| Vocal Dynamic Studies before and after Laryngeal Microsurgery. |
| Young Mo Kim, Jung Il Cho, Chul Ho Kim, Young Jin Kim, Hyun Roung Ha |
1Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, College of Medicine, Inha University, Inchon, Korea.
2Department of Voice Dynamic Laboratory, College of Medicine, Inha University, Inchon, Korea. |
| 후두 미세 수술전후의 음성기능분석 |
| 김영모1 · 조정일1 · 김철호1 · 김영진1 · 하현령2 |
| 인하대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실1;음성언어클리닉2; |
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| 주제어:
후두 미세수술ㆍ공기역학적 검사ㆍ음향학적 검사ㆍ성대 양성 병변. |
| ABSTRACT |
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Perceptual acoustic measures are most often used to judge the outcomes and the objective analysis of phonosurgical results before and after the microlaryngeal surgery. However, they have rarely been reported in this country. The purpose of this study is to analyze aerodynamic and acoustic results before and after microlaryngeal surgery and to analyze the differences of the prognosis of various benign vocal cord lesions.
MATERIALS AND METHODS:
At Inha University Hospital, from June 1996 to August 1998, 245 microlaryngeal surgeries were done. Malignant lesions were excluded. And 118 (54 females and 64 males) out of 245 patients were followed up after the surgery: the acoustic and the aerodynamic studies before and 8 weeks after microlaryngeal surgery for benign lesions: vocal polyp, vocal nodule, Reinke's edema, intracordal cyst and hyperkeratosis. Seven measurements were performed: fundamental frequency, jitter, shimmer, noise to harmonic ratio as the acoustic analysis, maximal phonation time, mean flow rate and subglottal pressure as the aerodynamic analyses.
RESULTS:
Postoperative acoustic and aerodynamic data of vocal polyp, vocal nodule, Reinke's edema and intracordal cyst were improved, but those of hyperkeratosis were not improved.
CONCLUSION:
By comparing the acoustic and aerodynamic data before and after the microlaryngeal surgery, postoperative vocal function was defined more accurately and objectively.
Jitter, shimmer, and MFR might be meaningful parameters accessing the quantitative changes in vocal quality before and after the microlaryngeal surgery. |
| Keywords:
Microlaryngeal surgeryㆍAcousticsㆍAerodynamicsㆍBenign vocal cord lesions |
서론
음성장애를 일으키는 후두병변에 대한 치료로 원인에 따라 음성휴식, 약물적 치료, 음성치료, 수술 등의 다양한 방법이 있다. 이 중 후두 미세수술은 약물치료나 음성치료에 반응하지 않은 후두 병변에서 조직 진단과 음성 기능의 개선을 목적으로 시행한다.
후두 미세수술 전후의 음성기능의 평가에 있어 음성의 청각심리 검사(perceptual), 음향학적 검사(acoustics), 공기역학적 검사(aerodynamics), 후두구조물의 운동관찰, 근과 신경의 기능검사 등이 이용될 수 있다.1) 그러나 그동안 후두 미세수술 후의 음성기능 평가는 청각심리검사 측면에서 주관적 척도가 주로 사용되었으며 음향학적 혹은 공기역학적 측면에서와 같은 객관적인 자료제시는 많지 않았다. 또한 청각심리검사 측면의 주관적인 척도는 객관화하기 어려우므로 객관적인 음향학적 자료가 필요하며 이는 치료자 간의 의사소통과 객관적인 자료비교에 있어 유용하다.2) Woo 등3)은 후두 미세수술 전과 후의 음향학적 검사와 스트로보스코피(stroboscopy)를 통해 성대진동의 병태생리를 이해하는 것은 수술의 원칙과 술기에 도움이 된다고 보고하였다.
이에 저자들은 다양한 후두병변에 대한 후두 미세수술 전과 후의 음성기능평가를 객관적으로 분석하고 후두 미세수술이 음성기능과 성대에 어떠한 영향을 주는가를 알아보기 위하여 성대 양성 병변-성대 용종, 성대 결절, 라인케 부종, 과각화증, 성대 낭종-의 후두 미세수술의 전과 후의 공기역학적 검사 및 음향학적 검사결과를 분석하였다.
대상 및 방법
대상
1996년 6월부터 1998년 8월까지 인하대병원 이비인후-두경부외과에 음성장애 혹은 쉰목소리를 주소로 내원한 환자중 성대 양성 병변(성대 용종, 성대 결절, 라인케 부종, 과각화증, 성대 낭종 등)으로 후두미세수술을 시행한 환자 245예 중 술 후 추적관찰이 가능했던 118예를 대상으로 하였다. 대상자 모두 평가 당시나 그 이전에 음성장애 외의 다른 언어장애는 없었고, 호흡기 질환이나 중이염 등 발성에 영향을 주는 질환이 동반되어 있는 환자는 없었다. 이들을 술전 및 술후의 공기역학적 검사와 음향학적 검사를 시행하여 분석하고 통계처리를 하였다.
술 후 추적관찰이 가능했던 118예중 남자가 64명(54%)이었고, 여자가 54명(46%)이고 연령분포는 12∼79세로 평균 연령은 42세였다.
질환별로 보면 성대 용종이 58예로 가장 많았고 성대 결절이 42예, 라인케 부종이 6예, 성대 낭종이 7예, 후두각화증이 5예의 순이었다.
방법
수술방법과 검사시기
수술은 두명의 술자에 의해 동일한 방법으로 시행하였으며 수술방법은 성대 용종과 성대 결절의 경우는 cup forcep 또는 fenestrated heart-shaped forceps을 이용하여 병변의 절반을 잡아당기면서 microscissors를 이용하여 절제하였고 라인케부종은 성대의 상외측부위를 절개한 뒤 안쪽의 병변을 흡입기(suction)로 흡입한 뒤 잉여점막은 제거한 뒤 점막으로 병변부위를 덮어주는 방법을 사용하였으며 성대 낭종은 낭종의 표면을 절개한 뒤 낭종을 박리하여 제거하였다. 후두각화증은 CO2 레이저로 넓게 소작하였다.
위의 방법으로 병변을 제거한 뒤 잔존병변이 있거나 성대연을 정리할 때는 CO2 레이저(1∼1.5 watt, ultrapulse)를 사용하였다.
술 전 검사는 2주이상의 약물치료후에 시행하였으며 술 후에 시행한 검사는 수술후 성대의 cover가 완전히 치유되어 재배치가 일어나는 술 후 8주에 시행하였다.4)
공기역학적 검사 및 음향학적 검사
발성의 음향학적 측정을 위해서는 CSL Model 4300 B(Kay Elemetrics Corp.)를 사용하였고, 공기역학적 측정을 위해서는 동일 회사의 Aerophone Ⅱ Model 6800을 사용하였다. CSL의 측정시에는, 환자에게 마이크를 입에서 약 10 cm 가량 거리를 두도록 한 후, 가능하면 평상시와 같은 높이와 크기로 약 3초간 ‘아’를 지속적으로 발성하도록 하였으며, 이는 2회 이상 실시하였다. 최대발성지속시간(maximum phonation time, MPT)의 측정시에는 숨을 충분히 들이마신 후 마스크를 얼굴에 밀착시키고 아를 평상시와 같은 높이와 크기로 최대한 오래 지속하여 발성하도록 하였으며, 이는 3회 실시하였다. 분석은 동일 검사도구의 분석시스템을 이용하여 실시되었다. 음향학적 검사에서는 기본주파수(fundamental frequency), jitter, shimmer와 NHR(noise-to-harmonic ratio)를 측정하였으며, 공기역학적 검사중에서는 최대발성지속시간, 평균호기율(mean flow rate, MFR)과 성문하압력(subglottal pressure)를 측정하였다. CSL 중 최종 분석 자료는 2회 이상 실시한 음성 재료 중 가장 평상시 목소리에 가까운 것을 선택하였으며, 발성 시간 3초 중 1초 내외의 가장 전형적인 부분을 편집하여 분석하였다. MPT 측정시에서는 3회 실시한 음성 재료 중 가장 발성시간이 길었던 재료를 선택하였으며, 발성 시작과 발성 종결 사이를 분석 대상으로 하였다.
통계분석
SAS program을 이용하여 술전, 술후의 비교에는 paired t-test로 통계처리하였다. 평균과 표준편차는 소수점이하 두자리까지 기록하였다. 술전, 술후의 차이를 질환간에 비교시에는 비모수검정인 ANOVA test를 이용하였다. 모든 검사에서 95% 신뢰도를 기준으로 하였고 p-value 0.05 이하를 의미있는 것으로 하였다.
결과
성대 용종
성대 용종 환자 58예를 대상으로 음성검사를 시행한 결과 기본주파수, jitter, shimmer, 평균호기율에서 술전에 비해 술후에 평균치의 감소가 있었으며 NHR, 최대발성지속시간, 성문하압력에서는 술전에 비해 술 후에 평균치의 증가가 있었다. 이중 술전, 술후에 통계적으로 유의한 차이를 보인 것은 jitter와 평균호기율이였다(Table 1).
성대 결절
성대 결절 환자 42예를 대상으로 음성검사를 시행한 결과 기본주파수, jitter, shimmer, 평균호기율에서 술전에 비해 술후에 평균치의 감소가 있었으며 NHR, 최대발성지속시간, 성문하압력에서는 술전에 비해 술후에 평균치의 증가가 있었다. 이중 술전, 술후에 통계적으로 유의한 차이를 보인 것은 jitter와 shimmer였다(Table 2).
라인케 부종
라인케 부종 환자 6예를 대상으로 음성검사를 시행한 결과 jitter, shimmer, 평균호기율에서 술전에 비해 술후에 평균치의 감소가 있었으며 기본주파수, NHR, 최대발성지속시간, 성문하압력에서는 술전에 비해 술후에 평균치의 증가가 있었다. 이중 술전, 술후에 통계적으로 유의한 차이를 보인 것은 없었다(Table 3).
성대 낭종
성대 낭종 환자 7예를 대상으로 음성검사를 시행한 결과 기본주파수, jitter, shimmer, 평균호기율, 성문하압력에서 술전에 비해 술 후에 평균치의 감소가 있었으며 NHR, 최대발성지속시간에서는 술전에 비해 술후에 평균치의 증가가 있었다. 이중 술전, 술후에 통계적으로 유의한 차이를 보인 것은 최대발성지속시간였다(Table 4).
후두각화증
후두각화증 환자 5예를 대상으로 음성검사를 시행한 결과 최대발성지속시간, NHR, 성문하압에서 술전에 비해 술후에 평균치의 감소가 있었으며 기본주파수, jitter, shimmer, 평균호기율에서는 술전에 비해 술후에 평균치의 증가가 있었다. 이중 술전, 술후에 통계적으로 유의한 차이를 보인 것은 없었다(Table 5).
고찰
음성장애를 이해하기 위해서는 음성에 대한 정량적인 검사가 이루어져야 하는데, 음성의 청각심리검사, 음향학적 검사, 공기역학적 검사, 후두구조물의 운동 관찰, 근과 신경의 기능검사 등이 알려져 있다.1) 음성의 변화를 초래하는 성대병변은 일차적으로 귀로 듣고 판단하는 지각적 방법과 직접 성대를 관찰하는 방법으로 평가할 수 있다. 그러나 지각적 방법은 오랜 기간 교육을 받은 경험있는 전문가가 필요하고, 성대를 직접 관찰하는 방법은 정상 발성에 장애를 주고 환자를 불편을 줄 수도 있으므로 임상적으로 제한이 따른다.5) 따라서 객관적이고 검사가 용이한 음향학적 검사와 공기역학적 검사가 치료 전후 또는 치료중 음성의 평가에 많이 이용되고 있으며 이러한 검사의 분석을 통해 질환의 병태를 어느 정도 추정할 수 있다고 알려져 있다.6)7)
Wolfe 등8)은 음성장애의 정도를 나타내는 음향변수로 기본주파수, jitter, shimmer, NHR을 선택하였고, Fex 등9)은 기능성 애성 환자를 대상으로 음성 치료후 기본주파수, jitter, shimmer 등의 개선을 보고하였다. Kim 등10)은 발성장애 혹은 쉰목소리의 정도의 판별에 있어 공기역학적 검사 및 음향학적 검사의 음성변수인 최대발성지속시간, 평균호기율, jitter, shimmer, NHR등이 도움이 되는 것으로 보고하였다.10) 이들 중 jitter와 shimmer는 주로 성대의 안정성(vocal stability)를 살펴보는 것으로 성대간의 비대칭성, 공기흐름의 장애, 성대내 점액질의 작용, 모세혈관의 분포등에 의해 생기는 것으로 추정되며 병적인 상태에서 값이 증가된다.11) 본 연구에서는 이러한 기존의 연구결과를 기초로 하여 수술 전후 음성 기능의 개선여부를 판단하기 위하여 음향학적 검사로 기본주파수, jitter, shimmer, NHR을 측정하였고, 공기역학적 검사로 최대발성지속시간, 평균호기율, 성문하압력을 측정하였다. 이러한 측정인자에 대한 연구에서는 jitter가 음성의 거침성(roughness)과 더 연관성이 있는 것으로 보고 되기도 하였으며12) 다른 저자들은 sh-immer가 jitter 보다 더욱 더 애성와 연관되어 있는 것으로 보고 하고 있어8) 어느 하나만 가지고 음성장애의 정도를 판별하는 것은 힘든 것으로 알려져 있다. 또 다른 보고에 의하면 후두 미세수술후 평균호기율의 감소, 성문 효율(glottal efficiency)의 증가 등이 통계적으로 연관성이 있으나 최대발성지속시간등은 연관성이 없는 것으로 보고하는 등3) 하나의 객관적인 측정인자를 표준삼기가 어려워 각 질환별 측정인자의 변화를 살펴보고 이를 토대로 전체적인 변화를 고찰해 보고자 하였다.
성대 용종의 경우 대부분의 환자에서 수술적인 치료를 시행하였는데 전반적인 음성변수의 향상이 있었고 그 중 jitter와 평균호기율은 통계적으로 유의한 차이를 보였다. Choi 등13)에 의하면 jitter, shimmer, NHR 등이 성대용종의 치료판정에 도움을 주는 것으로 보고하였고, Nam 등14)에 의하면 술 후에 시행한 음향학적 검사에서 jitter와 shimmer 값이 유의하게 감소되었다고 보고하였다.
성대결절의 경우 발생한 지 얼마 되지 않는 성인환자나 아동 환자에서는 음성치료가 우선 시행되었고 성대결절 진단후 3개월간 보존적인 치료를 했음에도 증상호전이 없으면 수술적 치료를 시행하였다.15) 음성치료로는 우선 음성남용을 억제하고 음성 위생-음주 및 흡연, 탄산 음료 및 카페인 음료 섭취를 줄이고 수분 섭취를 증가시킴등을 준수케 하고 부드러운 발성법(저작 접근법, Head positioning 접근법, 호흡연습, 하품-한숨 접근법 등)을 연습시켜 발성시 성대에 긴장을 줄이는 방법 등을 사용하였다.16)
음성분석결과 전반적인 음성변수의 향상이 있었고 그 중 jitter와 shimmer는 통계적으로 유의한 차이를 보였다. Pyo 등16)에 의하면 성대 결절에 있어 치료후에 최대발성지속시간이 가장 유의하게 개선되었고 그 다음이 평균호기율, shimmer, NHR순으로 공기역학적 개선이 음향학적 개선보다 더 유의한 것으로 보고하고 있으나 Woo 등3)에 의하면 수술전후에 최대발성지속시간은 통계적으로 유의하게 개선되지 않은 것으로 보고되어 연구자에 따라 상반된 결과를 보이고 있다. Nam 등 14)은 술후에 음향학적인 검사에서 shimmer만이 유의하게 감소하였다고 보고하였다. 본 연구에서 jitter는 대상 환자가 많아 안정적인 자료였던 성대 용종과 성대 결절 두 질환군에서 술 후에 통계적으로 유의하게 감소하고, 술전 술후의 차이를 ANOVA test에 의해 질환간에 비교했을 때 jitter만이 질환간에 통계적으로 유의한 차이를 보인 것으로 보아 수술전후의 성대기능을 가장 잘 반영할 수 있는 음성변수라고 생각되었으며, 다른 변수들에 비해 큰 변화를 보여 음성의 질과 민감하게 관련되어 있음을 알 수 있었다.
라인케 부종의 경우 수술적인 치료와 함께 앞서 말한 음성위생을 준수하게 하고 위산역류를 억제하는 약물치료를 함께 시행하였다. 연구결과 jitter, shimmer, 평균호기율이 술 전에 비해 술 후에 평균치의 감소가 있었으며 기본주파수, NHR, 최대발성지속시간, 성문하압력에서는 술 후에 평균치의 증가가 있어 술 후에 음성기능의 향상을 보인 Kim 등17)의 보고와 유사한 결과를 보였으나 술전, 술후 통계적인 유의한 차이를 보이지는 않았다. 이에는 술후 추적관찰하여 검사한 경우가 6예로 적었으므로 검사자료의 불안정성이 기여한 것도 고려해야 하며 또한, 라인케 부종의 병인으로 알려진 흡연, 과다한 발성, 인후두 위산역류 등에 대해 예방 및 치료에 대한 평가가 필요하다.14)
성대 낭종은 대부분의 경우에 있어 수술적인 치료를 시행하였다. 음성분석결과 술후에 기본주파수, jitter, shimmer, 평균호기율, NHR, 최대발성지속시간등이 향상된 소견을 보였으나 통계적으로 유의한 차이를 보인 것은 최대발성지속시간였다. 성대 낭종도 7예를 대상으로 하였으므로 검사자료의 통계분석에 제한점이 있음을 고려하여 해석해야 한다.
후두각화증의 경우 비록 5예를 대상으로 분석하였다는 한계점이 있지만 결과에서 보듯이 다른 질환과 달리 술후에 음성검사상 뚜렷한 음성기능의 호전을 보이지 않았다. 이는 술 후에 재발된 경우 1예와 광범위한 병변의 제거후에 성대의 반흔과 경직으로 술후에도 음성장애가 남아있었던 1예가 술후 음성검사에 영향을 준 것으로 판단된다.
결과적으로 통계분석이 가능한 성대용종과 성대결절 두 질환군에서 분석한 결과 술후에 통계적으로 유의하게 감소하고 술전, 술후의 차이를 질환간에 비교했을 때 jitter만이 질환간에 통계적으로 유의한 차이를 보인 것으로 보아 수술전 후의 성대기능을 가장 잘 반영할 수 있는 음성변수라고 생각되었다.
결론
수술 전후의 음성기능분석에서 성대 용종의 경우 jitter와 평균호기율이 술후에 통계적으로 유의하게 감소하였고, 성대 결절의 경우 jitter와 shimmer가 술후에 유의하게 감소하였으며 성대 낭종의 경우 최대발성지속시간이 술후 유의하게 증가하였다. 라인케 부종의 경우 통계적으로 유의한 차이를 보이는 음성지표는 없었으나 전반적인 음성변수의 향상은 있었고 후두각화증의 경우 술후에 뚜렷한 음성변수의 향상은 없었다.
음향학적 검사와 공기역학적 검사는 음성장애환자의 술전, 술후 음성평가에 있어 객관적이고 용이한 검사로 여겨졌으며 성대용종과 결절의 경우 jitter가 성대기능의 상태를 반영하는 예민한 음성변수로 연구되었고 이는 후두수술 후 음성평가와 예후에 있어 중요한 지표로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.
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