교신저자：장태영, 400-711 인천광역시 중구 신흥동 3가 7-206  인하대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실
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서     론

   후각 질환의 적절한 치료를 위해서는 정확한 진단이 선행되어야 한다. 하지만 지금까지 이러한 후각 기능을 평가하는 방법은 청각 검사 등의 다른 이비인후과 검사와는 달리 주관적이며 표준화되어 있지 않았다. Toyoda and Takagi's perfumist's strip method(T&T olfactometry),¹⁾ the University of Pennsylvania Smell Identification Test(UPSIT),²⁾ Sniffin' Sticks 등³⁾의 후각 검사들이 각 나라마다 다르게 쓰이고 있지만 이러한 검사들 역시 모두 주관적인 검사로서 객관성이 결여되어 있다.
   Hosoya and Yoshida(1937), Ottoson(1957) 등에 의해 사람에게서 후각 자극으로 인하여 다양한 전기 신호(electrophysiologic response)가 발생한다는 것이 소개된 이후⁴⁾ Finkenzellar(1966) and Allison 등⁴⁾은 뇌파 측정기를 이용하여 후각 자극으로 유발되는 전기 신호를 측정하는데 성공하였고, Osterhammel 등⁵⁾은 1969년 사람의 후각 점막에서 처음으로 전기 신호를 기록하였다. 하지만, 이러한 반응이 후각 신경의 자극에 의한 것인지 삼차 신경의 자극에 의한 것인지에 대한 논란은 지속되었다.
   이후 후각 기능 검사의 객관적인 시도로 후각 전위 유발(olfactory evoked potential) 검사가 지속적으로 시행되어 왔다. Kobal, Tonike 등은 자극 시 기계적 자극 및 온도 자극을 줄일 수 있는 기계를 개발하였고 이를 이용하여 후각 장애 환자에게서 2-phenyl alcohol or vanillin으로 실험하여 아무런 전기 신호도 발생하지 않음을 증명하여 정확하고 잘 조절된 후각 자극 방법만 있다면 삼차 신경 자극 없이 후각 신경만 자극이 가능함을 보고하였다.^4,6,7) 하지만, 이러한 검사 역시 후각 자극제를 정량화하는 방법이 서로 다르고, 재현성이 떨어지며, 후각 자극 시점과 유발 전위 측정의 시점이 명확하지 않다는 단점을 가지고 있어 현재 임상적으로 적용되지 못하고 있다.
   최근에는 후각 자극제를 정량화하여 분사하는 방식(jet stream stimulator)이 도입되면서⁸⁾ 후각 자극과 일치 시점에서 유발 전위의 측정이 가능해져 후각 전위 유발 검사의 임상적 적용 가능성이 높아지고 있다. 이에 본 저자는 후각 전위 유발 검사의 객관성을 확인하고 임상적 유용성을 평가하고자 하였다.

대상 및 방법

   후각 자극 물질 odorant E(skatole)를 이용한 T&T olfactometry에서 정상으로 판명된 32명의 성인 남녀를 대상으로 하였다. 남자가 21명, 여자가 11명이었으며 평균나이는 25.9세였다. T&T olfactometry에서 정상은 E-2~E-0의 역치를 가지는 것으로 정의하였고 한 명의 이비인후과 전문의에 의해 비 질환 및 다른 해부학적 이상이 없음을 확인하였다.
   후각 자극제로는 skatole(odorant E)를 사용하였는데, 이는 3-methylindole(C9H9N)로 안정적인 물질로 알려져 있지만, 피부와 눈에는 자극적이며, 복용 시에는 위험성이 있는 물질로 현재 일본 이비인후과 학회에서는 후각 자극제의 표준으로 사용되고 있다. E5는 가장 높은 농도로 9.75% skatole에 해당되며 E4는 이보다 1/10의 농도인 0.975%에 해당된다. 가장 낮은 농도는 E-2로 0.0975 ppm skatole에 해당되며 E-1은 이보다 10배 농도인 0.975 ppm skatole에 해당된다.
   후각 전위 유발 검사 시 자극은 11 l/1 min (183 ml/sec)의 속도로 분사할 수 있는 분사기⁸⁾(NIHON KOHDEN Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 300 ms 동안 분사하였다(Fig. 1). 이 분사기는 일정한 양의 후각 자극제을 균일하게 분사하고, 기계적인 자극과 온도 자극을 최소화할 수 있으며 컴퓨터와 연결되어 있어 정확한 분사 시간과 이에 따른 전기 신호 발생과의 시간 차이를 측정할 수 있는 장점이 있다.
   실험 대상자는 바로 누운 자세에서 international 10~20 system(band pass1-30 Hz, impedance 2~6 kOhm)의 기준을 따라 접지 전극(ground electrode)은 이마(forehead), 기준 전극(reference electrode)은 이개(earlobe), 활동 전극(active electrode)은 정수리(vertex)에 붙여 전위를 측정하였다. 검사는 한 명의 검사자에 의해서 시행되었고, 긴장이 충분히 완화된 상태에서 천천히 숨을 쉬게 하였다. 분사기의 끝은 외비공(nostril)으로부터 1 cm 가량 떨어진 곳에 비강에 최대한 자극을 주지 않고 삽입하여 흡기와 동시에 자극제를 분사하였다. 검사농도는 저농도부터 고농도로 시행하는 상향법을 사용하였고, 결과의 안정성과 후각 세포의 피로 현상을 고려하여 동일한 농도에서 8번 검사하여 평균을 구하였다. 각 농도 간에는 15분 이상의 간격을 두어 후각 피로 현상을 방지하였고, Neuropack(NIHON KOHDEN Co., Tokyo, Japan) computer를 이용하여 파형이 나타나는 역치와 잠복기를 측정하였다. 후각 전위 유발 검사의 전형적인 양성 파형은 후각 자극을 주고 나서 80 ms 근처에 생기는 하향 첨단을 확인하는 것으로 하였고, 잠복구간(latency)을 동시에 측정하였다.⁸⁾

결     과

   실험 대상자 32명 모두 공기만으로 자극하였을 때는 전형적인 후각 전위 유발 검사의 양성 반응과 잠복 구간을 확인할 수 없었다(Fig. 2). Fig. 2에서 A-H는 한 농도에서 각 검사의 파형을 의미하며, I는 이것을 합한 뒤 평균을 의미하는 것으로 자료의 분석은 주로 I파형으로 이루어졌다. 후각 전위 유발 검사에서 전형적인 양성파형을 보인 실험 대상자는 총 29명이었으며, 농도가 증가함에 따라 저농도에서 볼 수 없었던 양성파형을 잠복구간 80 ms 부근에서 확인할 수 있었다(Fig. 3). T&T olfactometry에서 정상을 보였지만 전형적인 파형을 보이지 않았던 실험 대상자는 총 3명으로 100 ms 부근에서 뚜렷한 하향 첨단을 찾을 수 없었다(Fig. 4).
   후각 전위 유발 검사와 T&T olfactometry를 비교하였을 때 후각 전위 유발 검사에서 양성을 보인 29명의 검사 대상자 중 20명은 후각 전위 유발 검사에서 E-1에서 역치를 보이면서 T&T olfactometry에서도 E-1에서 탐지역치 또는 인지 역치를 보였다. 나머지 9명은 후각 전위 유발 검사에서 E-2에서 역치를 보였으며, T&T olfactometry에서 인지 역치, 탐지 역치 모두 E-1으로 나타났다(Table 1).
   후각 전위 유발 검사에서 양성을 보인 29명의 평균 잠복구간은 80.43 ms(±13.05 ms)로 나타났다.

고     찰

   후각 자극제가 후각 점막에 닿으면 그로 인하여 전위가 생기게 되는데 이는 후각망(olfactory bulb)과 후각로(olfactory tract)를 따라 후각 중추(olfactory center)로 전해지게 된다. 이러한 전위는 적절한 전극에 의해서 측정될 수 있는데 현재까지 연구된 결과에 의하면 후각 유발 전위는 slow negative, monophasic potential로 나타나게 된다.⁹⁾ 그러므로 이 전위를 측정한다면, 후각 기능의 객관적인 평가가 가능하다.
   후각 기능의 객관적인 평가는 후각 전위를 측정하는 위치에 따라 크게 전기 후각 검사(electro-olfactogram)와 후각 전위 유발 검사로 연구되고 있다.
   전기 후각 검사는 후각 세포의 전위의 합(summated generator potential)을 측정하는 것으로 측정하는 전극을 직접 후각 점막에 부착하는 것이다. 그렇게 때문에 후각 자극 시 기계적 자극 및 온도 자극 등(artifact)을 피할 수 있다. 하지만, 전극을 후각 점막에 놓는 것이 쉽지 않고, 이물질이 코 안에 들어가 있기 때문에 이로 인하여 재채기나 과도한 점액 생성이 있을 수 있고 검사 시 시행하는 부분마취로 인하여 일시적인 후각 장애를 나타낼 수 있어 임상적으로 사용은 어렵다고 생각되고 있다.⁶⁾
   후각 전위 유발 검사는 후각 자극으로 인한 뇌파를 측정하는 것으로 전기 후각 검사의 단점들을 보완할 수는 있지만 기계적 자극 및 온도 자극이 후각 자극과 더불어 피질의 체성 감각을 자극할 수 있다는 것이 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서 사용한 jet stream stimulator는 후각 자극 외에 기계적 자극 및 온도 자극이 없는 것으로 알려져 있다.^8,10,11) 본 실험에서도 공기만으로 자극하였을 때 전형적인 양성 반응을 확인하지 못해 jet stream stimulator가 삼차 신경을 자극하지 않는 것을 알 수 있었다.
   이외에도 Allison 등⁴⁾은 amyl acetate, benzene 등의 삼차 신경을 적게 자극하는 자극제를 사용하여 큰 파형을 얻었고, 잠복 구간 또한, 전에 토끼의 후각 망울을 이용한 실험에서의 결과와 같았다.^12,13)
   Kobal 등⁶⁾의 연구 결과에 의하면 자극제의 분사를 일정하게 하여 갑작스런 자극제에 의한 기계 자극 및 온도 자극을 피할 수 있고, 후각 전소실 환자에게서 phenylethyl alcohol, vanilin 등을 사용하여 후각 전위 유발 검사를 시행하였을 때 파형이 나오지 않아 후각 전위 유발 검사가 삼차 신경의 자극이 아닌 후각 신경의 파형을 나타내는 것임을 보고한 바 있다.
   최근에 같은 기계와 자극 방법을 이용한 보고¹¹⁾에서도 후각 전소실 환자에게서 단순 공기 자극, 삼차 신경 자극제인 glacial acetic acid, skatole(3-methylindole)을 사용하여 파형을 얻지 못하였다. 만약 삼차신경이 영향을 받는다면 단순 공기나 glacial acetic acid에 의한 자극에서 파형을 얻을 수 있었을 것이다.
   본 연구는 전형적인 양성 파형을 얻기 위해 검사를 8번 반복하여 파형을 얻은 뒤 이것을 포개어(superimpose) 평균을 구하였다. 이것은 자료의 안정성과 신뢰성을 얻기 위함이었다. 후각 전위 유발 검사는 기계적 자극 및 온도 자극에 민감할 수 있기 때문에 모든 검사는 일정한 장소의 일정한 온도하에서 시행되어졌고, 한 사람의 검사자에 의하여 시행됨으로써 검사자 간에 생길 수 있는 오류(interperson variation)를 최소화하였다.
   후각 자극제로 후각 전위를 유도하기 위해서는 자극제의 농도도 중요하지만 분사 속도도 중요하다.⁶⁾ 이 두 가지가 합쳐져 후각 상피 세포에 도달하는 시간당 후각 자극제의 양이 결정되는 것이므로 분사 속도가 다른 장치로 시행한 서로 다른 검사의 역치를 비교하는 것은 의미가 없다. 같은 농도에서 검사를 시행하더라도 결과가 다르게 나오기 때문이다. Kobal 등은 94 ml/sec의 속도로 분사하는 장치를 사용하였고, Wada 등은 183 ml/sec로 분사하는 장치를 사용하였다. 본 연구에서도 183 ml/sec로 사용하였으므로 Wada 등¹¹⁾의 결과와 비교해 보면 전의 연구에서는 T&T olfactometry상 E0 이하의 역치를 보인 환자 8명을 대상으로 하였을 때, 후각 전위 유발 검사에서 4명은 E-1, 나머지 4명은 E-2에서 파형을 보였다. 본 연구에서도 T&T olfactometry에서 인지 역치 내지는 탐지 역치가 E-1을 보인 29명의 환자 중 20명이 후각 전위 유발 검사에서 E-1을 보이고 9명이 E-2에서 파형을 보여 전의 Wada의 연구 결과와 비슷하며, T&T olfactometry의 역치와도 비슷한 결과를 나타냈다.
   3명의 환자에서는 전형적인 양성 파형을 찾지 못하였는데, 이는 우선 검사 방법에서 흡기와 동기에 후각 자극제를 분사하지 못하였거나 반복되는 검사에서 빨리 후각 피로가 왔을 가능성을 생각해 볼 수 있고, 활동 전위를 측정할 때 다른 종류의 뇌파나 두피 등에 의해 발생하는 잡음에 의한 영향을 생각할 수 있다.
   잠복 구간 역시 보고자마다 다른데 Harada 등¹⁴⁾은 700 ms, Ishimaru 등¹⁵⁾은 22.4 ms, Wada 등¹⁰⁾은 71~117 ms 로 보고하였다. 이는 후각 자극제를 분사하는 위치, 활동 전위를 측정하는 위치가 서로 다르기 때문이다. 본 연구에서 잠복 구간은 80.43(±13.05 ms)을 보였는데, 이는 Wada 등이 보고한 71~117 ms와 비슷한 결과를 보여 같은 장비를 사용한 경우 검사의 안정성과 재현성을 확인할 수 있었다. 향후 같은 장비를 사용한다면 잠복 구간을 통하여 파형을 찾으려 할 때 도움이 될 것이다. 하지만, 이 결과는 정상인에서의 결과이기 때문에 후각 기능이 저하되어 있는 환자에서 잠복 구간에 대한 연구를 통하여 후각 질환이 있을 경우 잠복 구간의 증감 여부에 대한 고찰이 필요할 것으로 생각된다.
   후각 전위 유발 검사가 임상적으로 활용되기 위해서는 기술적인 면과 더불어 검사 시간을 고려하지 않을 수 없다. 검사를 시행하는 데 시간이 너무 많이 걸리면 경제적으로 유용성이 없기 때문이다. 본 연구에서도 한 농도에서 검사를 시행하는데, 15분의 간격으로 8번 시행하기 때문에 2시간 정도 걸린다. 이를 임상적으로 이용하기에는 제한이 있다. 이러한 검사 시간을 줄이기 위해서는 보다 적은 시간 간격으로 검사를 시행하였을 때 후각 세포의 피로현상에 대한 연구와 더 적은 검사를 하였을 때 검사 결과의 신뢰성에 대한 연구가 진행 된다면 보다 적은 검사 기간으로 후각 전위 유발 검사의 임상 적용이 가능할 것이다.

결     론

   후각 전위 유발 검사는 후각 기능의 객관적인 기능을 평가하는 데 유용한 방법으로 기존의 T&T olfactometry와 높은 연관성을 보였다.

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