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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1998;41(7): 925-928. |
| Acoustic Analysis of Benign Vocal Cord Lesions: Before and after Microlaryngeal Surgery. |
| Soon Yuhl Nam, Jeong Hyeog Park, Hyung Gyung Jeon, Sang Yoon Kim |
| Department of Otolaryngology, University of Ulsan College of Medicine, Seoul, Korea. synam@www.amc.seoul.kr |
| 후두 미세 수술 전후 성대 양성 병변 환자의 음성 분석 |
| 남순열 · 박정혁 · 전형경 · 김상윤 |
| 울산대학교 의과대학 서울중앙병원 이비인후과교실 |
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| 주제어:
음성 분석ㆍ성대 양성 병변ㆍ후두 미세 수술. |
| ABSTRACT |
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Benign vocal cord lesions that are not responsive to medical and/or speech therapy are often treated by microlaryngeal surgery. The purpose of this study is to measure selected acoustic parameters to document quantitative changes in vocal quality before and after microlaryngeal surgery and to analyze differences of prognosis for various benign vocal cord lesions, such as vocal cord polyp, vocal cord nodule, and Reinke's edema.
MATERIALS AND METHODS:
The authors used a computerized acoustic analysis program (CSL-MDVP) to measure mean fundamental frequency (Fo), jitter, shimmer, and noise to harmonics ratio (NHR) from voice samples of selected patients who had benign vocal cord lesions before and after at least 10 weeks of surgery.
RESULTS:
The values of Fo and NHR showed no significant difference in all three groups. There was significant improvement in nodule regarding jitter. Also, there was significant improvement in the vocal cord polyp regarding jitter and shimmer.
CONCLUSION:
Jitter and shimmer will be effective acoustic parameters in documenting the quantitative changes in vocal quality before and after microlaryngeal surgery. |
| Keywords:
Acoustic analysisㆍBenign vocal cord lesionsㆍMicrolaryngeal surgery |
서론
후두 양성 병변으로 일컬어지는 성대 용종, 성대 결절, 라인케씨 부종 등은 음성기능을 떨어뜨리는 성대의 병변으로 이비인후과 영역에서 비교적 흔하게 볼 수 있으며, 음성 치료 및 후두 미세 수술 등을 통해 음성기능의 호전을 기대할 수 있어 임상의들이 관심을 갖는 질환들이다. 그러나 과거에는 이 질환에 대한 수술 전후 음성기능의 평가가 환자의 주관적인 증상 호전 유무나 청각 인식검사 등에 의해 이루어져왔기 때문에 검사자간 판정의 일치가 잘 안된다는 단점이 있었다. 하지만 최근에는 컴퓨터를 이용한 음성 분석이 시행됨으로써 음성에 대한 객관적인 평가가 쉽고 정확하게 이루어지고 있다.1) 그 결과 음성학적 측면의 많은 발전이 있었으며, 이를 이용한 술후 음성기능 회복에 대한 객관적 자료를 얻는 노력이 시도되고 있다. 이에 저자들은 후두 양성 병변의 수술 전후 음성평가를 여러 음향 변수를 통해 시행해 봄으로써 수술 후 음성 호전의 예측 지표를 찾아보고자 하였다.
대상 및 방법
환자군
1996년 9월부터 1996년 12월 사이에 음성장애를 주소로 서울중앙병원 이비인후과를 방문하여 성대 용종, 성대 결절, 라인케씨 부종으로 진단된 환자들 중 후두 미세 수술을 시행 받은 27명의 환자를 대상으로 하였으며, 성대 용종 환자는 16명(29∼61세, 평균 44세), 성대 결절 환자는 6명(28∼57세, 평균 41세), 라인케씨 부종은 5명(37∼71세, 평균 52세)이었다. 이들 모두에게 수술 전 음성 분석을 시행하였으며 수술 후 최소 10주 이후에 음성 분석을 다시 시행하였다. 수술적 방법은 환자 대부분에게 성대 점막을 보존하는 microflap technique을 이용하였으며 술 후 최소 2주간 voice rest를 시행하였다.
음성 발성
피검자들은 마이크에서 10 cm 떨어진 거리에서 가장 편안한 높이와 크기의 목소리로 2∼3초간 ‘/a/’ 발성을 3회 반복하였다.
기본 주파수, jitter, shimmer, NHR의 분석
발성된 음성은 25 kHz의 sampling rate로 채취하였고 3회 측정한 음성 표본 중에서 가장 안정된 것을 골라 jitter가 가장 낮은 수치를 보이는 연속된 500 msec 구간을 분석하였다.2) 음성 분석은 CSL 4300B(KAY elemetrics Corp.)의 MDVP(multidimensional voice program)를 이용하였으며 음향 변수로는 Fo, jitter, shimmer, NHR을 선택하였다. 여기서 기본 주파수(Fo, fundamental frequency)는 분석 구간내의 성문 주기수를 시간으로 나눈 값으로 구하였다. 성대 진동의 주기마다 시간의 불규칙한 정도를 의미하는 jitter는 Davis3)가 제안한 방식에 의해 jitter의 상대값인 RAP(relative average perturbation of pitch period)를 구하여 산출하였으며, 성대 진동의 주기마다 강도의 불규칙성을 나타내는 shimmer는 jitter와 같은 공식을 응용하였으나 단위를 dB로 구하였다. NHR(Noise/harmonic ratio)은 harmonic component에 대한 noise component의 음향 에너지 비율로서 Yumoto4)가 제안한 방식을 따라 구하였다.
통계 분석
수술 전후 각 음향 변수의 차이는 Macintosh 6100/60 기종을 사용하여 wilcoxon signed-ranks test를 통하여 자동 분석하였으며, p-value가 0.05 이하인 경우 통계적인 의미가 있는 것으로 판단하였다.
결과
기본 주파수(Hz)(Table 1)
대부분의 환자군에서 약간의 증가를 보였으나 통계적으로 유의한 변화는 없었다(p>0.05).
Jitter(%)(Table 2)
성대 용종 환자군에서는 술 전 2.0±1.2에서 술 후 1.2±0.7로 의미있는 감소 소견을 보였다(p<0.05). 성대 결절, 라인케씨 부종 환자군에서는 전체적인 감소 소견이 있었지만 통계적인 의미는 없었다.
Shimmer(%)(Table 3)
성대 용종 환자군에서는 술전 4.8±3.3에서 술 후 2.6±1.0으로 의미있는 감소 소견을 보였으며, 성대 결절 환자군에서도 술전 3.9±1.2에서 술후 2.3±1.0으로 의미있는 감소 소견을 보였다(p<0.05). 라인케씨 부종 환자에서는 술전 4.3±1.4에서 술후 3.8±1.2로 감소하였으나 통계적 의미는 없었다.
NHR(noise-to-harmonic ratio)(Table 4)
모든 환자군에서 약간의 감소가 관찰되었으나 통계적으로 유의한 변화는 없었다(p>0.05).
고찰
성대 양성 병변의 수술적 치료는 음성 기능 회복이 중요한 목표라고 할 수 있다. 술자들 뿐만이 아니라 수술을 시행받은 환자들도 음성의 회복에 관심을 많이 갖게됨으로 이에 대한 객관적인 평가 및 분석이 절실히 요구된다. 근래 음성 분석에 컴퓨터를 도입함으로써 객관적인 분석이 가능하게 되었고, 이를 통한 연구도 많아지고 있다. 이러한 컴퓨터를 이용한 음성 분석은 비침습적인 방법이며, 결과를 수량적으로 나타내주어 쉽게 결과를 얻을 수 있는 장점이 있다.1)
성대 용종과 성대 결절은 가장 흔한 성대의 양성 병변으로 용종의 경우 중년에 흔하고, 결절의 경우 소년과 중년 여성에 흔하며, 과다한 발성에 기인하는 성대 외상에 의해 형성된다고 알려져 있다.14) 라인케씨 부종은 막양성대가 산재성으로 부어있는 것을 말하며, 조직학적으로는 성대의 라인케씨 공간(Reinke’s space)의 전반적인 부종을 의미한다. 병인으로는 활동적인 사람의 지속적인 흡연, 과다한 발성과 관련이 있으며 중년 여성에 많고 최근에는 위식도 역류로 인한 인후두 위산역류(Laryngopharyngeal reflux)와도 밀접한 관련이 있는 것으로 보고되고 있다.5) 성대 용종의 경우 수술적 방법이 주된 치료로 알려져 있으나, 성대 결절의 경우 발성시 성대의 긴장을 감소시키기 위한 음성 치료에 효과가 없는 경우에 수술을 시도해야 한다고 제안되고 있다.6) Jin 등7)은 성대 용종과 성대 결절에 대한 후두 미세 수술 전후 성문 효율을 측정한 연구에서 성대 용종은 의미 있게 호전되었으나 성대 결절의 경우 변화가 없었다는 결과를 보고하였으며, 보존적인 치료에 실패하는 경우에 한해 성대 결절에 대한 수술적 치료를 고려해야 한다고 제안하였다.
Wolfe 등8)은 음성 장애의 정도를 나타내는 음향 변수로 Fo, jitter, shimmer, NHR을 선택하였고, Fex 등9)은 기능성 애성 환자를 대상으로 음성 치료후 Fo, jitter, shimmer 등의 개선을 보고하였다. Jitter와 shimmer는 주로 성대 안정성(vocal stability)을 살펴보는 것으로 성대간의 비대칭성, 공기 흐름의 장애, 성대내 점액질의 작용, 모세혈관의 분포 등에 의해 생기는 것으로 추정되며 병적인 상태에서 값이 증가된다.10) 이러한 연구 결과들을 고려하여 저자들은 성대 양성 병변에 대한 수술적 치료 후 음성 기능의 개선 정도를 파악하기 위한 음향 변수로 Fo, jitter, shimmer, NHR을 선택하였다. 수술 전후 음성 기능 개선 정도의 비교로 청각심리검사와 스트로보경검사도 병행할 수 있으나 본 연구에서는 술 후 환자들이 주관적으로 만족하고 스트로보경검사상 양측 성대의 대칭성, 모양, 점막진폭 등에서 거의 회복된 경우를 보여 위 지표들을 같이 분석하지 않았다.
후두 미세 수술의 방법은 여러 술자에 의해 혹은 환자 질환의 상태에 따라 달라질 수 있지만, 후두 발성에 관여하는 미세 기능을 보존하기 위해서는 성대 점막의 손상을 최소화하는 기법이 필수적이라 하겠다. 술 후 음성 기능의 회복에는 여러 가지 기전이 관여하나, 가장 공통된 기전은 점막 진동 기능의 회복이라고 알려져 있으며, 이는 성대 점막의 진폭(amplitude)과 점막 파동(mucosal wave)의 회복이 성대 기능의 호전을 위해 가장 중요한 요소가 되기 때문이다.11) 따라서 저자들은 점막의 손상을 최소화하기 위해 환자 대부분에게 성대 점막을 보존하는 microflap technique을 이용하였으며, 술 후 최소 2주간 목소리 안정을 시행하였다.12)13)
본 연구의 결과에서 기본주파수는 성대 용종, 성대 결절에서 술 후 증가되었지만 통계적 유의성은 없었다. 라인케씨 부종 환자들에서는 통계적 유의성은 없었지만 기본주파수가 오히려 수술 후에 감소되어 Bennett 등12)이 25명의 라인케씨 부종 환자들에 대해 여러 가지 다양한 기법으로 수술을 시행한 후 음성 분석을 시행한 연구에서 기본주파수가 유의하게 증가되는 소견과는 상반된 결과를 나타내었는데, 이는 대상 환자의 수가 적은 탓으로 생각된다. NHR은 모든 환자군에서 술후 감소되었지만 유의한 차이가 있을 정도는 아니었다. Jitter는 성대 용종에서만 의미있게 감소되었고, 나머지 질환에서는 전체적인 감소가 있었으나 통계적 유의성은 없었다. Shimmer는 성대 용종과 성대 결절 두 질환군에서 유의하게 감소되어 수술 전후의 성대 기능을 가장 잘 반영할 수 있는 음성 변수라고 생각되었으며, 다른 변수들에 비해 가장 확연한 변화를 보인 것으로 보아 음성의 질과 민감하게 관련이 있음을 알 수 있었다. 라인케씨 부종 환자들에서도 수술 후에 감소가 관찰되었지만 통계적으로 의미는 없었다
라인케씨 부종의 경우 음향 변수들의 호전은 없었으나 주관적인 음성 기능의 호전은 볼 수 있었다. 이는 성대 점막의 진폭과 파동의 회복이 성대 용종이나 성대 결절에 비해 불완전하기 때문이라고 생각되며, 수술의 효과를 판정하기 위해서는 시간 간격을 두고 추적 관찰할 필요가 있다고 생각된다. 라인케씨 부종의 치료를 위해서는 병인으로 알려져있는 흡연, 과다한 발성, 인후두 위산역류 등에 대한 예방 및 치료가 선행되어야겠으며, 지표상으로는 좋아지지 않았으나 모든 환자에서 주관적인 증상의 개선을 볼 수 있어 본 연구에서 선택한 음향 변수외에 수술 전후의 스트로보경검사와 공기역학적 검사를 통한 추적 관찰이 필요하다고 하겠다.
결론
성대 용종에서는 술 후 jitter와 shimmer 값이 유의하게 감소되었으며 성대 결절에서는 술 후 shimmer만 유의하게 감소되었다. 라인케씨 부종에서는 술 후 음향 변수들의 유의한 변화가 없었다. 후두 미세 수술 후, 병변에 따른 예후를 비교하기 위한 음향 변수로 jitter와 shimmer가 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
REFERENCES
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