Evaluation of Normal Swallowing Using Oropharyngeal Scintigraphy.

Noh, He Il; Lee, Jong Woo; Park, Young Ha; Chae, Se Yong

Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 42(9); 1999 > Article

Original Article

Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1999;42(9): 1155-1159.

Evaluation of Normal Swallowing Using Oropharyngeal Scintigraphy.

He Il Noh, Jong Woo Lee, Young Ha Park, Se Yong Chae

¹Department of Otolaryngology Head and Neck Surgery, College of Medicine, the Catholic University of Korea, Seoul, Korea. nhi1@unitel.co.kr
²Department of Radiology, College of Medicine, the Catholic University of Korea, Seoul, Korea.

인두구강 신티그라피를 이용한 정상 연하 작용의 평가

노혜일¹ · 이종우¹ · 박영하² · 채세용¹

가톨릭대학교 의과대학 이비인후과교실1;방사선과학교실2;

주제어: 인두구강 신티그라피ㆍ연하작용ㆍ선별검사.

ABSTRACT

BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Scintigraphic swallowing test is a noninvasive, quantitative and safe measurement of swallowing. The purposes of this study were to establish a normative data of scintigraphic swallowing test and to determine that this procedure could be a simple screening test of swallowing disorders.
MATERIALS AND METHODS:
Scintigraphic tests of the oropharyngeal transit with thick liquid bolus were performed in 51 normal subjects, who were 15 to 61 years of age. Each subject was instructed to swallow the single viscous liquid bolus mixed with 1mCi Tc-99m tin-colloid. Dynamic imaging data were obtained with the patients in a supine position and recorded at a frame rate of 25 per second over 10 seconds. Inspection of summed images permitted the section of regions of interest (ROI) to represent the mouth, pharynx, and esophagus. Transit times between each ROI were calculated and compared. Time activity data were used to compute oral discharge and pharyngeal transit times, oropharyngeal transit time, percentage residues in the mouth and pharynx, oral and pharyngeal swallowing efficiencies, and oropharyngeal clearance in 2.5 seconds. Twenty subjects repeated the test in two weeks.
RESULTS:
Mean+/-standard deviation of oral discharge time, pharyngeal transit time, oropharyngeal transit time, oral residue, pharyngeal residue, oral swallowing efficiency, pharyngeal swallowing efficiency, and oropharyngeal clearance in 2.5sec were 0.37+/-0.11sec, 0.64+/-0.19 sec, 1.01+/-0.21 sec, 7.05+/-3.60%, 6.12+/-3.80%, 273.58+/-78.82%/sec, 160.74+/-51.11%/sec, and 90.63+/-6.65% respectively. Repeated studies in 20 individuals indicated that these parameters were statistically similar and pharyngeal transit time was highly reproducible. Other parameters were intermediately reproducible except oral and pharyngeal residues.
CONCLUSION:
Oropharyngeal scintigraphy provides a rapid, noninvasive and cost effective screening test as well as a quantitative study of swallowing disorders.

Keywords: Oropharyngeal scintigraphyㆍSwallowingㆍScreening test

연하 곤란증의 진단과 평가에 현재 가장 널리 이용되는 객관적인 평가방법은 수정된 바륨 연하법(modified barium swallowing procedure)이다. 이 방법은 액체 바륨(liquid barium), 반 고형 바륨(barium paste)과 저작 작용이 필요한 과자 등을 섞은 고형식 바륨의 3가지 재료를 이용하여 연하 작용 시 구강 및 인두통과시간이나 운동장애를 평가하는 방법으로 비디오투시(videofluoroscopy)로 관찰한다.1) 이 검사는 기도 흡인의 여부와 정도, 환자에게 적절한 음식물의 성상을 결정하는데 도움을 줌으로써 연하장애의 치료를 계획하고 목의 자세 변화와 음식물의 성상을 이용한 연하 곤란증의 치료 방법의 효과를 판정할 때에 가장 유용한 검사다. 그러나 이 검사는 방사선 노출이 많아 소아에서 사용하기 어렵고, 조영제인 바륨이 섞여 실제 음식성상과 차이가 나며, 식도 역류와 기도흡인을 정량화 할 수 없을 뿐 아니라 자료 분석에 많은 시간과 노력이 소요된다. 인두구강 신티그라피(oropharyngeal scintigraphy)는 원래 식도 통과시간을 보는 검사이지만2) 같은 방법을 구강과 인두에 적용하면, 구강과 인두내의 음식물의 통과시간 뿐만 아니라 잔량을 정량적으로 측정할 수 있으며, 통과율(clearance)을 계산할 수 있다. 또 기도흡인과 식도 역류현상을 평가하는데는 비디오 투시검사에 비해 민감도가 높다.2) 그러나 이 검사의 문제점은 연하작용의 자세한 해부와 생리적 변화를 알 수 없고 정상 연하의 정상 범위에 대한 자료가 부족해서, 결과 판정 시 정상 범위에 대한 기준이 부족한 실정이다. 따라서 이 연구의 목적은 정상인에서 여러 연하 곤란증의 진단 방법 중 비교적 간단하게, 즉 1분 이내에 방사선의 노출이 적고 불편감 없이 연하곤란을 정량적으로 평가할 수 있는 신티그라피의 정상 범위를 얻어 연하곤란이 의심되는 환자의 검사 결과를 분석하는 데에 기본 자료로 임상에서 활용하며, 이 검사의 재현성을 검증하여 연하곤란의 여부를 평가하는 보완적이고 선별적인 검사로 적합한지를 알아보는데 있다. 대상 및 방법 대상 1998년 2월부터 1999년 5월까지 15세에서 61세까지의 정상 성인 남여 51명(남자：23명, 여자：27명；10대：7명, 20 대：11명, 30대：14명, 40대：10명, 50대：7명, 60대：2명)을 대상으로 하였고 평균 나이는 35세였다. 정상군의 선정기준은 연하 곤란증의 증상이 없고, 과거력에서 연하곤란을 일으킬만한 중추신경계와 말초신경계의 이상이 없으면서 인두식도조영촬영과 굴곡내시경검사가 정상인 사람을 대상으로 하였다. 이중에는 경부 이물감이나 불편감을 호소하는 환자 중에서 인두식도조영촬영이 정상인 20명이 포함되었다. 검사 대상 중 20명에서는 2주 후에 반복검사를 하였으며 이들의 평균나이는 31세(남자：13명, 여자：7명)였다. 방법 검사방법 피검자는 검사 전 8시간 금식, 2시간 전까지 금연하였고 Vertex Plus 감마 카메라(ADAC, california, USA)의 감광판을 30 cm 좌측면 45°전방에 위치시킨 후 앙와위에서 요플레 7 ml에 1 mCi(37 MBq)의 Tc-99 m tincolloid를 섞어 입에 물고 있다가 한 번에 삼키도록 하였다. 검사에 사용되는 반고형 액체식은 플래인 요플레로 점도는 Brookfield사의 점도계, LVF model로 측정하여 평균 5600 centipose이었다. 피검자가 검체를 삼키기 직전부터 25 frames/sec 속도로 10초간 한 화면에 구강, 인두, 식도와 위 일부를 포함하여 촬영하였다. 총 검사시간은 1분 이내였다. 결과분석 10초간 얻어진 250 frame을 총합하여 영상을 얻은 뒤 한 검사자가 해부학적인 기준으로 그림과 같이 구강, 인두, 식도의 세 부분으로 구분하였고(Fig 1), 이를 토대로 얻어진 각각의 시간-방사능 곡선(time-activity curve)을 구하였다(Fig. 2). 이 곡선을 이용하여 다음과 같은 지표(parameter)들을 구했다. 1) 구강배출시간(oral discharge time)：인두에서 방사능이 증가되기 시작하면서 구강에서 방사능이 빠르게 감소되는 기간. 2) 인두통과시간(pharyngeal transit time)：구강에서 방사능이 감소되면서 인두부에서 방사능이 증가하기 시작하는 시점부터, 인두부에서의 최대점을 지나 방사능이 감소되어 식도기에서 방사능이 증가하기 직전의 시점까지의 기간. 3) 구인두통과시간(oropharyngeal transit time)＝구강배출시간＋인두통과시간. 4) 구강잔량(oral residue)：구강기에서 인두기로 음식물이 진행된 이후 남아있는 잔량으로 Hamlet 등 3)이 이용한 방법을 사용하였다. 즉 구강기의 시간-방사능 곡선으로부터 방사능이 줄어들기 시작하는 시점의 방사능량(음식물이 구강을 통과해서 인두로 넘어가기 시작할 때의 방사능량)을 분모로, 방사능이 더 이상 줄어들지 않는 시점의 방사능량(음식물이 구강에서 인두로 진행하고 나서 구강에 남은 방사능량)을 분자로 하여 계산하였다. 5) 인두잔량(pharyngeal residue)：인두기에서 식도기로 음식물이 진행된 이후 남아있는 잔량으로 Hamlet 등 3)이 이용한 방법을 이용하여 측정하였다. 6) 구강연하효율(oral swallowing efficiency)은 Logemann 등4)이 비디오투시검사를 이용하여 계산하였던 식을 이용하여 다음과 같이 산출하였다. 구강연하효율(%/초)＝(100%-구강잔량 %)/구강배출시간 7) 인두연하효율(pharyngeal swallowing efficiency)도 Logemann 등4)의 비디오투시검사를 이용하여 계산하였던 식을 이용하여 다음과 같이 산출하였다. 인두연하효율(%/초)＝(100%-인두잔량 %)/인두통과시간 8) 연하시작 2.5초 후의 구인두통과율(Oropharyngeal Clearance in 2.5 sec.) Ct＝(Emax-Et)×100 /Emax Ct：t 시간후 통과율(%) Emax：관찰부의 최대 방사능 Et：관찰부의 t 시간 후 방사능 통계처리방법 대상군에서 평균값과 표준편차를 구하고 동일 대상의 반복 검사값의 비교는 paired t-test와 concordance correlation coefficient를 이용하여 SAS 프로그램에서 검증하였다. 결과 51명에서 구강배출시간 0.37±0.11초, 인두통과시간 0.64±0.19초, 구인두통과시간은 1.01±0.21초, 구강잔량 7.05±3.60%, 인두잔량 6.12±3.80%, 구강연하효율 273.58 ±78.82%/초, 인두연하효율 160.74±51.11%/초, 2.5초에서의 구인두통과율은 90.63±6.65%였다(Table 1). 재검사한 20명에서 첫 검사와 재검사시의 각 지표들은 구강배출시간 0.36±0.09초와 0.38±0.12초, 인두통과시간 0.67±0.18초와 0.64±0.16초, 구인두통과시간 1.03±0.19초와 1.02±0.18초, 구강잔량 6.42±2.85%와 7.05±4.39%, 인두잔량 6.37±4.11%와 6.13±3.87%, 구강연하효율 277.08 ±70.68%/초와 262.15±63.05%/초, 인두연하효율 147.93±37.62%/초와 156.14±43.07%/초, 2.5초에서의 구인두통과율 90.81±4.51%와 91.24±4.16%였다(Table 2). 첫 검사와 재검사 군에서 검사의 차이를 보기 위해 시행한 paired t-test에서 각 검사지표의 p-value는 구강 배출시간 0.53, 인두통과시간 0.54, 구인두통과시간 0.84, 구강잔량 0.59, 인두잔량 0.85, 구강연하효율 0.49, 인두연하효율 0.52, 2.5초에서의 구인두통과율 0.76등으로 초기검사 반복검사간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 2회 검사의 재현성을 보기 위해 계산한 concordance correlation coefficient는 구강 배출시간 0.49, 인두통과시간 0.75, 구인두통과시간 0.59, 구강잔량 0.08, 인두잔량 0.34, 구강연하효율 0.46, 인두연하효율 0.69, 2.5초에서의 구인두통과율 0.54 등으로 인두 통과시간에서는 높은 재현성을 보였고, 구강잔량과 인두잔량을 제외한 대부분의 검사에서 중간 정도의 재현성을 보였다(Table 3). 고찰 연하작용의 평가방법은 비디오 투시검사와 핵의학검사, 굴곡성 내시경 검사, 초음파검사, 경부 청진법, 근전도 검사 등 여러 가지 방법이 시도되고 있으나 이 중 비디오 투시검사는 가장 표준적인 검사로 치료 방법을 결정하고 치료 결과를 판정하는데 필요한 대부분의 정보를 제공한다.2)5) 비디오 투시검사를 이용하면 구강, 인두 및 식도의 구조적인 이상이나 음식물의 통과정도, 인두 내에 남아 있는 음식물의 대략적인 정도 및 기도흡인 여부 등을 알 수 있는 정성적인 평가와, 시간에 따른 음식물이나 구조물의 이동을 나타내 주는 연하 지표들을 밝히는 정량적인 평가를 할 수 있다. 이 중 정성적인 평가를 통해서는 구조적 이상을 자세 변화와 음식물의 성상을 조절하여 개선시키는 근거로 사용할 수 있으며, 정량적인 평가는 구체적인 평가치를 비교할 수 있는데 그 의의가 있다.6) 그러나 비디오 투시를 통해 산출하는 인두 연하 효율은 잔량의 정도를 손쉽게 정량화하는 데에는 문제점이 있고, 이를 보완하기 위해 같은 대상에서 비디오 투시검사와 신티그라피를 이용하여 인두 통과시간과 인두잔량을 측정하여 그 상관관계를 보고한 연구6)에서 비디오 투시검사의 정성적인 지표들이 신티그라피에서 산출하는 정량적인 연하지표들과 유의한 상관이 있으며 따라서 이 지표들은 상호 보완되어야 함을 보고한 바 있다. 인두 통과시간을 보더라도 비디오투시검사에서는 음식물이 구강에서 인두부로 들어오기 시작한 순간부터 후두가 상승하기 시작하는 시점까지로 보는데,7) 이 값은 신티그라피를 이용하여 측정한 인두통과시간과 보완적으로 사용될 수 있다. 과거 여러 연구들에서 기도흡인의 유무를 진단하고, 방사능량의 측정을 통해 흡인의 정도를 정량적으로 측정할 수 있어 신티그라피가 연하곤란증과 흡인을 진단하는데에 사용된 바 있으나8) 인두구강 신티그라피를 이용한 연하지표들의 정상치에 대한 연구는 15명에서 25명 내의 소수 비교군에서만 이루어졌다. 6)9-13) 51명을 대상으로한 본 연구에서 다른 연구들과의 차이점은 우선 인두통과시간이며 본 연구에서는 0.64±0.19초로, 다른 연구에서 반고형 액체(5600 centipose)의 인두통과시간이 0.72±0.12초,6) 반고형식(1,100 centipose)의 0.84±0.01초,11) peak emptying rate의 시간 간격을 이용하여 측정한 연구의 0.76±0.04초,12) 비디오투시검사를 이용하여 측정한 연구의 0.59±0.38초14) 결과들과 다소 차이를 보인다. 비디오투시검사와 신티그라피, 연하근전도 검사를 동시에 시행하여 정상인에서의 인두통과시간을 측정한 연구의 신티그라피 결과에서 연식의 인두통과시간은 0.40±0.11초이며 같은 대상군에서도 세 가지 검사로 측정한 인두통과시간이 차이를 보였으며 이는 결국 각 검사에서 인두통과시간으로 설정한 기준이 다르기 때문이다.9) 인두통과시간은 정상인에 비해 연하곤란증 환자에서 증가된다고 알려져 있고 이를 이용하여 연하곤란증의 심한 정도를 알 수 있어 임상적인 의의가 있다. 그 외 다른 연하 지표들 중 연하곤란증 환자의 평가에 중요한 지표는 잔량과 연하효율인데 연하곤란증 환자들이 정상인에 비해 인두 잔량과 인두 통과시간이 증가되어 기도흡인의 가능성이 높다는 가정하에서는 인두연하효율은 측정의 의미가 있다.10) 비디오투시검사와 신티그라피를 동시에 시행하여 자세와 음식물 성상의 변화를 알아본 연구 10)에서 된 액체의 구강 잔량은 중립위, 턱을 내린 자세, 고개 회전 자세에서 각각 5.65±3.61%, 8.60±4.91%, 7.42±3.49%였으며 인두 잔량은 각 자세에서 5.53±3.78%, 4.75±2.47%, 5.46±4.78%, 구강 연하효율은 각 자세에서 229.1±72.01%/초, 253.74 ±48.92%/초, 210.8±78.61%/초, 인두 연하효율은 각 자세에서 134.65±25.08%/초, 140.51±29.09%/초, 127.9±36.81%/초로 보고되었으며 본 연구와 비교했을 때 측정값에 차이가 있는데 이들은 주로 연하자세와 연하식이의 점도, 대상군의 연령분포와 크기에 영향을 받는다. Halmet 등은 연하지표들의 정상값이 주로 음식물의 성상과 점도에 영향을 받는다 하였으며11) Lazarus 등은 연하지표들의 정의와 측정 방법, 연하자세에 따라 차이가 있으며 그 외에 음식물의 양과 연하 횟수에 다소 영향을 받는 것으로 생각되나 통계적인 의의는 없다고 하였다.7) 결국 각 연구의 정량적인 연하지표들을 분석할 때는 연하식이가 동일한 성상과 점도인지를 확인해야 하며 검사시 자세등 측정 방법의 조건을 자세히 확인하여야 한다. 그 외의 연하지표 중 구인두통과율의 정상 기준을 연하시작 후 10초에 78%에서 80% 까지로 정의한 연구13)도 있으나 이는 정상의 범위를 지나치게 확대시킨 것으로 이 기준을 적용하면 정상과 비정상의 구분이 어려울 것으로 생각된다. 본 연구에서는 연하시작 후 2.5초를 기준으로 보았을 때에도, 구인두통과율은 90.63±6.65%로 80%이상이었다. 이 외에도 신티그라피에서 얻을 수 있는 여러 연하지표들이 핵의학 분야에서 연구되어 왔으며 본 연구에서 사용한 지표들14) 외에도 윤상인두개구기간(duration of cricopharyngeal opening),6) total area count에 대한 pharyngeal count를 측정하는 법,3) scintigraphic transit study에서 condensed image나 centroid of radioactivity를 추적하는법 등15)이 있지만 이들 방법은 별도의 전산화분석 프로그램이 필요하며 계산과 분석이 복잡한 단점이 있다. 본 연구에서 첫 검사와 재검사를 비교했을 때 통계학적으로 유의한 차이는 없었다. 첫 검사와 재검사의 재현성을 검증했을 때 구강 및 인두 잔량외의 연하지표들은 중등도(0.4≤r 0.7) 이상의 재현성을 보였다. 이중 인두통과시간의 재현성이 가장 높았다(r＝0.75). 따라서 신티그라피를 연하장애의 선별검사로 시행할 때 반복 검사를 할 필요는 없으며 선별 검사로의 신빙성도 높다. 비디오투시검사도 첫 검사와 재검사사이에 차이가 없는 것으로 이미 알려져 있으나, 검사를 3회는 시행해야 모든 연하지표들이 80%이상의 신뢰도를 지닌다고 하였다.7) 그러나 선별검사를 하면서 여러번 검사를 하는 것은 방사선 노출의 문제가 있을 수 있으므로 1회 검사에서 비정형적인 결과를 얻었을 때 반복검사를 시행하는 것이 옳겠다. 비디오 투시 검사를 선별 검사로 시행하는 경우는 반고형식이나 액체만으로 간단히 시행하여 연하장애여부를 확인할 수 있겠다.16)17) 본 연구에서 시행한 검사 방법은 검사소요 시간이 1분 이내이며 간단히 시행할 수 있다는 점에서 소아군에서도 시행할 수 있는 장점이 있다. 소아나 영유아의 연하장애 검사도 비디오투시검사를 기본으로 하되18) 방사선 조사량을 줄이기 위해 정면 촬영을 제한하여 측면 촬영만을 시행하고 검사가 2.5분에서 3.5분 이내에 끝나도록 조절해야 한다.19) 그 외에 소아에서는 착색된 음식물을 설기저부에 위치시키고 내시경으로 관찰하는 법20) 등이 있으나 선별검사로는 적당하지 않다. 소아에서 연하장애의 선별 검사로 신티그라피가 적당한지를 알기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다. 성인에서는 검사시간이 1분 이내로 검사자에게 불편감을 주지 않고 연하지표들을 손쉽게 얻을 수 있다는 점에서 구강인두 신티그라피를 연하장애의 여부를 판정하는 선별검사로 사용할 수 있겠다. 또한 본 연구에서의 결과로 신티그라피가 어느 정도 재현성이 있어 정량분석의 의미가 있다고 추론한다면 이 검사를 비디오 투시검사의 보조적인 검사로 함께 시행하여 잔량과 연하효율등의 연하지표들을 정량적으로 보완하는 데에도 활용할 수 있다. 결론 구강인두 신티그라피는 비 침습적이며 간단히 연하지표를 정량화할 수 있는 점에서 이 검사를 연하장애의 여부를 판정하는 선별검사와 비디오투시검사를 정량적으로 보완하는 방법으로 활용할 수 있다.
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