교신저자：김정훈, 463-707 경기도 분당구 성남시 구미동 300  서울대학교 의과대학 분당서울대학교병원 이비인후과학교실
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서     론

   수면호흡장애는 수면 중 흡기 시 상기도의 폐쇄로 무호흡이나 저호흡과 같은 환기장애를 발생시키는 수면장애로서, 주기적인 혈중 산소농도의 변화를 일으키고 이차적인 수면분절로 빈번한 수면 중 각성을 발생시켜 주간 졸리움증, 두통 등과 같은 다양한 임상양상을 나타내게 된다.
   수면다원검사는 수면장애의 진단에 널리 사용되는 검사법이며, 시간당 무호흡, 저호흡의 횟수 등 다양한 정보를 제공해 주지만 수면 중 상기도의 협착부위에 대한 정보를 제공해 주지는 못한다.
   상기도에서 무호흡의 발생부위를 파악하려는 연구는 다양하게 진행되어 왔으며, 단순영상에서 fluoroscopy, CT, MRI에 이르는 영상을 이용하는 방법에서부터, Mueller법을 포함하는 내시경을 이용하는 방법, 반사되는 음파를 이용하는 방법, 그리고 압력을 측정하는 방법 등이 있다.
   1986년 Hudgel은 인두 여러 부위의 압력측정을 통하여 상기도의 폐쇄부위를 평가하였다.¹⁾ 흡기 시의 흉강 내 압력의 변화는 기도를 통하여 전달되며, 기도의 어떤 부위가 폐쇄될 경우 기도를 통한 압력의 전달에 장애가 발생된다. 이때 서로 다른 곳에 위치한 압력 측정 센서는 압력의 차이를 측정하게 되고, 이러한 상기도 압력 측정(airway pressure recording)을 통해 기도 내 폐쇄부위를 평가할 수 있다.²⁾
   본 연구에서는 수면 중 상기도 압력 측정(upper airway pressure recording)을 통해 구한 무호흡 위치에 따른 임상 양상의 차이를 수면다원검사상의 지수들을 비교하여 연구하고자 하였다. 

대상 및 방법

대 상
   2004년 5월부터 2005년 7월까지 코골이 및 수면무호흡을 주소로 본원 이비인후과를 내원하여 수면다원검사와 상기도 압력 측정을 시행받은 환자 84명을 대상으로 후향적인 연구를 시행하였다. 수면다원검사 결과 무호흡저호흡지수(apnea-hypopnea index：AHI)가 5 미만이거나, 과거 편도 및 코골이 수술을 받은 병력이 있는 환자, 비중격이 심한 만곡을 보이는 환자들은 대상에서 제외하였다.
   84명의 대상 환자 중 남자는 78명, 여자는 6명이었으며, 연령분포는 16세에서 70세(평균 48.4세)였다. 

방 법
   수면다원검사를 통해 무호흡저호흡지수, 무호흡지수(apnea index, AI), 최저산소포화도(minimal O₂ saturation), 그리고 신체비만지수(body mass index, BMI, kg/m²)를 측정하였다.
   무호흡지수는 한 시간 동안 10초 이상 기류가 완전히 멈추는 횟수로 정의하였다. 저호흡(hypopnea)은 10초 이상 기류가 50% 이상 의미 있게 감소하지만 전적으로 멈추지는 않는 상태 혹은 EEG상 각성을 보이거나 4% 이상의 산소포화도 감소를 보이는 10초 이상의 중등도의 기류감소로 정의하였다. 무호흡저호흡지수는 한 시간 동안의 무호흡과 저호흡을 합한 횟수로 정의하였다. 최저산소포화도는 수면 중 산소포화도가 가장 낮은 경우를 취하였다. 
   무호흡 위치 측정을 위하여 4개의 압력측정 센서를 가지고 있는 지름 2.7 mm, 길이 120 cm의 카데터(Gaeltex Ltd., Scotland, UK)를 비강을 통하여 삽입하였다. 센서는 카데터의 맨 끝, 그리고 각각 205 mm, 25 mm, 40 mm 간격으로 위치하였다(Fig. 1). 카데터는 코쪽에서 두 번째 센서가 구개수의 뒤쪽 끝에 위치하도록 하고, 카데터는 윗입술에 테이프로 고정하였다. 카데터의 위치는 C-spine simple X-ray로 다시 확인하였다(Fig. 2). 결과적으로 카데터의 각 센서들은 각각 후비강(the posterior nasal cavity), 구개수끝(uvula tip), 후두개끝(tip of the epiglottis), 식도 중간부(the mid-esophagus)에 위치하게 된다.
   압력곡선은 센서에 의해 측정되어 호흡 주기에 따라서 굴곡이 있는 모양으로 나타난다. 무호흡, 저호흡 등이 발생할 경우, 기도 폐쇄부위 상부에 있는 센서는 압력을 전달받지 못하여 편평하거나 50% 이상 현저히 굴곡이 줄어든 압력곡선을 그리게 된다. 반면 하부의 센서는 음압에 의해 더 큰 압력이 전달되어 굴곡이 더욱 두드러진 압력곡선을 그린다. 그러므로 압력곡선의 변화를 보이는 이행부위를 바탕으로 기도내 폐쇄부위를 판단할 수 있다.
   본 연구에서는 네 개의 센서를 통해서, 후비강과 구개수부위의 센서 사이에서 폐쇄가 있을 경우 연구개부 폐쇄(retropalatal obstruction), 구개수와 후두개부위의 센서 사이에서 폐쇄가 있을 경우 설기저부 폐쇄(retrolingual obstruction)로 정하였다. 연구개부 폐쇄의 경우에는 후비강부위의 센서로 압력이 전달되지 않아 압력 곡선이 편평하게 나타나며 하부 3개의 센서에서는 압력곡선이 음압에 의해 더욱 크게 나타난다(Fig. 3). 설기저부 폐쇄의 경우에는 후비강 및 구개수 부위의 센서로 압력이 전달되지 않아 두 압력곡선이 편평하게 나타나고, 그 하부 압력곡선은 골이 두드러지게 나타난다(Fig. 4). 한편, 한 호흡에서 연구개부 폐쇄와 설기저부 폐쇄가 동시에 발생할 경우에는 설기저부 폐쇄의 경우와 같이 압력곡선이 나타나게 된다.
   단일부위 폐쇄(single site obstruction)와 복수부위 폐쇄(multi-site obstruction)는 각 환자에 있어서 전 수면시간 동안 발생한 연구개부 폐쇄와 설기저부 폐쇄 등 무호흡저호흡의 위치를 종합하여 100% 연구개부 혹은 설기저부만 있을 경우 단일부위 폐쇄(single site obstruction)로, 연구개부와 설기저부 폐쇄가 모두 있을 경우 복수부위 폐쇄(multi-site obstruction)로 정의하였다.

통계분석 
   각 지수에 대한 결과는 Student's t-test로 비교하였고, 유의 확률값(p-value)이 0.05이하인 경우를 통계적으로 유의하다고 판단하였다.

결     과

   수면다원검사와 상기도 압력측정을 모두 시행받은 84명의 환자 중에서 21명은 연구개부 폐쇄를 보였고, 63명은 연구개부와 설기저부 각각의 폐쇄를 모두 보여주었다. 설기저부 폐쇄만을 보인 경우는 없었다. 따라서 단일부위 폐쇄는 연구개부 폐쇄를 보인 21명이었고, 복수부위 폐쇄는 연구개부와 설기저부 폐쇄를 모두 보인 63명이었다.
   무호흡저호흡지수는 연구개부 단일부위 폐쇄를 보인 환자군에서 평균 24.9±16.3(/h), 복수부위 폐쇄를 보인 환자군에서 평균 37.7±21.8(/h)를 나타내었다(p=.016). 무호흡지수는 연구개부 단일부위 폐쇄 환자군에서 평균 14.1±13.2(/h), 복수부위 폐쇄 환자군에서 평균 28.3±22.1(/h)를 나타내었다(p=.001). 하지만 저호흡지수는 통계적인 차이가 없었다. 최저산소포화도는 연구개부 단일부위 폐쇄 환자군에서 평균 84.3±5.8(%), 복수부위 폐쇄 환자군에서 평균 78.8±10.2(%)을 나타내었다(p=.022). 신체비만지수는 연구개부 단일부위 폐쇄 환자군에서 평균 26.5±3.0(kg/m²), 복수부위 폐쇄 환자군에서 평균 26.0±3.0(kg/m²)로 통계적인 차이가 없었다(p=.506)(Table 1).

고     찰

   Fujita는 폐쇄성 수면 무호흡증 환자에 있어서 연구개부와 설기저부로 상기도 폐쇄의 위치를 구별하여 치료의 방법을 달리하는 분류를 시도하였다.³⁾ 이러한 시도는 Riley 등⁴⁾의 multi-level 수술의 개념으로 이어졌으며, 수면 무호흡의 위치를 구하려는 많은 연구가 진행되었다.
   기도의 폐쇄부위를 확인하는 여러 방법 중에서 수면 중 식도와 인두의 압력을 구하는 상기도 압력 측정(airway pressure recording)은 실제 수면 중 실시할 수 있고, 무호흡의 발생과 그 위치를 동시에 파악할 수 있으며, 수면다원검사에 보조적으로 사용할 수 있고, 그 자체로도 수면다원검사 못지않은 수면호흡장애에 대한 다양한 정보를 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다.⁵⁾ 또한 하룻밤의 수면 전 주기에 대한 정보를 얻을 수 있다는 점도 endoscopy, fluoroscopy, CT, MRI 등 다른 방법을 넘어서는 장점이다.⁶⁾
   카데터에 의한 수면 방해에 대해 우려가 있을 수 있는데, 실제로 민감한 환자에서는 카데터를 거치할 수 없었지만, 카데터의 유무에 따른 수면다원검사의 지표를 바탕으로 한 연구에서 통계학적으로 유의한 차이가 없었다고 발표된 바 있다.^7,8) 또한 반복적인 검사에서도 일정한 결과를 보여주어야 검사를 신뢰할 수 있는데, Rollheim 등의 연구에서 반복적인 검사에도 높은 상관성을 보여주었다.⁹⁾
   본 연구에서 수면 기간 중 연구개부와 설기저부 모두에서 상기도의 폐쇄를 나타내는 환자군에서, 연구개부에서만 상기도 폐쇄를 보이는 환자군에 비해서 무호흡저호흡지수, 무호흡 지수는 크게, 최저산소포화도는 작게 측정이 되었다. 따라서 폐쇄성 수면 무호흡에서 복수부위 폐쇄를 보이는 환자가 연구개부 단일부위 폐쇄를 보이는 환자에 비하여 수면 무호흡이 보다 심하다는 것을 객관적으로 알 수 있었다.
   이번 연구결과 84명 중 21명(25.0%)만이 연구개부 단일부위 폐쇄를 보였다. 일반적으로 널리 시술되는 코골이 수술인 uvulopalatopharyngoplasty(UPPP)의 무호흡 치료효과는 Sher 등의 연구에서 무호흡 위치를 선별하지 않은 전체 환자에서 약 40.7%로 조사되는데,¹⁰⁾ UPPP의 시술 범위를 이러한 무호흡 위치 측정 검사를 통해 연구개부 단일부위의 폐쇄 경우로 한정하였을 경우 무호흡 치료율이 상승할 수 있을 것으로 예상된다. Osnes 등에 따르면 평균 AHI가 15.1인 14명의 환자를 대상으로 한 연구에서 UPPP는 설기저부위에서는 42%의 호전을 보인 반면에, 연구개부위에서는 81%의 호전을 보여주어, 설기저부보다는 연구개부 폐쇄에 더 효과가 있음을 보여주었다.¹¹⁾
   그리고 이번 연구에서 설기저부만의 단일부위 폐쇄는 관찰할 수 없었다. 84명 중 63명(75.0%)에서 복수부위 폐쇄가 관찰되었는데, 상기도 압력 측정의 센서는 한 호흡당 연구개부 혹은 설기저부 중 한 곳의 폐쇄만을 측정할 수 있으므로, 하룻밤의 수면 전주기에서 볼 때 한 환자에서 발생하는 수면 무호흡에서 기도의 폐쇄가 항상 같은 곳이 아닌 여러 곳에서 번갈아 나타날 수 있음을 알 수 있었다. 한편 더 많은 다른 연구가 필요하겠지만, 모든 폐쇄성 수면 무호흡 환자들이 연구개부 폐쇄를 동반하고 있고, 연구개부 폐쇄군보다 설기저부 폐쇄를 동반하는 군의 수면 무호흡이 심하다는 점에서, 수면 무호흡의 시작이 연구개부에서 발단하였다가 진행되면서 설기저부로까지 파급된다는 조심스러운 가정을 세워볼 수 있다.
   이번 연구에서 시행한 상기도 압력 측정의 제한점으로는 위에서 언급한 바와 같이 카데터 거치의 불편함이 수면을 방해할 수 있고, 그 자체의 부피로 인해 상기도를 좁히거나 주변근육의 역학에 영향을 줄 수 있다는 점, 그리고 한 호흡에서 발생한 설기저부만의 폐쇄와 연구개부, 설기저부 동시폐쇄를 구분할 수 없다는 점이 될 수 있다.
   본 연구에서는 다루지 않았지만 수면의 단계에 따라 상기도 폐쇄부위가 달라질 수 있다고 보고한 경우도 있었다. Boudewyns 등¹²⁾은 REM 수면 동안 비인두부위에 비하여 구인두부위에서 수면 무호흡이 더 많이 발생한다고 하였고, Shepard 등¹³⁾은 REM 수면 및 NREM 수면을 비교하여 REM수면 동안 좀 더 하부의 상기도에서 폐쇄가 발생한다고 보고하였다. 심한 무호흡을 보이는 환자에 대한 치료로서 여러 폐쇄 위치에 대한 수술이 도입되면서 많은 발전을 보이고 있다.

결     론

   폐쇄성 수면 무호흡 환자에서 상기도 압력 측정을 통한 수면 무호흡 위치 측정은 수면다원검사에 간단하게 부가적으로 시행하여 기도폐쇄 부위 진단에 효과적으로 사용될 수 있다. 연구자들은 본 연구를 통해서 복수부위 폐쇄를 보이는 환자에서 연구개부 단일부위 폐쇄를 보이는 환자에 비해 수면 무호흡이 심하게 나타남을 객관적으로 관찰할 수 있었다.

1. Hudgel DW. Variable site of airway narrowing among obstructive sleep apnea patients. J Appl Physiol 1986;61(4):1403-9.

2. Demin H, Jingying Y, Jun W, Qingwen Y, Yuhua L, Jiangyong W. Determining the site of airway obstruction in obstructive sleep apnea with airway pressure measurements during sleep. Laryngoscope 2002;112(11):2081-5.

3. Fujita S. Obstructive sleep apnea syndrome: Pathophysiology, upper airway evaluation and surgical treatment. Ear Nose Throat J 1993;72(1):67-76.

4. Riley RW, Powell NB, Guilleminault C. Obstructive sleep apnea syndrome: A review of 306 consecutively treated surgical patients. Otolaryngol Head Neck Surg 1993;108(2):117-25.

5. Tvinnereim M, Cole P, Haight JS, Hoffstein V. Diagnostic airway pressure recording in sleep apnea syndrome. Acta Otolaryngol 1995;115(3):449-54.

6. Rama AN, Tekwani SH, Kushida CA. Sites of obstruction in obstructive sleep apnea. Chest 2002;122(4):1139-47.

7. Skatvedt O, Akre H, Godtlibsen OB. Nocturnal polysomnography with and without continuous pharyngeal and esophageal pressure measurement. Sleep 1996;19(6):485-90.

8. Chervin RD, Aldrich MS. Effects of esophageal pressure monitoring on sleep architecture. Am J Respir Crit Care Med 1997;156(3 pt 1):881-5.

9. Rollheim J, Tvinnereim M, Sitek J, Osnes T. Repeatability of sites of sleep-induced upper airway obstruction. A 2-night study based on recordings of airway pressure and flow. Eur Arch Otorhinolaryngol 2001;258(5):259-64.

10. Sher AE, Schechtman KB, Piccirillo JF. The efficacy of surgical modification of the upper airway in adults with obstructive sleep apnea syndrome. Sleep 1996;19(2):156-77.

11. Osnes T, Rollheim J, Hartmann E. Effect of UPPP with respect to site of pharyngeal obstruction in sleep apnoea: Follow-up at 18 months by overnight recording of airway pressure and flow. Clin Otolaryngol Allied Sci 2002;27(1):38-43.

12. Boudewyns AN, Van de Heyning PH, De Backer WA. Site of upper airway obstruction in obstructive sleep apnoea and influence of sleep stage. Eur Respir J 1997;10(11):2566-72.

13. Shepard JW, Thawley SE. Localization of upper airway collapse during sleep in patients with obstructive sleep apnea. Am Rev Respir Dis 1990;141(5 pt 1):1350-5.