교신저자：이창헌, 602-739 부산광역시 동구 초량3동 31-3  부산 성분도병원 이비인후과
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서     론

   코골이와 수면 무호흡증은 이비인후과 영역에서 흔히 접하는 질환으로 효과적인 치료에 대해 많은 연구와 노력이 있었다. 1990년 이전에는 주로 고식적인 구개성형술(uvulopalatopharyngoplasty；UPPP)이 널리 시행되었으나 1986년 Kamami¹⁾가 레이저 구개성형술(Laser assisted uvulopalatoplasty；LAUP)을 처음으로 소개한 후 최근 이비인후과 영역에서 보편적으로 시행되는 술식이 되었다. LAUP은 구개수와 구인두 부위의 연구개를 일부 절개하고 반흔으로 수축시켜 결과적으로 구인두강의 단면적을 넓힘으로써 기도 저항을 감소시키는 술식이다.²⁾³⁾ 구강과 연구개 부위의 구조물은 발성시 음성의 조음과 공명에 중요한 역할을 하므로 LAUP 후 이 부위의 변화가 필연적으로 동반된다. 따라서 LAUP 후에 발생하는 음성 변화에 대해 많은 사람들이 관심을 가졌고 다양한 연구가 이루어졌다. UPPP와 LAUP 전후의 음성 변화에 대한 기존의 연구를 살펴보면, Nakai 등⁴⁾은 UPPP를 받은 20명의 환자를 대상으로 술후 21일에서 50일에 음성변화를 음성학적으로 분석한 결과 /u/와 /o/의 제 2 음형대가 감소하였다고 보고하였고, Murry 등⁵⁾은 CVC형태의 9가지 모음을 음성분석을 통해 기본 주파수(fundamental frequency)와 모음의 음형대 주파수를 술전과 술후 2주에 비교한 결과 제 2 음형대의 값이 일부 감소하였다고 보고하였으나, Coleman 등⁶⁾은 UPPP받은 32명의 환자에서 술후 음성 분석에서 통계적으로 유의한 변화는 없었다고 보고하였다. 1999년 Littlefield 등⁷⁾은 UPPP에 비하여 LAUP은 음성의 변화가 거의 없었다고 보고하였고, Hagert 등⁸⁾은 LAUP후 일부에서 음성변화를 보였다고 보고하였다. 국내에서는 Son 등⁹⁾이 CSL을 이용하여 LAUP후 1개월에 음성변화를 분석한 결과 일부 모음에 변화가 있었다고 보고하였다. 현재까지 LAUP 또는 UPPP 후 음성변화에 대한 연구는 많이 있었으나 수술후 발생하는 인두강의 변화와 같은 해부학적 변형을 규명한 영상학적 연구와 이와 연관하여 음성분석을 시도하는 보고는 없었다. 이에 저자들은 LAUP후 발생하는 음성변화에 대해 CSL을 이용하여 음성학적으로 분석을 시도하고 구강, 연구개, 인두 부위의 성도를 자기공명영상을 통하여 영상학적으로 분석한 후 이들을 비교하여 어떤 해부학적 변화가 어떠한 음성변화를 초래하였는지를 밝히고자 하였다.

대상 및 방법

대  상
   LAUP을 시행받은 환자 14명을 대상으로 하였다. 환자는 남자 9명, 여자 5명이었고, 연령은 24세에서 60세였다. 대상 모두는 술전에 시행한 수면다원검사상 무호흡지수(apnea index, AI)가 5이상이었고 이학적 검사상 음성에 지장을 줄 만한 어떠한 성도 병변도 없었던 환자를 대상으로 하였다(Table 1).

방  법

수술방법
   수술은 대상 모두 국소 마취 하에 15 W의 CO2 레이저를 사용하여 구개수 양측의 연구개 부위에 1~1.5 cm 길이의 수직 절개를 가하고 구개수 일부를 제거하고 절개면을 흡수 봉합사로 봉합하는 방법을 이용하였으며 개인간의 오차를 줄이기 위해 동일인에게 동일 술식으로 수술받은 환자를 대상으로 하였다.¹⁰⁾

음성학적 분석
   소음이 통제된 공간에서 각 피검자가 수술 하루전과 술후 8주 후에 모음 /아/, /이/, /우/, /어/, /오/, /에/, 비강자음 /하나/, /엄마/, /응가/, /치킨/을 10초 이상 편안하게 발성하도록 하고 그 음성을 11 KHz의 표본속도(sampling rate)로 녹음한 뒤 CSL(Model 4300 B, Kay Elemetrics, USA)을 이용하여 음형대를 분석하였다. 또한 피검자는 자기공명영상 촬영시와 동일하게 누운 자세로 발성하게 하여 측정하였으며 마이크로부터 15 cm 떨어진 거리에서 각각의 발음을 3회 반복하여 발성하게 하고 그 평균값을 피검자의 음형대로 하였으며 통계학적 검증은 paired t-test를 이용하여 처리하였다.

자기공명영상을 이용한 성도 촬영
   피검자중 8주 이상 추적 관찰이 가능하고 이학적 검사상 구개수를 제외하고 음성에 지장을 줄 만한 어떠한 병변도 없었던 환자 3명을 대상으로 하였으며 자기공명영상 촬영은 1.5 T Superconductive system(Siemens, Erlangen, Germany)을 이용하여 midsagittal image를 얻었다. 자기공명영상 촬영은 수술 하루 전과 수술 8주 후에 음성분석과 동일하게 각 피검자가 /아/, /이/, /우/, /어/, /오/, /에/, /엄/, /응/, /킨/을 지속적으로 발성시키면서 촬영하였다.

결     과

음성학적 분석
   LAUP후 모음과 비강자음의 음형대 주파수 변화는 Table 2와 같았다.
   LAUP후 음형대의 주파수가 통계학적으로 유의한 변화를 보인 모음으로는 /우/와 /어/가 있었다. /우/와 /어/는 수술후 제 1 음형대와 제 2 음형대 모두 감소하였으며, 특히 제 2 음형대가 유의한 감소를 보였다(p<0.05). 그 외의 다른 모음에서는 통계적으로 유의한 변화를 보이지 않았다. 비강자음의 음형대 주파수는 모두 감소를 보였으나 통계적으로 유의한 변화는 없었다. 따라서 수술후 비강자음의 비음화는 일어나지 않았다(Table 3, 4).

술전 술후 성도의 자기공명영상의 변화
   본 연구에서 술후에 촬영된 자기공명영상은 술전에 비해 다음과 같은 변화를 보였다.
   첫째 수술후 구개수의 위치가 상승되고 전체적으로 구인두강의 면적이 넓어졌고, 후설모음 /우/와 /어/ 발성시 혀의 위치가 술전보다 상승하고 좀더 인두벽에 가까이 이동하였으며, 후설모음 /우/와 /어/ 발성시 성도의 구, 인두강과 비강의 연결(coupling)은 없었다. 이상의 MR 영상이미지를 도식적으로 표현하면 Figs. 1, 2, 3과 같았다.

고     찰

   음성이 생성되는 원리는 허파로부터 나온 기류가 후두에서 성대의 진동에 의하여 유성음이나 마찰음의 원천이 되는 기류가 되고, 이것이 구강이나 비강을 거치면서 서로 다른 음향적 에너지가 걸러져서 생성된다.¹¹⁾ 따라서 음성을 내는 데에 관여하는 음성기관은 역할에 따라 다음의 4부분으로 나눌 수 있다.¹²⁾ 
   첫째, 발동기관으로서 공기를 움직이게 하는 폐, 후두, 후두구강, 둘째, 발성기관인 소리를 내는 성대, 세째, 조음기관으로서 소리를 고르는 인두, 목젖, 입천장, 혀, 입술 등의 구강계, 네째 공명기관으로서 음성에 대하여 공명작용을 하는 인두, 입술강, 입안, 비강이 있다. 공명체인 성도는 생성된 음원 중에서 일정한 주파수의 에너지를 통과시킨다. 다시 말해 혀의 위치, 턱을 벌리는 정도, 입술 모양 등에 의해 성도 모양이 달라질 때마다 다른 크기가 되어 어떤 주파수에서는 소리 에너지의 전달을 억제하고 다른 주파수에서는 최대의 에너지를 허용한다. 그래서 모음의 경우 허파로부터 성대를 통과하기까지는 동일한 음이지만, 다른 모양의 성도를 지나면서 에너지의 분포가 변해 다른 모음으로 들리게 된다.¹³⁾ 성대에 의한 주기적인 공기진동이 공명계인 성도를 공진 시킴으로써 발생된 음성 파형은 시간에 따라 변하는 주기적인 복합 파형을 가지는데 이 복합 파형은 성대진동에 의한 기본 진동음과 그것의 배음들로 구성되어 있으며 배음들의 진동수는 기본 진동의 정수배로 이루어져 있고 각각의 배음들은 다른 진폭을 가지고 있다. 성도의 공진 특성에 의해 몇 개의 배음들은 강조되며 이런 높은 에너지를 가진 배음들을 음형대(포만트, formant)라고 하고 이 음형대들에 의해, 즉 성도의 공진 특성에 의해 음색이 달라지게 된다.¹⁴⁾ 
   음형대의 특성은 성도의 길이와 단면적의 크기에 의해 좌우된다. 즉 인두강과 구강의 길이, 성도에서의 좁힘점과 정도 등에 영향을 받고 또한 혀와 턱의 움직임에 의한 구강 모양의 변화도 성도의 길이를 변화시킨다. Gould 등¹⁵⁾은 전문적인 음성사용자의 경우 음성의 질에 변화를 줄 수 있는 구인두부위의 수술에 주의를 요함을 강조하였는데, 특히 연구개(soft palate)는 인두구개부(velopharyngeal space)를 막거나 열면서 공기의 흐름을 비강 내로 조절할 수 있으며, 연구개부위에 과도한 조직의 결손이 있으면 비강으로 공기의 결손이 생겨 콧소리(nasal sound)가 발생하고 반면에 연구개부위에 반흔 형성이 많이 생기면 비인강 협착(nasopharyngeal stenosis)이 일어날 수 있다고 하였다.¹⁶⁾ LAUP은 치유과정에서 연구개가 수축하게 되고 구개수의 형태, 길이, 구인두 부위의 면적 등의 변화가 필연적이다.¹⁷⁾ 저자들의 연구에서 LAUP전후의 음성변화를 비교했을 때 /우/와 /어/ 모음의 제 2 음형대가 통계적으로 의미 있게 감소하였음을 관찰할 수 있었다.
   Kent¹¹⁾는 제 1 음형대와 제 2 음형대는 혀의 위치와 밀접한 관계가 있고 그 중 제 1 음형대는 혀의 높이에 강한 영향을 받으며 제 2 음형대는 혀의 전후위치와 밀접한 상관 관계가 있다고 하였다. 즉 혀의 위치가 높을수록 제 1 음형대가 낮아지는 경향이 있으며 혀의 위치가 뒤쪽 인두벽 가까이 위치할 수록 제 2 음형대는 낮아진다고 하였다. 본 연구에서는 LAUP후 후설 모음인 /우/와 /어/의 제 2 음형대가 유의한 감소를 보였는데 이는 술후 치유 과정에서 연구개가 수축하고 새로이 형성된 구개수의 위치가 상승함으로 전체적으로 구인두강의 면적이 증가하였고 이로 인해 후설모음 발성시 혀의 위치가 술전보다 넓어진 구인두강을 좁히기 위해 위쪽, 뒤쪽 인두벽으로 이동하여 제 2 음형대가 감소하였다고 볼 수 있다. 실제로 술후에 촬영한 자기공명영상에서 술전에 비해 구개수의 위치가 상승하고 구인강의 용적이 증가됨을 볼 수 있었고 혀의 위치도 위로 2 mm, 뒤로 1 mm정도의 변화가 있음을 보여주었다.
   Feng 등¹⁸⁾은 비음화는 비강과 구강의 연결에 의해서 입과 코에서 동시에 방출되는 효과를 나타내어 음향학적으로 보면 추가의 공명이 생겨서 주파수역에 추가로 정점이 발생하는 것이라 하였다. 따라서 비음화가 되면 제 1 음형대의 진폭이 감소되고 성도에 지분(상인두, 비강)이 가해지기 때문에 반공명(antiresonance)이 생기게 되며 인두강과 구강의 전달과정에서 추가 음형대가 첨가되어진다. 본 연구의 음성 분석 결과에서 모음과 비강 자음의 비음화는 일어나지 않았다. 이를 자기공명영상을 이용한 영상학적 분석에서 보면 UPPP와는 달리 LAUP은 비교적 연구개의 변화가 적어 혀가 연구개의 변화에 대상적으로 작용할 수 있으며 따라서 술후 혀가 위쪽 후인두벽 가까이 접근하여 구인두강과 비강의 연결(coupling)을 막고 있어 비음도에 거의 영향이 없었다고 할 수 있다.
   결론적으로 LAUP은 몇몇 모음에서 약간의 음형대의 변화를 보이지만 술후 심각한 음성변화를 초래하지는 않는 비교적 안전한 술식임을 알 수 있었으나 성악가와 같은 전문 음성사용자에 있어서 LAUP시술시 술전에 정확한 음성변화의 예측을 설명하고 수술시 신중을 기해야 할 것으로 사료된다.

결     론

   모음에 대한 음성분석에서 /우/와 /어/의 제 2 음형대가 통계적으로 의미있게 감소하였고 비강자음은 유의한 변화를 보이지 않았다. /우/와 /어/의 자기공명영상에서 잘려나간 구개수와 연구개의 수축으로 구인두부위의 면적이 넓어지고 비강과 구강의 연결이 관찰되었다. /우/와 /어/ 발성시 술후 혀의 위치가 위쪽과 뒤쪽 후인두벽 가까이 이동하여 대상적으로 비강과 구강의 연결을 줄이고 있음이 관찰되었고 이는 음성분석의 결과와도 일치하였다.
   결론적으로 LAUP은 술후 /우/와 /어/의 음형대 감소를 보이지만 심각한 음성변화를 초래하지는 않았다.

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