교신저자：안철민, 463-050 경기도 성남시 분당구 서현동 255-2  대진의료원 분당제생병원 이비인후과
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서     론

   코골음은 수면 중 상기도 부분이 좁아져서 기류의 와류 현상이나 상기도 벽의 떨림 현상에 의해 나는 소리로 성인 남성의 50% 이상에서 습관적으로 나타난다.¹⁾ 코골음은 남자에서 더 많으며, 나이가 많아짐에 따라 그리고 비만이 증가함에 따라 코골음도 증가한다. 코나 입을 통한 공기의 흐름이 10초 이상 멈춰지는 것을 무호흡으로 정의하며, 공기의 흐름이 50%이상 의미있게 감소하지만 전적으로 멈추지 않는 경우를 저호흡이라고 정의한다. 시간당 무호흡과 저호흡의 횟수를 합친 것을 호흡장애지수(respiratory distress index, 이하 RDI)라 하며, RDI가 5회 이상인 경우를 수면무호흡 증후군이라고 한다. 수면 무호흡 증후군은 수면 중 코골이 에서부터 심각한 심폐합병증에 이르기까지 넓은 범위의 증상들을 나타낼 수 있으며, 주로 코골이, 주간기면, 조간두통, 수면무호흡 등을 주소로 한다. 
   코골이와 수면무호흡증의 치료법 중 그 효과가 가장 확실히 알려져 있는 것은 지속적 비강 양압법(continuous positive airway pressure；CPAP)이다.²⁾ 하지만 지속적 비강 양압법은 환자가 기구를 착용한 채 잠자리에 들어야 하므로 불편감이 따르고, 기구 착용 후 수일간 입원하여 주의깊게 관찰해야 하는 등의 불편이 있어서 환자의 순응도가 좋지 않다. 반면 레이저 구개수 구개 성형술(laser-assisted uvulopalatoplasty, 이하 LAUP)은 치료 효과는 조금 떨어지지만 수술 후 환자의 불편감이 적어서 많이 시행되고 있는 치료법이다. LAUP의 결과 예측 지표로서 술 전 비폐색, 술 전 비만도, 술 후의 체중 증가 등이 있으나 술 전 코골음 소리에 대한 객관적인 연구는 아직 이루어지지 않았다.
   이때 단지 코골음 소리를 녹음해서 이에 대한 음향학적인 분석으로 협착 부위나 진동 부위에 따라 다르게 나타나는 소리를 특징적으로 나눌 수가 있다면, 수면 다원 검사에 대한 적격 검사(screening test)로서 또 치료법의 선택에 있어서도 좀더 합리적인 방법을 선택하는데 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다. 그러나 코골음 소리는 사람마다 너무나 다양하게 나타나고, 같은 사람에서도 여러 가지의 소리가 나타날 수 있으며, 주관적으로 다르게 느끼는 코골음 소리를 객관성을 띈 시각적 형태로 바꾸는 것이 어렵고, 그 원인이 되는 협착 부위를 실제 수면 중에 확인하는 것이 어려워서 이에 대한 연구가 많이 되어 있지 않은 현실이다. 이 연구의 목적은 코골음 소리를 음향학적으로 분석하여 각 코골음 소리의 특징을 살펴보고 수술 전 후의 변화와 환자의 주관적 만족도를 관찰하여 코골음의 음향학적 분석이 LAUP의 결과 예측을 위한 객관적 요소가 될 수 있는지 알아보기 위한 것이다.

대상 및 방법

대  상
   1998년 3월부터 2002년 7월까지 수면 무호흡증으로 진단받고 LAUP을 시행한 환자 중 추적 검사가 가능한 38명의 환자를 대상으로 하였다. 남자는 29명 여자가 9명 이었고 평균 연령은 38.4세로 29세에서 56세까지 환자였다. 

방  법
   대상들은 이학적 소견과 수면다원검사로 코골음과 수면 무호흡증을 진단하였고 모든 환자는 LAUP을 시행받았다. 필요한 경우 편도절제술, 비중격 성형술, 하비갑개 절제술 등이 동시에 시행되었다. 수술은 CO2 레이저를 사용하여 구개수의 원위부를 1/2 정도 제거하고 구개수 양측 연을 따라 약 1.5 cm 상방까지 폭 5 mm 정도의 inverted U-shape으로 제거한 후 연구개 점막을 전후로 봉합하였다. 코골음 소리는 수술 전 수면다원검사를 할 때와 수술 후 3개월 이상이 지난 시점에서 녹음을 하였다. 녹음은 환자가 잠이 들고 약 1~2시간 지난 후에 가능한 주변 소음을 제거한 상태에서 환자의 얼굴 정면에서 약 30 cm 떨어진 곳에서 digital recorder로 녹음하였다. 수술 후에는 수면다원검사 기기가 부착되지 않은 상태에서 동일 조건으로 녹음하였다. 다양하게 녹음된 코골음 소리는 가장 저명하고 특징적으로 크게 들리는 소리를 선택하여 CSL 4300 B model을 이용하여 음향학적인 분석으로 코골음 소리의 평균 강도와 음도를 측정하였고 다음으로 연구개 수술이 음형대의 변화를 줄 수 있다는 가정하에 spectrogram을 시행하였다. 
   저자들은 과거 연구에서 흉내낸 코골음 소리를 spectrogram으로 분석하여 연구개가 주로 진동하여 코골음이 나는 구개형, 혀의 기저부와 하인두가 좁아져서 진동하여 코골음이 나는 설근부형, 이것이 혼합된 혼합형으로 코골음 소리를 분류하였다. 이것을 이용하여 대상들의 코골음 소리를 spectrogram으로 분석할 수 있는지 확인하여 보았다. 이들이 술 후 3개월이 지난 시점에서 코골음의 변화에 대한 spectrogram의 결과를 분석하여 분류한 유형간의 결과를 술 전과 비교하였다. 또 각 코골음 소리에 대한 음도와 강도를 유형별로 수술 전 후 결과를 비교하였고 또한 환자의 주관적 만족도를 확인하여 유형간에 비교하였다. 환자의 주관적 만족도는 술 후 3개월이 지난 시점에서 환자의 코골음 소리와 수면 무호흡증의 증상에 대한 잠자리를 같이하는 동반인의 평가를 전화 및 외래 추적 관찰시 확인하였다. "수술 후 코골음 소리 및 수면 무호흡 증상의 변화에 만족하는가?"라는 문항에 대해 만족도가 가장 적은 1점부터 만족도가 가장 높은 5점까지 VAS(visual analog system) scale을 이용하여 분류하였다.
   통계는 세 치료군의 결과를 평균과 표준 편차로 나타내었으며 각 평균치 사이의 유의성은 5% 수준에서 χ2 검증을 사용하였다.

결     과

   과거 연구인 흉내낸 코골음 소리의 분류에서 구개형의 spectrogram은 500 Hz 근처에서 voice bar 형태의 1음형대가 관찰되고 1000~1500 Hz에서 2음형대, 2500 Hz에서 3음형대, 3000 Hz에서 4음형대가 관찰되고 전체적으로 규칙적인 pulse pattern을 보인다. 설근부형은 200 Hz에서 불분명한 음형대가 관찰되고 1000 Hz, 3500 Hz 근처에서 2, 3음형대가 관찰되고 강한 잡음 성분이 고음역대에서 관찰되었다. 혼합형은 300 Hz, 1200 Hz, 2000 Hz, 3300 Hz 근처에서 불분명한 음형대가 관찰되는 경향을 보이며 전 음역에서 잡음 성분이 많이 관찰되었다(Fig. 1). 
   실제 환자의 코골음에서 구개형은 술 전 500 Hz, 1500 Hz, 3500 Hz 근처에서 음형대의 모양을 보이고 규칙적인 pulse pattern을 보이던 것이 술 후에 500 Hz와 3500 Hz 근처의 음형대 모양이 변하거나 약해지고 진동을 의미하는 pulse pattern에서 불규칙하고 잡음 성분이 많아진 모양으로 변한 것이 관찰된다(Fig. 2). 설근부형은 수술 전 200 Hz와 1500 Hz 근처에서 관찰되던 음형대 모양이 술 후에 200 Hz의 음형대가 부분적으로 없어지고 2500 Hz 근처의 음형대가 더 강하게 나타나며 전체적으로 잡음 성분이 더 많아지는 것이 관찰되었다(Fig. 3). 혼합형에서는 술 전에 전체적으로 불분명한 음형대가 산발적으로 관찰되던 것이 술 후에는 뚜렷이 관찰되는 음형대가 다양한 위치에서 다양하게 나타나서 특징적인 공통점을 찾을 수는 없었다(Fig. 4).
   환자의 수는 구개형이 16예, 설근부형이 11예, 혼합형이 11예였고, 수면 무호흡 검사상 호흡장애지수(Respiratory disturbance index, RDI)의 평균은 각각 24.5, 32.2, 27.4였고, 최저동맥산소포화도(minimal SaO2 level)는 78.3%, 72.2%, 75.5%였다. 각 군의 체질량지수(Body mass index, BMI)는 각각 3.65, 3.82, 3.72였다.
   유형별로 평균 강도를 조사한 결과, 술 전 코골음의 강도는 구개형이 가장 크고 설근부형이 가장 작았다. 술 후 코골음의 강도는 모두 유의하게 감소하였는데 특히 구개형에서 수술 전 후의 차이가 가장 컸다. 수술 후 코골음이 없어진 경우는 구개형에서 총 16예 중 5예, 설근부형에서 11예중 3예, 혼합형에서 11예 중 4예였고 세 군간에 유의성은 없었다. 코골음 소리를 분석했을 때 술 전 음도는 설근부형이 가장 높았고 구개형과 혼합형에 비해 유의하게 높았다. 술 후의 음도는 설근부형의 음도가 술전보다 낮아진데 반해 구개형과 혼합형에서는 오히려 높아지는 양상을 보였다. 환자의 주관적 만족도는 각 군의 VAS score의 평균을 비교하였는데 구개형이 3.50, 설근부형이 2.63, 혼합형이 3.30으로 설근부형에 비해서 구개형과 혼합형의 만족도가 높았다(Table 1).

고     찰

   최근 연구가 많이 이루어지고 있는 단순 코골이나 수면 무호흡증에 대한 진단과 치료는 아직도 해결되지 않는 많은 어려움을 갖고 있는데, 그것은 정확하게 협착 및 진동 부위를 확인하기가 어렵고, 코골음 소리에 대한 정확한 분석이 어렵기 때문이라고 생각된다. 그러나 실제로 수면 중인 환자에 있어서 그 협착 및 진동 부위를 직접 확인하는 것은 한계가 있으므로, 수면 중에 나타나는 현상인 코골음 소리에 대한 연구가 이들의 연구에 도움이 될 것으로 여겨진다.
   과거 저자들의 연구에서는 코골음 소리를 흉내내면서 연성 섬유광 후두경과 컴퓨터 단층 촬영을 통해 협착 부위를 알아 보았고 이를 몇 가지 유형으로 분류하였다.³⁾ 이것이 비록 수면 중의 상태와는 일치하지 않겠지만 코골음 소리와 협착 부위와의 상관 관계를 유추하는데는 도움이 될 것이라 생각되어서 이번 연구를 시행하게 되었다.
   이번 연구에서 설근부형은 구개형과 혼합형에 비해 수술 후 평균 강도의 감소가 적었다. 이는 LAUP의 수술 부위인 연구개에서 수술로 인해 연구개 떨림(palatal flutter)의 감소가 설근부형에서 적었기 때문이라 생각된다. 수술 후 음도의 변화의 차이는 술 전의 구개형과 혼합형은 연구개 떨림이 주된 소리원으로 진동수가 적은 저음의 소리가, 소리원인 연구개를 수술로 제거하여서 주된 소리원이 바뀌면서, 특히 혼합형인 경우는 상대적으로 설근부가 주된 소리원으로 바뀌면서 고음으로 바뀌어 음색도 변한 것으로 생각된다. 이 두가지 측면에서 설근부형이 수술 후 코골음 소리의 변화가 효과적이지 못할 것으로 예상할 수 있고 저자들의 예상대로 수술 전 코골음 소리에 대한 평가만으로 어느 정도 코골음 부위를 예측할 수 있다면 수술 대상 환자를 결정하는데, 그리고 다른 치료법을 고려하는데 큰 도움이 될 것이라 생각된다. 설근부형에서 음색의 변화는 두가지로 추정할 수 있는데 설근부형에서도 코골음에 연구개 떨림이 부분적으로 포함되었을 가능성과 비록 수술 부위는 연구개이지만 수술 후 수술 부위가 수축되면서 설근부의 구조에 영향을 주었을 가능성이 있다. 
   저자들은 이번 연구 시작 단계에서 구개형일 경우 소리원과 수술 부위가 일치하기 때문에 코골음 소리가 사라질 가능성이 다른 형태보다 높을 것으로 생각하였으나 이 결과가 의미 있지는 않았다. 이는 코골이 자체가 완전히 사라지는 경우가 드물고 코골음이 단순히 한 곳의 협착보다는 여러 부위가 연관되어서 나타나기 때문이라고 생각되며 이 부분에 대해서 연구가 필요하다고 생각된다.
   수술 전 구개형에서 500 Hz에서 나타난 1음형대는 비강을 통한 호흡에 의해 연구개가 진동할 때 나타나는 음형대로 생각되고 수술 후 1음형대가 약해진 것은 연구개 수술이 음의 강도 및 음형의 변화에 큰 영향을 미친 것으로 사료된다. 수술 전 설근부형에서 나타난 200 Hz의 불분명한 음형대는 부분적으로 연구개 진동이 포함되어 나타난 것으로 생각되며 수술 후 이부분이 약해진 것이 이를 뒷받침 해준다. 또한 3000 Hz이상의 고음역대에서 나타나는 음형대는 수술 후에도 지속되는 것으로 보아 설근부의 진동이 만들어질 때 나타나는 음형대로 생각된다. 이것이 수술 후 설근부형의 결과 즉 음도와 강도, 환자의 만족도에 영향을 미친 것으로 사료된다. 혼합형의 경우는 대상마다 다양한 음역이 spectrogram상에서 관찰되었고 특히 연구개 떨림의 비중, 즉 저음역대에서의 음형대의 크기에 따라 다양한 결과가 나타났다.
   폐쇄성 수면 무호흡증 환자에서 수술의 결과를 평가하는 객관적인 기준에 관한 보고는 여러 가지가 있는데 Fujita 등⁴⁾⁵⁾은 무호흡 지수가 50%이상 감소된 경우를 성공의 기준으로 삼아 50%의 성공률을 보고하였고, Ryan 등⁶⁾은 좋은 반응을 술 후 무호흡 지수가 4 이하이거나 무호흡 지수의 감소가 60% 이상인 경우로 정의하여 80%의 성공률을 보고하였다. Simmon 등⁷⁾은 수술 후의 최저 동맥혈 산소포화도가 85% 이상이거나 술 전 수준의 50% 이상 증가한 경우를 성공으로 보았을 때 45%의 성공률을 보고하였으며, Katsantonis 등⁸⁾은 산소포화도가 85% 이하로 떨어지는 시간당 무호흡과 저호흡의 수를 중증도 지수라고 하여 50%이상 호전되는 경우를 좋은 반응군으로 정하여 66%의 성공률을 보고하였다.
   그러나 폐쇄성 수면 무호흡증 환자에서는 물론 이러한 객관적인 수치도 중요하지만 코골이의 변화에 대한 만족도도 수술 성공 여부에 중요한 인자라고 할 수 있다. 이러한 점에서 술 후 만족도에 가장 큰 영향을 미치는 것이 잠자리를 같이 하는 동반인의 평가라고 할 수 있다. 따라서 본 연구는 수술 전 후 동반인의 코골음 소리에 대한 주관적 느낌을 수치로 표현하여 조사하였고, 각 유형별 차이를 확인하였으며 예상대로 설근부형에서 가장 만족도가 적음을 알 수 있었다. 물론 환자군이 적었으며 각 유형별로 동반자가 느낌을 같은 기준으로 평가하기는 힘들지만 앞으로 동반인의 평가를 수술 성공의 기준으로 포함시키는 것이 필요할 것으로 생각된다.
   음성과 마찬가지로 코골음 소리에 대한 분석의 결과도 소리가 나는 근원과 이 소리의 여과, 즉 성도의 변화에 대한 정보를 제공하는 것이므로 이러한 요소들을 확인하기 위해서 spectrogram 분석이 사용될 수 있을 것이며 또한 비강, 구비강, 구강을 통한 코골음 소리의 청각적 차이점을 확인시켜줄 수 있을 것으로 사료된다.
   Spectrogram은 소리의 강도, 주파수, 시간을 시각적으로 표현하게 하고, 이에 대한 분석은 불규칙성, 고음역에서 힘의 강도, 공명대의 파괴 등으로 알 수 있는데, 규칙성은 수직선으로 표시되며 진동시 열리고 닫힘을 나타내게 되고, 주파수는 수직선의 간격으로 나타나게 되며, 공명대는 수평으로 나타나는 굵은 선의 모양과 크기로 강도까지 같이 나타내게 된다. 특히 이러한 공명대는 기식성이 많은 경우에 감추어지게 되고, 혀같이 주변 근육의 긴장도 변화에 의해서 변화되는 것으로 생각된다.¹⁰⁾ 따라서 좁은 공간을 통해서 기류의 와류나 점막의 진동에 의해 나타나는 코골음 소리에서도 spectrogram 분석이 많은 도움을 줄 것으로 생각된다.¹¹⁾
   저자들이 이번 연구를 시행하게 된 것은 이러한 배경을 기본으로 하여 이전 여러 연구에서 알려졌듯이 폐쇄성 수면 무호흡증의 수술적 치료에 있어 적절한 환자군을 결정하는데 있어 좋은 환자군을 예측하기 위해 시행하는 여러 가지 검사들에 소요되는 시간과 비용을 간단한 코골음 소리의 녹음만으로 효과적으로 예측하기 위함이다. 과거 어떠한 연구도 폐쇄성 수면 무호흡증의 수술적 치료의 좋은 후보자를 예측하는데 영향을 줄 수 있는 단일 예후 인자를 찾지 못하였다.
   앞으로 이번 연구를 통해 쉽게 얻어진 코골음 소리에 대한 음향 분석을 이용해서 단순 코골이나 수면 무호흡증 환자의 진단적 역할뿐 아니라, 코골음 소리를 만들게 하는 상기도의 기계적인 현상을 이해하려는 연구가 필요할 것으로 생각된다. 또한 단순 방사선, 컴퓨터 촬영과 같은 다른 진단 방법과 동반해서 폐쇄성 수면 무호흡증의 협착 부위를 분류하여 환자군을 분류하는 연구가 필요할 것으로 생각된다. 

결     론

   수면 무호흡증 환자를 수술 전 코골음 소리에 따라 구개형, 설근부형, 혼합형으로 분류할 수 있고, 이들의 코골음 소리의 분석을 통해 LAUP 후 지속되는 코골음 소리의 크기나 음도의 변화를 예측할 수 있고 환자의 주관적 만족도를 예측하는데 도움을 준다고 할 수 있다.

1. Fujita S, Conway W, Zorick FJ. Evaluation of the effectiveness of uvulopalatopharyngoplasty. Laryngoscope 1985;95:70-4.

2. Kamami YV. Laser CO2 for snoring. Preliminary results. Acta Otorhinolaryngol Belg 1990;44:451-6.

3. Ahn CM, Cho CK. Spectrographic analysis of simulated snoring sounds. Korean J Otolaryngol 1996;39:1613-21.

4. Cheng DS, Weng JC, Yang P. Carbon dioxide laser surgery for snoring: Results in 192 patients. Otolaryngol Head Neck Surg 1998;118:486-9.

5. Walker RP, Grigg-Damberger MM, Gopalsami C, Totten MC. Laserassisted uvulopalatoplsty for snoring and obstructive sleep apnea: Results in 170 patients. Laryngoscope 1995;105:938-43.

6. Mccombe AW, Kwok V, Hawke WM. An acoustic screening test for obstructive sleep apnea. Clin Otolarynol 1995;20:348-51.

7. Perez-Padilla JR, Slawinski E, Difrancesco LM. Characteristics of the snoring noise in patients with and without occlusive sleep apnea. Am Rev Respir Dis 1993;147:635-44.

8. Rontal E, Rontal M, Rolmick MI. Obstructive evaluation of vocal pathology using voice spectrography. Ann Otol 1975;84:662-71.

9. Hong SK, Shin HJ, Chung SM. Conventional, laser-assisted and coblation-assisted uvulopalatopharyngoplasty/Uvulopalatoplasty: Their advantage and disadvantage. Korean J Otolaryngol 2002;45:359-65.

10. Astor FC, Hanft KL, Benson C. Analysis of short term outcome after office-based laser-assisted uvulopalatoplasty. Otolaryngol Head Neck Surg 1998;118:478-80.

11. Krespi YP, Pearlman SJ, Keidar A. Laser-assisted uvulopalatoplasty for snoring. J Otolaryngol 1994;23:328-34.

12. Finkelstein Y, Shapiro-Feinberg M, Stein G, Ophir D. Uvulopalatopharyngoplasty vs laser-assisted uvulopalatoplasty. Anatomical consierations. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 1997;123:276-8.

13. Hukins CA, Mitchell IC, Hillman DR. Radiofrequency tissue volume reduction of the soft palate in simple snoring. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 2000;126:602-6.

14. Courey MS, Fomin D, Smith T. Histologic and physiologic effects of electrocautery, CO2 laser, and radiofrequency injury in the porcine soft palate. Laryngoscope 1999;109:1316-9.