서     론

   성대마비는 이비인후과의 외래에서 흔히 접하는 질환이고, Adour¹⁾에 의하면 이환율은 안면신경마비의 10배에 달한다고 하였다. 성대마비의 원인을 부위별로 보다 객관적이고 정량적으로 평가하기 위해서 후두근전도검사(laryngeal electromyography, LEMG)와 전기성문파형검사(electroglottography, EGG)가 주로 이용되고 있다.
   LEMG는 후두내근에서 발생하는 전기적 신호를 침전극으로 기록하여 성대마비의 부위를 진단하지만 침습적이고 고도의 기술과 환자의 협조를 필요로 한다. EGG는 발성시 양측 성대사이의 전기저항의 변화를 측정하여 성대운동에 관한 정보를 제공할 뿐만 아니라 소아에서도 특별한 문제 없이 적용할 수 있을 정도로 비침습적이고 간단한 검사방법이지만,²⁾ 현재까지 마비 부위의 진단에 대한 유용성에는 의문이 많았다.
   EGG를 이용하여 성대운동을 기록한 것은 1960년대 초기부터이며 Berke 등³⁾은 개의 성대를 사용하여 상후두신경과 반회신경 및 미주신경을 선택적으로 절단하여 성대마비를 인위적으로 유발하여 각각의 경우에서 특징적인 성문파형을 보고하였다. 그러나 사람에서 LEMG와 비교하여, EGG파형의 변화만으로 미주신경병변의 부위별 진단에 이용한 보고는 없는 실정이다.
   본 연구에서는 성대마비환자들을 대상으로 LEMG를 시행하여 성대마비의 원인부위를 진단한 후 EGG를 통하여 얻어진 결과를 비교하여 EGG의 임상적 유용성을 알아보고자 하였다.

재료 및 방법

대  상
   1998년 1월부터 2000년 5월까지 애성을 주소로 본원 이비인후과를 방문한 환자들 중에서 비디오후두경검사(telelaryngoscopy)로 성대용종 등 타질환이 없고, 일측성 성대마비가 확인된 환자 25명 중 마비된 성대가 중간위(intermediate position)에 고정되어 발성시 양측 성대의 접촉이 전혀 이루어지지 않아 EGG를 측정할 수 없는 환자 10명을 제외하고 LEMG와 EGG를 시행할 수 있었던 15명을 대상으로 하였다.
   남자 9명, 여자 6명으로 연령 분포는 35세에서 74세로 평균 47.7세이었다.
   문진을 통한 병력에서 발병이전의 상기도 감염이 3예, 갑상선 제거수술이 2예, 그리고 마비의 원인이 될만한 병력을 발견하지 못한 특발성(idiopathic)으로 마비가 발생한 경우가 10예였다. 발병시부터 내원까지의 기간은 1개월에서 12개월로 평균 4.3개월이었다(Table 1).

방  법

   문진과 비디오후두경검사(telelaryngoscopy) 및 후두스트로보스코피(laryngeal stroboscopy)를 포함한 이학적 검사 및 흉부 X-선검사를 시행하였다. 모든환자에서 두개기저부에서 경부를 경유하여 상흉곽까지의 컴퓨터 단층촬영, 식도위내시경검사, 갑상선 동위원소검사 등을 시행한 후 LEMG와 EGG를 실시하였다.

LEMG
   LEMG는 근전도기(Dantec Counterpoint MK II, Denmark)를 사용하여 Hirano⁴⁾가 기술한 방법과 동일하게 실시하였다.
   환자를 누운 자세로 하여 베개를 배고 턱을 내미는 자세를 취하여 목을 신전시킨 후 삽입지점의 피하에 0.5 cc의 국소마취제(2% xylocaine)를 주사하였다.
   윤상갑상근(cricothyroid muscle)에 대한 검사에서는 윤상연골 하연에서 정중선으로부터 0.5~1 cm 외측을 삽입점으로 하여 상외측의 갑상 연골의 하결절을 목표로 침전극을 삽입하였다. 침전극이 윤상갑상근 내에 정확히 삽입된 경우에는 고음발성으로 운동단위 활동전위의 발화속도(firing rate)가 증가되고 연하동작으로 전위의 발화가 억제되었다.
   갑상피열근(thyroarytenoid muscle)에 대한 검사는 윤상연골 상연에서 정중선으로부터 0.5 cm 정도 외측을 삽입지점으로 하였다.
   환자에게 숨을 참거나 가볍게 저음 발성을 시키면서 침전극을 상외측 방향으로 찔러 윤상갑상막을 뚫은 후 침전극을 30°에서 45° 정도 상외측 방향으로 2 cm 정도 삽입되도록 하였다. 정확히 삽입된 경우 발성, 숨참기, 연하 등의 동작에서 운동단위의 발화가 증가되었다.
   LEMG에서는 상후두신경(superior laryngeal nerve)이 지배하는 윤상갑상근과 반회신경(recurrent laryngeal nerve)이 지배하는 갑상피열근에 대한 각각의 손상 정도를 운동단위 감소의 정도, 다상성 전위의 유무, 세동전위의 발현빈도 등을 측정하여 미국 근전도학회의 진단기준에 따라 경도(mild)손상, 중등도(moderate)손상, 중증도(severe)손상으로 나누어 기록하였다(Table 2).⁵⁾

EGG
   EGG는 Kay사의 Computerized Speech Lab 4300 B(CSL)의 laryngograph(Kay Elemetrics, London)를 사용하여 방음실에서 두개의 전극판이 부착된 impedance collar를 환자의 갑상연골 부위의 경부피부에 부착시키고 마이크로폰을 입의 전방 10 cm 부위에 위치시킨 후 편안한 목소리로 /에/ 발성을 5초간 지속하도록 하여 Digital Audiotape Recorder(Sony, Model No. DTC-59ESJ)로 녹음하여 전기성문파형을 얻은 후 안정된 발성부위 0.5초 정도를 추출하여 분석하였다. 분석방법은 기록된 EGG를 다목적 계산프로그램인 MatLab 5.0(MathWorks Inc., USA)을 사용하여 저자가 고안한 성문파형 편집프로그램으로 측정한 전기성문 파형을 미분화 전기성문파형(differentiated electroglottogram, dEGG)으로 전환하여 이를 통하여 성대주기에서 성대가 열릴 때 성대의 상순(upper lip)의 접촉이 떨어지는 점을 찾아 이 점을 기준으로 하여 성대주기를 폐쇄기(closed phase)와 개방기(open phase)로 나누었다. 성대주기동안 폐쇄기가 차지하는 비율을 계산하여 성문폐쇄율(Closed Quotient)을 구하였다.
   EGG에서 판정은 발성시 양측성대가 서로 떨어져 성대가 완전히 개구하고 있는 시기인 편평기(plateau)가 정상 발성시처럼 안정(stable)되게 관찰되는 경우, 안정적이지는 못하지만 지속적으로 관찰 가능한 경우(typical), 형태가 나타나지 않거나 지속적으로 관찰되지 않는 경우(absent 혹은 atypical)로 구분하였다.
   dEGG에서 판정은 성대운동의 속도가 0인 구간 즉, 편평기의 형태에 따라 정상처럼 안정적인 경우(stable), 지속적으로 관찰 가능한 경우(typical), 지속적으로 관찰되지 않거나 나타나지 않는 경우(atypical or absent)로 구분하였다.
   성문폐쇄율은 각각의 대상환자에서의 값을 정상 성인에서의 값에 대하여 비모수적 통계방법에 해당하는 Kruskal-Wallis test를 시행하여 통계학적 유의성을 조사하였다.

결     과

   15명의 환자 모두에서 LEMG에서 상후두신경과 반회신경의 손상 소견이 관찰되었고, EGG에서도 각 신경의 기능에 따른 특징적 파형변화가 관찰되었다. 정상대조를 위해 성대마비소견을 포함한 후두질환이 없는 20대의 남자 5명에서 EGG를 시행하였다.

LEMG

   각 환자에서 시행한 LEMG 소견은 Table 3과 같다.
   증례 1, 2, 3, 4, 5, 6의 경우 상후두신경과 반회신경이 동등한 정도로 손상을 입은 경우로 상후두신경이 미주신경에서 분지되는 부위보다 더 근위부의 손상을 의미하는 소견을 나타내었고, 증례 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15의 경우는 반회신경 단독 손상을 나타내었다.

EGG

   성문폐쇄율은 LEMG에서 미주신경 손상의 소견을 보여준 증례 1에서 6의 경우 성문폐쇄율은 0.2에서 0.5까지 평균 0.34±0.10이었으며 정상인과 유의한 차이를 보여 주었다(p＝0.008)(Table 3).
   LEMG상 반회신경의 손상소견을 보인 증례 7에서 15의 경우 EGG로 측정된 성문폐쇄율은 0.28에서 0.78까지 평균 0.46±0.14이었으며 정상인과 유의한 차이를 보여 주었다(p＝0.008)(Table 3).
   정상 및 미주신경손상, 반회신경손상의 EGG 소견은 Fig. 1에서 Fig. 3까지이다. 미주신경손상의 소견을 보여준 증례 1에서 6까지의 경우 모두에서 EGG상 성대의 상연이 서로 떨어져 다소간 성대가 개구되어 있는 시기를 나타내는 편평기(plateau phase)가 정상에 비해서는 불안정하지만 존재(typical)하였다. 증례 1과 5에서 다른 세 증례보다 더 유사한 형태를 나타내었다. 이는 아마도 회복과정중으로 추정된다.
   반회신경만 손상소견을 보인 증례 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15에서는 지속적인 유연한 상승 및 하강의 형태(증례 7, 9, 11, 12, 14)나 성대운동의 불안정성의 증가로 인하여 각 EGG 및 dEGG가 톱니(sawtooth)모양의 형태(증례 8, 10, 13, 15)를 나타내었다. 모든 예에서 편평기는 지속적으로 관찰되지 않거나 나타나지 않았다(atypical or absent)(Table 3).
   미주신경손상의 소견을 보인 증례 1, 2, 3, 4, 5, 6에서 dEGG의 편평기는 EGG와 같이 불안정하지만 지속적으로 관찰되었고(typical) 증례 1은 정상에 가까운 안정적인(stable) 형태를 보였다.
   반회신경 단독손상례중 LEMG상 고도손상을 보인 증례 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15에서는 dEGG상 편평기를 지속적으로 관찰할 수 없었고(absent 혹은 atypical), 증례 9, 11, 12, 14에서는 지속적인 유연한 상승 및 하강의 형태를 증례 7, 8, 10, 13, 15에서는 거치상 패턴(sawtooth)을 나타내었다(Table 3).

고     찰

   성대마비는 후두의 고유기능인 발성, 호흡, 하기도 보호기능에 문제점을 초래하는데⁵⁾ 특히 양측성대마비시에는 심각한 호흡장애를 유발시키고, 편측 성대마비의 경우에는 주로 애성을 유발한다.⁷⁾
   여러 가지 원인에 의해 발생하는 상후두신경, 반회신경 또는 미주신경의 탈신경(denervation)은 임상적으로 성대마비를 유발하게 되지만 정확한 원인을 알 수 없는 경우가 약 10~50%로 보고되고 있다.⁸⁾ 본 연구에서도 대상 환자의 약 53%에서 원인을 밝힐 수 없었다. 성대마비의 원인인 신경손상은 해부학적 특징으로 인해 반회신경이나 미주신경의 침범이 흔한 반면 상후두신경을 단독으로 침범하는 경우는 드물다.⁹⁾
   이러한 성대마비를 진단하기 위하여 고전적으로는 후두경으로 성대를 직접 관찰하거나 환자의 목소리를 들어서 판단하는 방법이 사용되었으나 최근에는 간접후두경검사 이외에 후두내시경검사(laryngeal telescopy), 후두스트로보스코피(laryngeal stroboscopy), LEMG, EGG, 광성문파형검사(photoelectroglottography) 등의 방법이 시행되고 있다.
   LEMG는 1944년 Weddel 등¹⁰⁾에 의해 처음 소개된 이후 검사방법과 해석 및 임상적용에 많은 발전이 거듭하여 왔는데 신경인성 성대마비의 유무, 신경 손상의 대략적인 위치결정, 신경 손상 정도의 평가, 손상의 예후 예측 및 연축성 발성부진 등의 치료를 위한 보툴리눔 독소 주사 부위의 위치 선정 등에 사용되고 있다.¹¹⁾
   사람의 LEMG 소견에 대한 해석은 보고자마다 약간씩 다르지만 급성 탈신경(acute denervation)에서는 1 mV이상의 양성예각파(positive sharp wave)와 세동전위(fibrillation potential)가 관찰될 수 있고 지속시간이 단축되거나 5 ms 이하의 다상성 운동단위 활동전위가 발견될 수 있다. 만성 탈신경화(chronic denervation)에서는 양성예각파나 세동전위가 소실되거나 나타날 수 있으며 운동단위 활동전위의 지속시간과 진폭이 증가하게 된다. 그리고 급성 및 만성 탈신경화 모두에서 동원양상(interference pattern)은 손상 직후부터 감소하기 시작하여 신경재지배(reinnervation)의 정도에 따라 변하게 된다.¹²⁾
   LEMG는 재현 가능한 객관적인 정보를 제공하고 후두신경병증의 병태생리학적 기전과 예후를 평가할 수 있으나¹³⁾ 다만 검사가 가능한 근육의 수가 제한되어 있어 기술적으로 어려움이 있다.
   EGG는 발성시에 후두내전근의 수축으로 성대가 내전된후 성문하 호기압이 점차 증가하면서 성대의 긴장도보다 커지면 성대를 열고 이때 Bernouilli 효과에 의해 성대 사이에 생기는 음압으로 성대가 닫히는 점에 착안하여¹⁴⁾ 경부에 전류를 주었을 때 성문의 개폐과정으로 인하여 생기는 전기저항의 변화나 통과되는 빛의 변화량을 측정하여 성대의 진동을 파형으로 나타낸 것이다. 이 검사법은 1959년 Fabre에 의해 처음 소개된 후 1971년에 Fourcin과 Abberton¹⁵⁾에 의해 laryngograph란 이름으로 발전되었다. 이 방법은 비록 단순히 성대운동에 관한 정보만을 제공하고 임상적용에는 많은 한계를 가지고 있지만 방법이 비침습적이고 매우 간단하다.
   Gerratt 등¹⁶⁾은 후두신경마비에 EGG를 실시하여 각 경우에서 다른 파형을 발견했지만 이를 후두진동에서 일어나는 특이한 병리를 바로 연관시킬 수 없었다. 이것은 EGG와 관련 있는 병리생리기전을 해석하는 데에 있어서의 어려움 때문이었다.
   정상발성에서의 EGG 소견은 성대가 완전히 닫혀 있는 상태에서 발성시 성문하 호기압에 의해 성대의 하연이 열리기 시작하면서 양측성대 사이의 저항값의 증가로 파형곡선은 급격한 상승곡선을 이루고 성대의 상연이 서로 떨어지면서 양측 성대는 완전히 분리되어 성대간 저항 값이 최고로 유지되는 편평기에 도달하게 된다. 편평기가 잠시 지속된 후 다시 성대의 하연에서부터 양측성대가 접촉을 하면서 저항값은 급격히 떨어져 파형은 급격한 하강곡선의 형태를 가지게 된다. dEGG에서는 성대의 상연이 떨어지면서 성대접촉의 속도가 최대로 도달하는 최고점과 성대하연이 서로 접촉을 하는 최저점 사이에 성대가 운동을 하지 않고 멈추어 있는 부위, 즉 속도가 0인 구간이 존재하여 편평한 파형을 이루게 된다(Fig. 4).
   Berke 등³⁾과 Trapp과 Berke¹⁷⁾는 개의 성대를 대상으로 시행한 실험에서 상후두신경, 반회신경, 미주신경을 선택적으로 절단하여 인위적으로 성대마비를 유발시킨 후 EGG와 광성문파형검사를 시행하여 각각의 신경 손상 부위에 따라 특징적으로 변하는 광성문파형, EGG, dEGG 를 검출하였다. 이 실험에서는 반회신경이 절단된 실험군에서는 정상군(Fig. 5A)에 비하여 성대가 하나의 덩어리로 운동하면서 조기에 개구되는 양상을(Fig. 5B), 상후두신경이 절단된 실험군에서는 EGG와 dEGG에서 편평기(plateau phase)가 소실되는 양상을(Fig. 5C), 그리고 미주신경이 절단된 실험군에서는 상후두신경마비와 반회신경마비의 복합된 파형을(Fig. 5D) 보고하여 이들 검사법의 성대마비 부위별 진단의 임상적용 가능성을 제시하였다. 그러나 EGG를 통한 성대마비 부위진단은 아직까지는 임상적으로 초보적인 단계이고 주로 광성문파형검사나 후두 스트로보스코피의 방법과 연계하여^3)17)18) EGG로 측정이 가능한 지수, 즉 성문폐쇄율(Closed Quotient：CQ), 성문개방율(Open Quotient：OQ), 성문접촉속도율(Speed Quotient：SQ), 성문교대율(Shift Quotient：ShQ) 등의 값을 비교 분석함으로써 가능하다.
   정상적인 성대의 발성시 운동은 Hirano⁴⁾가 주장한 바와 같이 두 개의 경도가 다른 진동체로서 기능을 하지만 이를 조절하는 신경의 변성은 성대운동에 관계되는 후두내근과 진동하는 성대의 부피, 긴장도, 성대의 기본진동수의 변화를 가져온다.¹⁹⁾²⁰⁾ 정상성대는 액상의 파형 같은 미세한 운동을 나타내는데 이것은 성대마비시 나타나는 탈신경화로 인한 성대근(thyroarytenoid muscle)의 위축(atrophy)과 이완(flacid)은 성대의 점막층과 근육층의 경도(consistency) 차이로 생기는 정상적인 진동 파형(2 mass model)의 소실을 가져오게 된다.³⁾ 이때 성대내의 공기 덩어리는 마비된 성대의 긴장도 부족으로 인하여 조기에 방출되어 성대하부로부터의 정상적인 압력형성을 상실하게 된다. 공기덩어리의 조기방출은 성대의 조기개구를 유발시키고 이로 인하여 비교적 성대가 적게 접촉하고 있는 동안에 성대를 통한 공기의 최대량이 통과하게 된다. 이는 성대주기동안 양측성대가 접촉하고 있는 시간 즉, 성문폐쇄율의 감소를 가져오게 된다.
   본 연구에서도 미주신경손상과 반회신경손상을 보인 환자군 모두에서 성문폐쇄율은 정상군에 비해 통계학적으로 유의한 감소 소견을 보였다. 상후두신경이 단독으로 손상을 입거나 반회신경에 비해 더 심한 손상의 정도를 보여주는 경우는 없었는데 이것은 아마도 해부학적인 위치에 기인한 것으로 추정된다.⁹⁾ 본 연구의 경우 반회신경 단독 마비 9예중 증례 7, 8, 10, 13, 15의 경우 EGG과 dEGG에서는 추가적인 근육의 이완으로 인하여 전기적 변화의 불안정성이 증가되고 파형이 거치상 패턴처럼 거친 형태를 보여주고 편평기를 찾아보기 힘들었다. 증례 9, 11, 12, 14의 경우는 EGG가 비교적 유연한 곡선을 이루고 있는데 이는 탈신경화의 이차적인 변화로인한 성대근육의 이완성 증가로, 정상 EGG에서 성대의 점막과 성문근의 경도차이로 인하여 정상인에서 나타나는 파형의 불연속성(discontinuity)의 소실이 더 우세하게 나타나는 것으로 추정되었다.
   반회신경과 상후두신경이 동일하게 손상을 받은 미주신경마비의 경우 EGG에서 비교적 편평기가 유지되고 dEGG상 성대의 접촉속도가 0인, 즉 성대가 완전히 열린 채 멈춰있는 시기(plateau phase)도 관찰할 수 있었는데 이것은 상윤상후두신경의 손상이 성대외전에 길항적 기능이 있는 윤상갑상근의 기능저하를 야기시켜 오히려 성대주기동안 성대가 외전상태로 머물러 있는 시간을 다소간 증가시켜 주기 때문이 아닌가 생각되었다. 하지만 편평기가 존재하여도 이를 유지시키는 근력의 약화로 인하여 신경손상이 가장 경미한 증례 5를 제외하고는 형태가 편평한 형태가 아닌 불안정한 곡선의 형태를 취하는 것이 대부분이었다. 증례 1의 경우 LEMG상 고도의 미주신경손상의 형태를 보였지만, 다상성전위 등이 나타났으며 이는 신경의 재생에 의한 것으로 추정되었다.
   비록 EGG가 LEMG에 비해 일부 환자에서는 파형이 측정되지 않고 발성시 음의 주파수나 강도에 따라 파형이 변화하고, 경부피하조직이 두꺼운 사람이나 성대내 점액이 묻어있는 경우, 발성중 가성대가 접촉하는 경우에는 그 해석이 판이하게 달라질 수도 있는 문제점을 가지고 있지만,²¹⁾ 이 검사는 비침습적이고 간편할 뿐만 아니라 환자의 협조를 거의 필요로 하지 않아 소아 성대마비 예에서도 사용될 수 있다는 점 등을 감안하면 성대마비의 부위별 진단에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

요     약

   1998년 1월부터 2000년 5월까지 본원 외래로 방문한 성대마비환자들 중에서 15명을 대상으로 EGG와 LEMG를 시행하여 병변 부위를 추정한 후 결과를 서로 비교함으로써 그 유용성을 평가하였다.
   LEMG 소견상 6명은 미주신경손상의 증례였고, 9명은 반회신경 손상소견의 증례이었다.
   반회신경손상 소견을 보인 9예에서의 EGG파형은 두 성대간의 임피던스가 최고치에 도달하는 편평부의 소실과 탈신경화의 이차적인 현상인 성대근의 이완성이 증가하여 성대가 하나의 덩어리로 움직이는 유연한 형태의 파형을 나타내거나 마비가 심한 경우에는 성대운동의 불안정으로 인하여 파형이 거치상 패턴을 나타내었다.
   미주신경손상에서는 손상된 상후두신경의 기능저하로 인하여 오히려 EGG 및 dEGG에서 편평기는 관찰되었으나 대부분 불안정한 형태를 취하였다.
   결론적으로 EGG의 소견은 LEMG 소견에서의 성대마비의 손상정도와 연관성이 있었고 성대운동 양상을 비침습적으로 간편하게 평가할 수 있는 검사방법으로 기존의 검사방법들과 함께 성대마비의 부위별 진단에 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

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