교신저자：박소영, 130-709 서울 동대문구 전농2동 620-56  가톨릭대학교 의과대학 이비인후과학교실
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서     론

   수면무호흡증 환자의 상기도 폐쇄와 허탈은 해부학적 협소, 흡기시 형성되는 상대적 음압, 그리고, 상기도 확장근들의 활동성 저하가 주된 요인이다. 좁아진 기도는 흡기시 더 큰 내강내 음압을 형성하여 상기도 허탈의 경향을 증가시키고,¹⁾²⁾ 수면시 인두 근육들의 긴장도 감소는 기도벽의 탄성도를 증가시켜 상기도 허탈에 기여한다. 또한, 상대적으로 두꺼운 인두 측벽, 비인두지방의 총 부피 증가, 상인두 수축근 활동 감소 등도 제안되고 있다.³⁾⁴⁾
   따라서, 수면무호흡증 환자에서 상기도 폐쇄부위를 찾아내는 것은 수면무호흡증의 병인을 이해하고 치료 성공률을 높이는데 있어서 매우 중요하다.²⁾⁵⁾ 인두의 해부학적 구조를 평가하기 위하여 인두 단면적을 측정하는 방법으로는 측면 두개계측, 전산화 단층촬영, 자기공명영상, 비디오 투시검사, 음향반사 등이 있다.²⁾⁶⁾
   Acoustic pharyngometry는 음향 반사를 이용하여 상기도의 단면적과 용적을 측정할 수 있는 간단하고 비침습적이며 재현율이 높은 검사이다. 음파관에서 생성된 소리신호가 구강에 해부학적으로 꼭 맞는 연결기를 통해 인두강 안으로 전달되면 음파가 저항을 만나 일부 반사될 때 반사되어 나오는 파동의 진폭과 시간적 변화를 입사 파동과 비교하여 컴퓨터에 의해 단면적을 계산한다. 이는 비강 음향통기도검사와 같은 원리이나, 구인두는 구조적으로 더 복잡하고 다양하며 연구개나 혀같이 움직이기 쉬운 구조들을 포함하고 있어 표준화된 검사 프로토콜이 중요하다.⁷⁾
   저자들은 acoustic pharyngometry에 의한 인두단면적 측정이 수면무호흡증을 예측할 수 있는지 알아보기 위하여 수면다원검사 결과와 이를 비교함으로써 진단에 유용한 지표를 알아내고자 하였다.

대상 및 방법

   2003년 2월에서 8월까지 코골기나 수면무호흡을 주소로 가톨릭대학교 의과대학 성바오로병원 이비인후과 외래에 내원한 환자들 중에서 비강 검사상 비중격만곡, 비알러지, 비용종, 만성부비동염 등의 비폐색을 일으킬 수 있는 코질환과 천식, 만성폐쇄성폐질환, 폐결핵, 폐종양 등의 폐질환이 없는 49명의 환자들을 대상으로 하였다. 각각의 환자에서 신체질량계수와 목둘레를 측정하였고, Epworth sleepiness scale 점수, 표준 수면다원검사, acoustic pharyngometry, 그리고, 구강 형태계측(morphometry)을 시행하였다.

수면다원검사(Polysomnography)
   수면다원검사실에서 밤 10시부터 다음날 아침 6시까지 정상 수면을 취하게 하며 수면다원검사를 시행하였다.
   수면단계를 검사하기 위한 뇌파검사(EEG, C1/A3, C2/A4)와 안전도검사(EOG, 2 channel), 턱밑 근전도검사(submental EMG, 1 channel)를 위한 전극들을 표준 방식으로 부착하고, 흉벽과 복벽의 움직임(Respitrace, Ambulatory Monitoring Inc., Ardsley, NY), 비강 기류, 눈금압력변환기로 측정된 압력(Grass volumetric, Grass Instrument, Quincy, MA), 동맥혈 산소포화도(Biox 3700e, Ohmeda, Louisville), 심전도를 기록하였다. 모든 변수는 지속적으로 16 channel 뇌전도검사계(Grass Instrument, Quincy, MA)로 기록하였다.
   무호흡은 최소 10초 이상의 기류 정지로 정의하였고 저호흡은 기류 또는 흉복벽의 움직임이 50% 이상 저하된 상태가 10초 이상 지속되는 것으로 정의하였다. 이러한 결과들이 횡격막의 근전도 활동이나 흉복벽의 움직임과 동반되어 일어날 경우 폐쇄성인 것으로 정의하였고, 횡격막의 근전도 활동이나 흉복벽의 움직임 없이 일어나는 것은 중추성인 것으로 정의하였다.
   산출된 호흡변수는 호흡곤란지수(RDI), 무호흡기간, 무호흡기간중의 최저산소농도였고 자료들은 자동화 다원기록(Compumedics E series, Melbourne, Australia)으로 지속적으로 기록되어 American Academy of Sleep Medicine consensus methods에 의해 점수화 되었다.⁸⁾
   저자들은 중증 수면무호흡증을 호흡곤란지수 31회 이상, 중등도 수면무호흡증을 호흡곤란지수 16~30회, 경도 수면무호흡증을 호흡곤란지수 5~15회, 정상은 호흡곤란지수 5회 미만으로 분류하였다.

Acoustic pharyngometry
   상기도 평가는 스쿠버 다이버 타입의 mouthpiece를 장착한 acoustic pharyngometer(E. Benson Hood Laboratories, Pembroke, MA)를 사용하여 수면 전에 측정하였다.
   환자는 등받이가 곧은 의자에 앉아 한 지점을 응시하면서 편한 자세를 유지하도록 하였다. 경추의 신전 또는 굴전, 어깨 자세, 비수의적인 혀의 위치, 잘못 위치된 wave tube, 환자가 호흡을 자각함으로써 호흡 빈도와 용적의 변화 등에 영향을 미칠 수 있으므로⁹⁾ 검사자는 검사전에 환자의 턱과 흉골상절흔 사이의 거리를 측정하여 모든 자세에 이 거리를 적용함으로써 경추의 신전과 굴전에 의한 변화를 피하였고, mouthpiece를 끼우기 전에 치아를 정렬시켜 mouthpiece의 내측 테두리에 맞추고 씹어서 아래로 당기지 않도록 하며 혀를 수평으로 유지하도록 하였다. 모든 환자는 noseclip을 하지 않은 상태에서 입으로 숨을 쉬며, 소리는 내지 않으면서 '오' 발음을 하도록 하여 구개에 의해 비인두가 막힌 상태가 유지되도록 하였다. 이때 음향이 mouthpiece 밖으로 새어 부정확하게 넓은 면적이 나오는 것을 방지하기 위해 입술이 mouthpiece를 완전히 덮도록 하는 것이 매우 중요하다. 앙와위 상태에서는 목이 굴절되어 상기도가 좁아지는 일이 없도록 베개를 사용하지 않았고, 측와위에서는 머리가 지면과 수평이 되도록 베개를 사용하여 목을 지지해 주었다.¹⁰⁾
   목을 중립위치로 하여 인두기도를 유지시키면서 일회 호흡(tidal breathing) 동안 흡기 초기에 상기도를 열 번 측정하였으며 이러한 일련의 과정을 좌위, 앙와위, 우측와위, 좌측와위에서 반복하였다. Microphone을 보호하기 위하여 타액이 wave tube로 들어가지 않도록 하는 것이 중요하므로 microphone을 바닥에 평행하게 위치시키거나 환자의 머리와 수직이 되도록 할 필요가 있었다.
   음향이 기도를 따라 내려가면서 거리에 대한 단면적의 형적(trace)을 구하고 이를 컴퓨터 모니터에서 재구성하였다. 형적은 입에서 정점, 구인두에서 저점, 인두에서 정점, 후두에서 저점을 가지는 표준곡선을 보였고 각각의 평균 형적으로부터 5개의 상기도 경계 표식이 관찰되었다(Fig. 1). 이들 5개의 표식은 OPJ(oropharyngeal junction area, 구인두경계부면적, cm²), Apmax(maximal pharyngeal area, 최대인두면적, cm²), GL(glottic area, 후두부면적, cm²), Apmean(mean pharyngeal area, OPJ에서 GL까지의 평균인두면적, cm²), Vp(pharyngeal volume, OPJ와 GL 사이 곡선아래 전체 면적으로 나타내어지는 인두부피, cm³)였다.

구강의 형태학적 계측과 Kushida Index
   폐쇄성수면무호흡증이 있는가를 예측하기 위한 다른 방법으로 Kushida가 보고한대로¹¹⁾ 신체질량계수, 목둘레, 구강계측을 이용하여 다음과 같이 Kushida 지수를 산출하였다.
   P+(Mx-Mn)+3×OJ+3×[Max(BMI-25,0)]×(NC÷BMI)
   P(palatal height, mm)는 이완된 상태로 상악절치와 하악절치가 하악관절구와 20도의 각도를 이루는 상태에서 측정한 구개의 높이, 또는 설배부의 정중설구에서 구개의 가장 높은 부위까지의 거리이고, Mx(maxillary intermolar distance, mm)는 상악 제 2 대구치의 치관내측면 사이의 거리를 측정한 상악대구치 사이 거리이며, Mn(mandibular intermolar distance, mm)는 하악 제 2 대구치의 치관내측면 사이의 거리를 측정한 하악대구치 사이 거리이다. OJ(overjet, mm)는 상치돌출, 또는 상악과 하악의 우측 중앙 절치 치관의 평행으로 겹치는 거리를 측정한 것이고, BMI(body mass index, kg/m²)는 신체 질량계수이며, NC(neck circumference, cm)는 갑상윤상막 부위에서 측정한 목둘레이다. 만약 BMI가 25 이하로 비만이 없는 사람은 위 공식에서 BMI-25가 음의 값이 되므로 공식의 후반부가 0이 되어 최종 Kushida 지수값에는 구강계측만이 반영된다.
   구강계측은 날카로운 첨부를 제거한 양각기로 하였으며, 측정할 구강 구조사이에 양각기를 위치시키고 이를 조심스럽게 제거한 후 자로 첨부사이의 거리를 측정하였다. 저자들은 수면무호흡증이 있는지의 여부를 나누는 분기점을 Kushida 지수 70으로 하였다.

데이터 분석
   수면다원검사 결과 수면무호흡증이 있는 군과 없는 군 사이에서 acoustic pharyngometry의 5가지 표식들과 Kushida 지수를 비교하였다. 통계분석은 유의수준 0.05로 T-test를 시행하였다.

결     과

   49명의 대상 환자에서 수면무호흡증이 있는 환자는 31명, 없는 환자는 18명이었고 남자에서 더 많았다. 수면무호흡증이 없는 군의 평균 호흡곤란지수는 2.4±1.48이었고 수면무호흡군에서는 30.57±23.39였다(Table 1). 중증 수면무호흡증이 있는 환자는 12명, 중등도는 5명, 경도는 14명이었다.
   Acoustic pharyngometer로 좌위, 앙와위, 우측와위, 좌측와위에서 OPJ(구인두경계부면적), Apmax(최대인두면적), GL(후두부면적), Apmean(평균인두면적), Vp(인두부피)를 측정한 결과 OPJ는 앙와위, 좌측와위, 우측와위에서 수면무호흡증이 있는 환자군에서 유의하게 좁았다. Apmax와 Vp는 두 군 사이에 차이가 없었으나 Apmean은 앙와위에서 수면무호흡군에서 더 작았으며, GL은 좌위에서 수면무호흡군에서 더 컸다(Table 2).
   수면무호흡증이 있는 군과 없는 군 사이의 가장 뚜렷한 차이는 앙와위 OPJ였는데, 분기점을 1 cm²으로 했을 때 수면무호흡증의 선별에 있어 민감도(OPJ<1인 환자수/OSA가 있는 환자수×100)는 90%, 특이도(OPJ>1인 환자수/OSA가 없는 환자수×100)는 89%였다.
   Kushida 지수는 수면무호흡군과 무호흡이 없는 군 사이에 통계적으로 유의한 차이가 없었다(Table 3).

고     찰

   수면무호흡증은 수면시 반복적인 상기도 폐쇄가 특징인 질환으로써 상기도의 역동반응이 병인의 중요한 요소이다. 상기도의 해부학적 협소가 흡기시 음압을 더 증가시키고 인두 근육들의 활동성 감소에 따른 탄성도 증가가 함께 협소 부위에서 상기도 허탈을 일으키는 요인이 된다. 상기도 단면적은 자세의 영향을 받으며 폐용적에 따라 변하므로 검사의 표준화가 요구되나, 안정된 정상 호흡에서는 호흡주기의 영향을 거의 받지 않는다.¹²⁾¹³⁾ 상기도의 해부학적 평가는 정확한 진단과 적절한 치료방법 선택에 중요한 정보를 제공하나 간단하고 정확하며 반복적인 상기도 검사방법이 부족한 것이 장애물이 되어왔다. Acoustic pharyngometry는 새롭게 개발된 방법은 아니며 Jackson 등이 처음 기술하였고,¹⁴⁾ Fredberg 등이 변형 발전시켜 인체에서 기관 단면적을 측정하는데 사용하였다.¹⁵⁾ 호흡기도를 따라 음향펄스를 보내면 음파가 기도를 따라 내려가다가 단면적의 변화가 있는 부위에서 부분적으로 반사되는데, 이 반사되는 파동의 강도와 입사되는 파동을 비교함으로써 순간적인 변화를 계산하여 구강에서부터 하인두까지 단면적과 부피를 산출하는 것이다.
   많은 연구들을 통하여 acoustic pharyngometry로부터 유도된 측정 방법들의 정확성이 평가되어 왔다. D'Urzo 등은 음향학적으로 측정한 후두면적과 전산화단층촬영을 통해 얻은 후두면적이 일치함을 입증하였고,¹⁶⁾ Marshall 등은 음향학적으로 측정한 인두와 후두부의 단면적이 자기공명영상을 통해서 얻은 그것과 유의한 차이가 없음을 보고하였다.¹⁷⁾
   음향반사 방법은 다른 방법들에 비하여 상기도의 구조와 기능의 객관적 평가에 있어서 몇가지 장점을 제공한다. 굴곡성 인두경검사와 비교해 볼 때 이 방법은 비침습적이고 정량적이며, 전산화단층촬영이나 두개계측 같은 방사선학적 검사보다 저렴하고 방사선조사가 없고 반복성 면에서 용이하다. 또한 이 방법은 상기도의 실시간 표식을 제공할 수 있고 전체 기도를 동시에 빠르게 검사할 수 있다. 반면에 단점은 어느 정도 대상의 협조를 필요로 하며, 비인두는 반영하지 않고, 수면 중에는 실행이 어렵다는 점이다.
   본 연구에서 acoustic pharyngometer로 측정한 평균인두면적과 구인두경계부면적이 수면무호흡군에서 유의하게 감소되어 있었는데, Kamal도 수면무호흡증이 있는 환자군에서 같은 결과를 보고하였다.²⁾ 또한 상기도 단면적은 수면무호흡군에서 더 작은데 비하여 후두부는 오히려 더 크게 나타났는데 이것은 생리학적으로 나타나는 협착 후 확장(post-stenotic dilatation)에 의한 것으로 생각된다.
   Kushida 지수는 외국의 연구에서와는 달리 무호흡이 있는 군과 없는 군 사이에 차이가 없어 수면무호흡증을 예측하는데 유용하지 못함을 알 수 있었다.¹¹⁾ 이는 서양인의 경우 무호흡군에서 비만이 Kushida 지수에 크게 기여하는데 반하여 본 연구에서는 BMI는 같고 구강계측만이 두 군 사이에 약간의 차이를 보였기 때문에 전체값에서는 유의한 차이가 없었던 것으로 생각된다.
   수면다원검사는 수면무호흡증의 선별검사로는 적합하지 않으므로 환자의 첫 방문시 수면무호흡증의 예측과 폐쇄 부위를 평가하는데 acoustic pharyngometry에 의한 인두 단면적 측정이 매우 유용성 있는 검사 방법이 될 것으로 보인다. 단, 이 검사는 수면무호흡증의 유무와 정도를 평가하는 방법은 아니기 때문에 수면다원검사를 대체할 수는 없으나 환자를 수면 센터로 전원할 것인지를 결정하는데 도움이 될 것이다.

결     론

   Acoustic pharyngometry를 이용한 상기도 평가는 수면무호흡증을 예측할 수 있는 민감도와 특이도가 높은 진단적 방법으로서 특히, 구인두경계부면적(OPJ)이 수면무호흡증의 유무를 예측하는데 유용한 지표가 될 수 있을 것이다. 이 방법은 간편하고, 비침습적이며, 반복적인 검사가 용이하므로 수술 후 결과 판정에도 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

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