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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 55(12); 2012 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2012;55(12): 771-776.
doi: https://doi.org/10.3342/kjorl-hns.2012.55.12.771
Polysomnographic Parameters Related to the Successful Treatment of Oral Appliance in Patients with Sleep-Disordered Breathing.
Young Ha Kim, Dong Sun Park, Dong Hwa Son, Jin Hee Cho
1Department of Otorhinolaryngology Head and Neck Surgery, Yeouido St. Mary's Hospital, College of Medicine, The Catholic University of Korea, Seoul, Korea. entcho@catholic.ac.kr
2The Suum Sleep Center, Seoul, Korea.
수면호흡장애 환자에서 구강 내 장치의 성공적인 치료와 관련된 수면다원검사 지표들
김영하1 · 박동선2 · 손동화2 · 조진희1
가톨릭대학교 의과대학 여의도성모병원 이비인후-두경부외과학교실1;숨수면센터2;
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
The use of oral appliances has recently risen as an effective alternative treatment methods for patients with simple snoring or mild to moderate obstructive sleep apnea, who prefer oral appliances to continuous positive airway pressure (CPAP) or who are unable to tolerate CPAP therapy. The objective of this study was to identify which polysomnographic parameters are related to the successful use of oral appliances in patients with sleep-disordered breathing.
SUBJECTS AND METHOD:
We performed a retrospective study of 29 subjects with sleep-disordered breathing and prescribed the use of an oral appliance. To determine which polysomnographic parameters were related to responsiveness to oral appliances, differences in responder rates were assessed according to apnea severity, sleep position, rapid eye movement-stage dependency, body mass index (BMI) and nasal surgery history.
RESULTS:
Twenty-one of 29 patients showed improved respiratory disturbance index after oral-appliance treatment. Responder rates of patients with mild, moderate, and severe sleep-disordered breathing were 72.3%, 80%, and 62.5%, respectively. Responder rates among position-dependent and non-position dependent groups were 85% and 44.4%, respectively. When grouping into overweight and normal weight groups according to BMI, responder rates were 69.57% and 83.3%, respectively. The responder rate for 24 patients who had undergone septoturbinoplasty was 75%, whereas it was 60% for the non-surgery group.
CONCLUSION:
Oral appliance therapy is confirmed to be useful for patients with simple snoring or mild to moderate sleep apnea, or position dependent sleep apnea, and those who have normal weight and low nasal resistance.Oral appliance therapy is confirmed to be useful for patients with simple snoring or mild to moderate sleep apnea, or position dependent sleep apnea, and those who have normal weight and low nasal resistance.
Keywords: Mandibular advancementObstructive sleep apneaOrthodontic appliances

Address for correspondence : Jin Hee Cho, MD, PhD, Department of Otorhinolaryngology Head and Neck Surgery, Yeouido St. Mary's Hospital, College of Medicine, The Catholic University of Korea, 62 Yeouido-dong, Yeongdeungpo-gu, Seoul 150-713, Korea
Tel : +82-2-3779-2048, Fax : +82-2-786-1149, E-mail : entcho@catholic.ac.kr


구강 내 장치는 최근 경증에서 중등도의 수면호흡장애 환자의 치료에서 지속적 상기도 양압기(continuous positive airway pressure, CPAP) 치료를 거부하는 환자나 CPAP 치료에 실패한 환자에 있어서 효과적인 대체 치료 방법으로 대두되고 있다.1) 구강 내 장치를 착용함으로써 수면호흡장애 환자의 상기도 단면의 크기를 증가시킬 수 있다는 점2)에서 처방을 많이 하게 된다. 이러한 구강 내 장치에는 하악 전진 장치(mandibular advancement device), 설 보정 장치(tongue-retaining device)와 연구개 거상기(soft palatal lifter)의 세 가지 종류가 있고, 치료가 필요한 해부학적 위치에 따라 필요한 종류의 구강 내 장치를 처방하게 된다.1,3)
구강 내 장치 처방에 대한 근거는 이미 많은 논문에 의해 확립되어 있다.2) 미국수면의학회(American Academy of Sleep Medicine)는 2006년 여러 문헌들을 검토하여 구강 내 장치 사용의 적응증을 다음과 같이 마련하여 발표하였다1); 1) 단순 코골이 환자 중, 체중감량이나 수면 자세 변화 등의 행동 변화 치료에 반응하지 않거나 이의 처방이 적절하지 않은 환자; 2) 경도에서 중등도 정도의 수면 무호흡을 보이면서 CPAP보다 구강 내 장치를 선호하는 환자; 3) CPAP에 반응하지 않거나 CPAP 처방이 적절하지 않은 환자; 4) CPAP이나 체중감량, 수면 자세 변화 등의 행동 변화 치료 시도에 실패한 환자 등이다.
그러나 이러한 구강 내 장치의 적응증은 백인 위주의 연구를 토대로 만들어진 것이고, 현재까지 우리나라에서는 해부학적인 지표들과 구강 내 장치 치료의 성공의 연관성을 연구한 발표가 주를 이루고 있다.4,5) 즉, 우리나라에서 수면호흡장애 환자의 치료에 있어서 수면다원검사의 결과를 보고, 생리학적 지표로서 구강 내 장치의 성공여부를 예측할만한 지표에 대한 연구는 없는 실정이다. 본 연구는 대한민국의 수면호흡장애 환자에게서 구강 내 장치를 처방할 때, 성공 여부를 예측할 수 있는 수면다원검사상의 지표에 대해 알아보기 위해 시행하였다.

대상 및 방법


기관 임상시험 심사위원회의 승인을 받은 후, 2007년 4월부터 2009년 4월까지 단일 기관에 코골이를 주소로 내원한 환자를 대상으로 수면다원검사를 진행하였고, 이 중 코골이 혹은 수면호흡장애를 진단 받고 구강 내 장치를 처방 받아 사용한 29명을 대상으로 후향적 연구를 시행하였다. 본 연구에서 제외되는 기준으로는 1) 구강 내 장치를 고정할 치아가 충분하지 않아 사용할 수 없는 경우 2) 관절통, 근막통증을 호소하는 환자, 그리고 턱관절장애를 가진 환자로 정하였다.

수면다원검사
모든 환자들은 구강 내 장치를 처방 받기 전과 구강 내 장치를 사용하고 일정시간이 지난 후, 수면다원검사(Comet® XL Lab-based PSG, Grass technologies, West Warwick, RI, USA)를 시행하였다. 모든 수면다원검사의 지표들은 미국수면의학회 가이드라인을 따라 측정하였다.6) 무호흡은 적어도 10초 이상 호흡 기류가 90% 이상 감소하는 것으로, 저호흡은 적어도 10초 이상 호흡기류가 30% 이상 감소하고 산소 포화도가 4% 이상 저하되는 경우로 정의하였다. 호흡노력 연관 각성은 식도 내압이 10초 이상 음압으로 서서히 감소하다가 갑자기 압력이 상승하고 각성을 나타내는 패턴으로 정의되나, 식도 내압 측정 단자의 불편감으로 인해, 본 연구에서는 저호흡의 기준에는 미달되지만 호흡 기류가 감소한 후 발생한 각성으로 측정하였다.7) 호흡 장애 지수(respiratory disturbance index, RDI)는 무호흡, 저호흡, 호흡노력 연관 각성을 모두 더하여 전체 수면시간으로 나눈 값으로 정의하였다. 폐쇄성 수면 무호흡증은 RDI가 시간당 5 이상인 경우로 정의하였고, 5 미만이면서 수면다원검사상 코골이를 보이는 경우 단순 코골이로 진단하였다.

연구 방법
구강 내 장치는 치료를 원하는 단순 코골이 환자, 경도에서 중등도의 수면 무호흡 환자, 그리고 CPAP 사용을 거부한 중증의 수면 무호흡 환자에게 처방하였다. 구강 내 장치는 두 가지의 하악 전진 장치 중 하나를 처방하였다. Herbst type은 14명, SnoreGuard type은 15명의 환자에게 처방하였다(Fig. 1). 두 종류 중 어느 장치를 처방할지는 병원 사정상 처방이 가능한 종류로 선택하였다.
구강 내 장치 사용 후 수면다원검사는 평균 사용 3.4개월 후 시행하였다. 구강 내 장치의 치료 반응 여부를 보기 위해 구강 내 장치 사용 전, 후 수면다원검사 결과를 비교하여 반응자(responder)로 판단하는 기준으로, 구강 내 장치 사용 전보다 후에 RDI가 50% 이상 감소하였을 때로 정의하였다.
구강 내 장치 사용 전 시행한 수면다원검사 지표 중, 어떤 지표가 성공을 예측할 수 있는지 알아보기 위해, 호흡 장애 지수로 구분한 무호흡 정도, 수면 자세, 급속 안구 운동(rapid eye movement, REM) 단계 의존 여부, 신체 질량 지수(body mass index, BMI)에 따라 집단을 나누어 반응 정도를 비교하였다. 추가적으로, 비강의 저항이 어떠한 영향을 미치는지를 평가하기 위해 비강 내 수술력이 있는지 여부에 따라 집단을 나누어 반응률을 비교하였다.

통계 분석
반응자와 무반응자의 비교는 반응률을 계산하였고, 집단별로 Fisher's exact test를 이용하여 교차분석을 시행하였다. SPSS version 15.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 통계적 검증을 시행하였다. p value가 0.05 미만일 경우 통계적으로 유의하다고 평가하였다.



구강 내 장치 착용 전 수면다원검사를 시행하고 구강 내 장치를 처방받아 일정기간 사용 후 수면다원검사를 추가로 시행하여, 시험대상자가 된 환자는 29명이었다(Table 1). 24명의 남성과 5명의 여성이 포함되었고, 평균 나이는 36.2세, 평균 BMI는 26.4 kg/m2, 구강 내 장치 착용 전 평균 RDI는 38.6이었다. 하악 전진 장치를 이용하여 얻은 평균 하악 돌출 거리는 8.9±1.1 mm였다. 전체적으로, 29명 중 21명의 환자가 구강 내 장치 사용 후 치료 성공에 합당하게 호전된 RDI를 보였다(평균 반응률 72.4%).

수면호흡장애 정도
대상자들은 수면호흡장애의 정도에 따라 경증, 중등도, 고도로 나누었다. RDI가 15 미만인 환자를 경도, 30 이상인 환자를 고도군으로 분류하고, 나머지 환자를 중등도군으로 분류하였다.8) 연구대상자 수가 작은 관계로, 단순 코골이 환자를 경도군으로 포함시켜 연구를 진행하였다. 그 결과, 11, 10, 8명의 환자가 각각 경도, 중등도, 고도군에 포함되었다. 구강 내 장치의 치료 반응률은 각 군별로 72.3%, 80%, 그리고 62.5%로 계산되었다. 선형대 선형 결합법 교차분석 결과 유의 확률 p value=0.1로, 0.05보다는 컸지만, RDI가 높아질수록 response rate가 낮아지는 경향을 보였다(Table 2).

자세의존도
환자를 수면 자세에 따라 자세 의존성(position-dependent)과 자세 비의존성(position-nondependent)으로 분류하였다. 환자의 수면다원검사 결과에서 앙와위 자세에서의 RDI가 비앙와위 자세에서의 RDI의 두배 이상인 경우 자세 의존성군으로 분류하였다.9) 자세 의존성군과 자세 비의존성군의 반응률은 각각 85%, 44.4%였으며, 두 군간의 반응률은 통계적으로 의미 있는 차이가 있었다(p=0.024)(Table 2).

REM 의존도
REM 의존은 1) RDI가 5이상이며; 2) nonREM 수면 단계에서의 RDI는 15 미만이고; 3) REM 수면단계의 RDI가 non- REM 수면 RDI값의 두배 이상이며; 4) 수면 시간 중, REM 수면 단계의 시간이 10분 이상이라는 기준을 모두 만족시키는 경우로 정의하였다.10) REM 의존군과 REM 비의존군의 반응률은 76.8%, 68.75%로, 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p=0.697)(Table 2).

BMI
BMI는 정상 체중과 과체중의 지표인 25를 기준으로, 25 미만인 정상 체중군과 25 이상인 과체중군으로 나누었다. 이 두 군의 반응률은 정상 체중군 83.3%, 과체중군 69.57%로, 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p=0.647)(Table 2).

비강수술
비강 저항의 효과를 평가하기 위해, 구강 내 장치 착용 전 비중격 교정술과 하비갑개 점막하 절제술을 받은 환자와 수술을 받지 않은 환자 군으로 분류하였다. 비중격 교정술과 하비갑개 점막하 절제술을 받은 후 적어도 3개월 후, 구강 내 장치를 처방하였다. 수술 결정은 환자의 증상과 전비경 검사와 비내시경 상 비중격 만곡증과 만성 비후성 비염을 보이는 경우 시행하였고, 음향 비강통기검사를 시행하여 비강내 면적이 가장 좁게 측정되는 부위(minimal cross-sectional area, MCA) 양측의 면적 차이와(비강수술군 평균 0.11 cm2 vs. 비수술군 평균 0.01 cm2) 양측의 MCA의 합을 확인하였다(비강수술군 평균 1.55 cm2 vs. 비수술군 평균 1.71 cm2). 24명의 비강수술을 받은 환자 중에서 18명의 환자가 RDI 수치의 호전을 보여, 반응률이 75%였고, 비강수술을 받지 않은 환자 5명 중에서는 세 명의 환자가 구강 내 장치 착용 후 호전된 RDI 수치를 보여, 60%의 반응률을 보였다. 이 두 군 간의 반응률 차이는 통계적으로 의미 있는 차이를 보이지 않았다(p=0.597)(Table 2).



구강 내 장치가 무호흡과 코골이에 효과를 보이는 기전은 장치의 종류에 따라 다르다.1,3) 주로 많이 사용하는 하악 전진 장치는 상악와 하악 치아궁에 맞게 장착되어 하악을 기계적으로 앞으로 당겨주는 역할을 한다. 설 보정 장치는 수면 중 뒤로 밀리는 혀를 음압을 이용하여 앞으로 나오는 위치에 유지시켜주는 역할을 한다. 궁극적으로, 구강 내 장치는 수면 중 상기도의 크기를 크게 하거나 상기도의 허탈을 방지하여 상기도의 개방성을 유지시키는 역할을 한다.1,11) 본 연구에서는 Herbst와 SnoreGuard type 장치를 이용하여 연구를 진행하였으며, 모양새는 다르지만 두 가지 모두 하악 전진 장치로서, 수면호흡장애를 치료하는 기전은 동일한 것으로 알려져 있다.
미국수면의학회에서 2006년 구강 내 장치의 적응증을 발표하였으나,1) 국내에서는 아직 이에 대한 검증이나 연구가 이루어진 바가 없다. 특히 수면호흡장애 환자 진단에 기본적이며 필수적인 수면다원검사 지표 중, 구강 내 장치의 성공을 예측할 수 있는 지표가 있다면 더욱 임상적으로 활용도가 높을 것이다. 이러한 기본 배경을 바탕으로, 한국인에서 구강 내 장치의 성공을 예측할 수 있는 지표를 알아보기 위해 후향적 연구를 계획하였다.
CPAP의 효과는 경도 및 중등도 수면 무호흡 환자의 치료에 있어서 구강 내 장치보다 월등하다고 알려져 있다. 이러한 CPAP의 우월성은 아마 구강 내 장치가 모든 환자의 상기도 확장에 효과적이지 않기 때문일 것이다.12) 이러한 가설은 Ro-denstein 등13)의 보고에 의해서도 뒷받침 되는데, 이들은 수면 무호흡 환자에서 인두의 단면 중 장경이 관상면(coronal plane)보다는 시상면(sagittal plane)에 놓인다는 것을 증명하였다. 그 결과, 하악의 전방 전위가 일어나게 되면, 설후 공간(retro-glossal area)의 크기가 오히려 작아진다는 것이다. 그럼에도 불구하고, CPAP의 낮은 순응도와 여러 연구에서 입증된 구강 내 장치의 효과로 인해, 구강 내 장치는 경도에서 중등도 수면 무호흡 환자에서 CPAP의 대체 치료 방법으로 고려되고 있으며, 이러한 점은 본 연구에서도 입증되었다.
2006년 Ferguson 등11)은 수면호흡장애 환자에서 구강 내 장치의 성공적인 사용을 예측할 수 있는 임상적 지표들로 네 가지를 설명하였다. 이는 수면 무호흡의 심각도, 하악 전진 장치를 통한 하악 전방 전위의 정도, 자세에 따른 수면 무호흡이 있는지 여부, 그리고 신체 질량 지수이다.
본 연구의 결과에 따르면, 구강 내 장치는 치료 반응률 74.6%로 좋은 성적을 보이는, 수면호흡장애 치료의 좋은 대체 치료이다. 수면다원검사 결과로 보는 지표 중에서는 RDI가 낮을 수록, 자세 의존도가 있을수록 구강 내 장치에 반응이 좋았다. 그리고 BMI나 비강수술 여부, REM 수면 의존여부는 반응률에 영향을 미치지 못했다.
많은 연구에서 구강 내 장치의 치료 효과나 수술 효과에서 수면 무호흡 정도와의 연관성을 논의하였으나 그 결과는 논란이 많았다. 최근 Barcelo 등14)의 보고에 따르면, Fridemann 혀 위치(Friedman tongue position, FTP)가 수면 무호흡의 정도와 연관되는 거의 유일한 지표이며, FTP는 간단한 구인구 검사를 통해서 주요 정보를 모두 얻을 수 있다고 하였다. 이 결과로 유추해 보면, 경도에서 중등도의 수면 무호흡을 가진 사람은 FTP 점수가 중증의 환자보다 낮을 것이고, FTP 점수가 낮으므로 구강 내 장치 치료에 반응이 더 좋을 것이라고 추측할 수 있다. 본 연구에서는 편도 크기가 크거나 혀에 대비하여 낮은 연구개를 가진 환자에 있어서는 우선적으로 수술을 고려하였기 때문에 환자들 간의 FTP 점수의 차이가 없어 분석에서 제하였다. 본 연구에서 수면 무호흡 정도에 따른 반응률의 차이는 p value가 0.1로, 통계적 의의가 있지는 않았지만, RDI가 낮아질수록 구강 내 장치에 반응률이 높아지는 경향을 보였다. 이는 본 연구에서 대상환자수가 작아서 통계적 의의를 갖지 못한 것으로 생각된다.

Marklund 등15)은 자세 의존 수면 무호흡 환자들은 전후방 인두가 좁아지는 것이 측면보다 심한 경향을 보인다고 보고하였다. 반면에, 자세 비의존 수면 무호흡 환자들은 측면으로 기도가 좁아지는 양상을 보이는 경우가 많았다. 즉, 자세 의존 수면 무호흡 환자들이 수면 중 앙와위로 눕게 되면, 혀가 뒤로 밀리며 설후 면적이 좁아지고, 측면으로 눕게 되면 호전되는 것으로 생각해 볼 수 있다. 이러한 가설 하에, 수면 중 하악 전진 장치를 이용하여 하악을 전방으로 전위시킨 상태를 유지하게 된다면, 자세 의존 수면 무호흡 환자의 무호흡 호전에 특히 효과가 있을 것으로 설명할 수 있을 것이다.15) 이러한 설명이 본 연구에서는 자세 의존성 환자군이 자세 비의존성 환자군과 비교하였을 때 구강 내 장치에 좋은 반응을 보이는 결과로 나타났다.
자세 의존 수면 무호흡 환자뿐 아니라 BMI가 높은, 과체중 환자에서 구강 내 장치의 효과가 떨어지는 결과를 보였다. Dempsey 등16)의 연구에 따르면, 전후 안면 지수(anteroposterior facial dimension)가 작은 환자보다는 큰 환자에서 BMI가 수면호흡장애 정도에 영향을 더욱 크게 미친다는 결과를 보인다고 하였다. 즉, BMI가 크고 작아짐은 전후 안면 지수보다는 전체적인 상기도 면적이나 측면 면적(lateral dimension) 등의 요소에 영향을 많이 끼친다는 의미일 것이다. 이러한 이유로 BMI가 높은 과체중 환자일수록 전후 상기도 면적의 증가를 주로 일으키는 구강 내 장치의 효과가 떨어지는 것으로 추측해 볼 수 있다. 하지만, 본 연구에서는 BMI가 큰 통계적 의의를 갖지 못하는 결과를 보였다. 본 연구는 후향적 연구를 진행하여, 모든 상황의 환자를 대상자로 포함시키지 못했다는 단점이 있다. 즉, tonsil size가 크거나 low lying soft palate를 보이는 등의 수술적 교정이 필요한 환자들은 수술적 치료를 하였기 때문에 연구 대상에 포함시키지 않았다. 또한, 대상자수가 적은 연구상의 단점이 있어 기존 연구들과는 다른 결과를 보인 것으로 생각된다.
본 연구의 결과로 보면, 수면호흡장애 환자 중 비강 저항과 구강 내 장치의 반응률에는 큰 연관이 없다고 할 수 있다. 여러 연구에서 수면 무호흡 환자에서 비폐색은 무호흡을 유발하거나 빈도를 늘이는 결과를 초래한다고 보고하였다.17) 또한 비강저항을 낮추는 치료나 수술이 수면호흡장애의 증상호전에 도움이 되지만, 단독 치료로는 부족하다는 연구 결과가 있었다.18) 본 연구에서 비강저항이 낮다고 판단한 비강 수술군에게 수술 전, 후 구강 내 장치의 착용 후 결과를 보았다면 더욱 좋은 결과를 얻는 데 도움이 되었을 것으로 생각된다.
본 연구는 1) 대상자의 수가 적고; 2) CPAP 집단이나 수술 집단 등의 대조군이 없으며; 3) 구강 내 장치를 사용하기 시작한 후 짧은 기간 추적관찰 결과이며; 4) 비강 저항을 측정하기 위한 객관적인 방법 대신 음향 비강통기도 검사를 통한 간접적인 방법을 사용하였다는 단점이 있다. 그러나, 현재까지 한국인들 대상으로 구강 내 장치에 대한 연구는 두개골 계측에 따른 성공 예측 지표에 대한 연구만이 있었으나,4,5) 수면다원검사 결과 중, 구강 내 장치의 성공을 예측할 지표에 대한 연구를 진행하였다는 점에서 그 의의가 있겠다.
추후 1) 더 많은 환자를 대상으로 하여 본 연구 결과를 검증해야 하고; 2) 구강 내 장치의 반응률과 CPAP나 수술의 반응률을 비교해 보아야 할 것이며; 3) 타 인종에서 발표된 여러 구강 내 장치 사용의 장, 단기 부작용에 대해 확인하는 연구를 진행해야 할 것이다.
단순 코골이나, 경도에서 중등도의 수면호흡장애 치료에서 구강 내 장치는 효과적인 것으로 입증되었으며, 또한 수면 무호흡의 정도가 약할수록, 자세 의존성 무호흡을 보이는 경우 더욱 좋은 효과를 기대할 수 있을 것이다. 본 연구는 우리나라에서 구강 내 장치 착용 전, 후 수면다원검사를 진행하여 구강 내 장치의 효과를 입증하고, 반응률에 영향을 미치는 지표를 보고한 첫 연구라는 점에서 그 의의가 있다고 하겠다.


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