를 사용하여 평균 호기류율과 폐내압 및 음압을 동시에 측정하여 정상인과 후두질환 환자에 있어서의 성문에서의 공기효율을 보고하였으며, Woo등15)16)은 후두질환 환자 및 성대미세수술을 시행한 환자의 수술 전후 비교를 위하여 구강에서 유량계를 사용하여 성대효율 및 호기의 진동수를 비침습적으로 측정하였다. 그 외에도 Isshiki등17)18)은 급속하게 변화하는 호기를 열선유량계(constant temperature hot wire pneumometer)를 사용하여 측정하였고, 또한 호흡유량계(pneumotachograph)를 사용하여 호기류율을 측정한 보고에서는 성문하압을 기관내 천자를 하거나 코를 통하여 balloon을 식도로 삽입하여 간접적으로 측정하여, 그 결과로 공기효율을 구하여 보고하였다.
그러나 이러한 방법들은 공기효율을 측정하는 데 필요한 성문하압과 음압 및 호기류율을 동시에 한 기구로 측정할 수 없으며, 특히 성문하압을 측정하는 데 있어서 침습적인 방법들은 임상적으로 사용하는 데는 제한점이 있다. Kakita19)는 후두의 기능을 측정하는 데 임상적으로 유용한 검사의 조건으로 검사가 비침습적이어야 하고, 성대의 기능을 양적으로 측정이 가능하여야 하며 또한 측정원리가 명확해야 한다는 세가지를 제시하였고, 그 외에도 재반복성이 있어야 하며 검사자가 쉽게 검사 가능하여야 하고 또한 신뢰성있는 자료를 제공하여야 한다고 하였다.
기류저지법을 사용한 공기역학적 검사는 비침습적이고 간단한 방법이면서 발성시의 폐내압과 호기류율, 음압 및 주파수를 동시에 측정할 수 있는 장점을 가지고 있다. 폐로부터 나온 호기는 하기도의 기류저항을 거쳐 성문하에 도달하게 되므로 기류저지법에 의해 측정되는 호기압이 성문하압과 완전히 일치하지는 않으나, Bouhuys등20)의 보고에 의하면 정상인에서는 폐포에서부터 성문하까지의 저항은 무시하여도 좋을만큼 작은 양이므로 하기도의 기류저항에 특별한 변화가 없는 한 폐에서 방출되는 호기압으로 성문하압을 대치하여 사용가능하다. 1987년 Sawashima등2)3)이 기류저지법을 사용하여 호기류율과 호기압 및 음압을 측정하여 보고한 바 있으며, 국내에서는 1996년에 Moon4)이 기류저지법을 사용하여 정상 성인 남녀의 검사치를 보고한 바 있다.
Suzuki21)는 낮은 공기효율을 보이는 후두 질환을 공기역학적인 견지에서 반회신경 마비의 경우처럼 성문의 폐쇄부전으로 인해 호기류율이 증가하여 성문에서의 공기효율이 감소되는 경우와 성대의 종물로 인해 호기류율과 호기압이 모두 증가하여 효율이 낮아지는 경우, 진행된 후두암의 경우처럼 성대의 운동이 제한되어 호기압이 증가함으로써 효율이 낮아지는 세가지로 분류하였는데, 본 연구에서도 약간의 차이는 있었으나 이와 상응하는 결과를 얻을 수 있었다.
성대결절군에서는 다른 검사치보다 평균 호기류율이 남녀군 모두에 있어서 유의하게 증가하였고, 성대폴립군에서도 마찬가지로 평균 호기류율의 증가가 특징적으로 나타났으나 그 수치에 있어서는 성대결절군보다 더 큰 폭으로 증가한 것을 볼 수 있었다. 또한 성대폴립군에서는 주파수가, 특히 여자군에서 정상치보다 감소된 소견을 보였고, 호기압도 성대결절군에 비해 더 증가되어 나타났다. 이 결과로 볼 때, 물론 성대결절군에 비하여 성대폴립군의 환자수가 적기는 하지만 성대폴립군에서 공기효율이 더 떨어지는 것을 볼 수 있었다.
이에 반해 후두염군에서는 일부의 발성법에서 평균호기류율이 증가한 것을 볼 수 있었으나 그 증가폭이 다른 질환군에 비해 미약하였으며 다른 변수에서는 정상치와 비슷한 결과를 나타내었고, 성대구군에서는 남자군에서 호기류율과 호기압이 증가된 소견을 볼 수 있었으며 기본 주파수가 높은 소견을 보였다. 또한 일부 크기가 작은 성대결절이나 심하지 않은 성대구, 후두염 환자들에서는 음성장애를 호소함에도 불구하고 정상적인 수치를 나타내었다. 특히 후두염군에서는 전반적으로 공기효율의 감소가 다른 군보다 심하지 않음을 알 수 있었으며, Tanaka와 Gould14)나 Woo등15)의 보고에서도 후두염의 경우는 성대의 염증으로 인한 부종으로 성대의 긴장도가 증가하여 평균 호기류율의 상승을 볼 수 있었으나, 그 정도가 미약하며 정상치와 유사한 수치를 보고하였다.
성대마비군에서는 마비된 성대의 위치에 따라 환자마다 차이는 있었으나 특히 남자군에서 평균 호기류율이 다른 질환군에 비해 과도하게 증가된 소견을 볼 수 있었으며, 큰 발성법에서는 호기압이 증가하면서 폐쇄 부전으로 인한 간극을 통하여 성문으로부터 빠져나가는 기류의 양이 더욱 증가하는 소견을 보였다. 또한 높은 발성시 다른 군에 비해 볼 때 고음까지 잘 올라가지 못하는 현상을 보였다. 후두암군에서는 특징적으로 다른 군에 비해 호기압이 큰 폭으로 증가되어 나타났다.
본 연구에서 수술 전후의 비교 검사 결과에서는 성대결절군에서 유의하게 평균 호기류율와 호기압의 감소 소견을 보여 술후 성문효율이 증가되었음을 알 수 있었다. 그러나 수술 후 상처의 회복이 늦었던 경우나 성대 사이에 간극으로 인해 폐쇄 부전이 생겼던 경우, 성대사이에 유착이 형성되었던 경우등에서는 술후에 오히려 평균 호기류율이 증가되는 것을 볼 수 있었고, 그 밖에 수술 이전의 흡연이나 무리한 발성 습관을 그대로 유지하는 경우에 음성검사로 추적시 다시 이전의 병리상태로 악화되는 경우를 관찰할 수 있었다. 성대폴립군에서도 통계적인 유의성은 없었으나 전반적으로 수술 후에 검사치의 감소를 볼 수 있었다. 또한 공기역학적 검사의 호전은 음성기능의 임상적인 호전과도 일치하였다. 이러한 변화는 성대 진동 기능의 호전과 직접적으로 연관되어 있다고 하였으며21), 또한 후두 스트로보스코프와 공기역학적 검사를 조합시킴으로써 수술 후의 성대의 진동기능의 변화를 관측하는 데 더 많은 도움을 주었다.
이와 같이 기류저지법을 사용한 공기역학적 검사는 비록 모든 후두질환군에서 공기효율이 감소되었다 할지라도 그 정도와 기전에 있어 질환군마다의 차이를 볼 수 있어 후두 질환의 병리에 대해 좀 더 이해가능한 객관적인 자료를 제공하여 주며, 또한 치료를 하는 동안에도 추적검사가 가능하고 수술 후의 결과를 파악하는 데도 도움을 줄 수 있는 장점을 가지고 있어 임상적으로 유용한 검사로 사료된다.
결론
후두질환 환자에서 기류저지법을 이용한 공기역학적 검사를 실시한 결과, 성대결절이나 폴립, 후두염 및 성대마비, 후두종양등의 성대 병리가 있을 경우 정도의 차이는 있으나 평균 호기류율의 증가 및 호기압의 증가로 인해 성문에서의 공기효율이 감소하는 소견을 보였다. 또한 수술전후의 검사를 비교하여 특별한 합병증이 없었던 많은 경우에서 술후 평균 호기류율과 호기압의 감소로 인하여 공기효율이 증가하는 결과를 볼 수 있었다.
이러한 기류저지법을 시용한 공기역학적 검사는 비침습적이며 검사하기가 쉬운 점 등 많은 장점을 가지고 있다. 또한 숙련된 한 사람의 검사자에 의하여 시행할 경우, 같은 환자에서 검사를 반복 시행하여도 검사 수치의 변화폭이 작은 검사로 신뢰성이 있는 자료를 제공할 수 있는 측정 방법이다. 특히 호기류율과 호기압 및 음압을 동시에 측정하여 그 검사결과를 조합시킴으로써 성문에서의 공기효율의 변화를 민감하게 측정할 수 있어, 음성장애 환자에서 치료의 효과판정 및 수술 후의 예후를 파악하는 데 있어 임상적으로 유용하게 사용할 수 있는 검사법이라 사료된다.
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