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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 43(7); 2000 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2000;43(7): 758-764.
A Study of the Availability and Parameters of Videokymography.
Cheol Min Ahn, Duk Hee Chung
Voice Speech Clinic, Department of Otolaryngology, Pundang Jesaeng Hospital, Daejin Medical Center, Pundang, Korea. cmahn@dmc.or.kr
Videokymography의 유용성과 지표를 위한 연구
안철민 · 정덕희
대진의료원 분당제생병원 이비인후과 음성언어연구실
주제어: Videokymography성대질환점막파동.
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Examining vibrations of the vocal fold is very important in patients with voice changes. The newly developed videokymography (VKG) takes images in real time and records irregular vibrations of the vocal fold. However, there are few data on VKG findings. We studied VKG to evaluate the vibratory characteristics of the vocal fold in benign vocal fold lesions and normal subjects.
MATERIALS AND METHODS:
Normal subjects (N=20) and patients (N=100) with laryngeal lesions were evaluated. Unique vibratory patterns, blurred demarcation of the mucosal propagation, decreased margin amplitudes, asymmetry in phase or amplitude, and different contact sites were observed in each benign vocal-fold lesion.
RESULTS:
There were several differences between subjects with normal and with laryngeal lesion. VKG depicted the tiny difference which were not exactly found by the stroboscope. CONCLUSIONS: We found that each type of laryngeal lesion has specific characteristics which can be revealed by VKG examination. These characteristics could be quantified and used to objectively evaluate VKG findings. This research shows that VKG can be used as a supplementary diagnostic tool.
Keywords: VideokymographyBenign vocal fold lesionMucosal wave

서     론


   사람의 음성은 성대점막의 진동에 따라서 다르게 나타날 수 있다는 것이 알려진 이래로, 음성이 만들어지는 원리나 음성변화에 대하여 많은 연구가 있어 왔다.1) 특히 음성 변화가 있는 환자들에서 성대 점막의 진동면을 관찰하는 것이 매우 중요하다. 그러나 사람의 성대점막은 맨 눈으로는 그 변화를 관찰할 수 없을 만큼 빠르게 진동하고, 또 목의 안 쪽에 깊숙이 위치하고 있어서 이것을 관찰하는 것이 그리 쉽지 않다. 그러나 기계과학의 발달은 후두경과 비데오 카메라를 연결한 특수한 장비를 이용하여 성대를 관찰할 수 있게 하였다. 하지만 일반적인 비데오 카메라는 초 당 약 50회에서 60회의 영상만을 촬영할 수 있지만, 사람의 성대 진동은 초 당 약 70회에서 1000회까지 진동하게된다. 이러한 차이가 실제로 움직이는 성대점막의 진동을 실제 시간에 따라 모두 촬영할 수 없게 하였다. 후두 스트로보스콥은 이런 한계를 극복하여서 점막의 진동을 느린 동작으로 관찰할 수 있게끔 하였다. 그러나 이것은 실제로 점막이 진동하는 것을 보여주는 것이 아니고 눈의 착각을 이용한 허상을 보도록 하는 것이었다. 따라서 불규칙한 점막 진동으로 인해서 음성변화가 나타날 때는 점막의 움직임을 관찰하는 것이 불가능하였다. 그 후 점막의 실제 움직임을 관찰할 수 있는 ultra-high speed photography나 digital high-speed imaging system등이 개발되었지만 기계 가격이 너무 비싸서 임상에서 사용되지는 못하였다.2-4) 최근에 개발된 Videokymography(이하 VKG로 함) system(Model 8900, Kay Elemetrics Corp., Lincoln Park, N.J., U.S.A.)은 가격이 저렴하고, 불규칙한 점막의 진동을 실제 움직임대로 기록할 수 있는 장점이 있다. 그러나 성대점막 움직임을 VKG로 검사하였을 때, 이상유무를 감별할 수 있는 지표나 요소들이 없고, 또 이것이 성대질환에서 유용한 검사로서의 가능성이 있는지도 알려지지 않고 있다.
   저자들은 VKG가 성대검사로서 쓰일 수 있는 가능성과 VKG 소견을 감별할 수 있는 지표가 만들어질 수 있는지 알기 위하여 본 연구를 시작하였다.

대상 및 방법


   음성변화를 주소로 본 원 이비인후과를 방문한 환자를 대상으로 하였다. 각 환자는 VKG를 시행하기에 앞서 후두 스트로보스콥(RLS 9100, Kay Elemetrics Corp., Lincoln Park, N.J., U.S.A.) 검사로 성대점막에 존재하는 질환을 확인하였다. 후두 스트로보스콥 검사는 환자를 의자에 앉히고 상체를 앞으로 내민 상태에서 목을 약간 뒤로 젖히게 하여 성대를 쉽게 관찰할 수 있는 자세를 만들었다. 환자의 혀를 잡고 후두경을 환자의 혀와 수평이 되게 넣으면서 후두경과 연결되어 있는 화면을 통하여 성대가 잘 관찰되는 모양을 확인하였다. 거의 대부분 환자들은 특별한 마취 없이 검사가 가능하였다. 그 후 성대질환이 관찰된 환자 100명(남자 54명, 여자 46명)을 대상으로 VKG를 시행하였다. 성대점막에 병변이 관찰된 환자는 성대결절이 37명, 성대용종이 20명, 성대구증이 7명, 레인케부종이 19명, 후두염이 9명, 일측 성대마비가 7명, 가성대 발성이 1명이었다.
   평소에 음성변화가 없고 후두 스트로보스콥 검사 상 이상소견이 없었던 정상인 20명(남자 10명, 여자 10명)을 대조군으로 VKG를 시행하여 질환이 있는 경우와 정상에서 각각 나타나는 소견을 비교하였다.
   VKG 기록은 2가지 방법으로 기록되었다. 환자는 후두 스트로보스콥 검사와 마찬가지로, 지속모음 /이/를 내게 하고, 검사자는 일반 후두경이 연결된 카메라로 monitor를 보면서 성대의 질환을 관찰한다. 이어서 VKG 기록을 하기 위해서 정상인에서는 성대 막양부의 정중앙에서 진동이 가장 많이 일어나는 곳을 지정한 후 line scan mode로 카메라를 변환하여 VKG를 기록하였다. 그리고 성대 질환이 있는 경우에는 질환의 가장 중심부를 선택하여 기록하였다. 이때에도 환자는 편안하게 낼 수 있는 지속모음 /이/를 계속 내게하면서 기록하였다. 모든 결과는 s-VHS 녹화기(Panasonic AG 7355, Panasonic Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Tokyo, Japan)에 녹화하였고, 모든 결과는 후에 다시 재생하여, 필요한 곳은 느린 화면과 정지 화면 등을 이용해서 점막의 움직임을 관찰하였다.
   먼저 20명의 정상 성대점막 움직임을 기록하여, 각 대상마다 나타나는 VKG 소견을 관찰하고, 서로 공통된 소견들을 관찰하였다. 다음으로 후두 스트로보스콥 검사에서 정상과 확연히 구분되는 성대 병변 부위의 VKG 소견을 관찰하여 질환 별로 공통된 특징이 나타나는 것을 관찰하고, 질환마다의 차이점을 확인하였다. 마지막으로 정상 성대점막의 움직임과 각 질환에서의 성대점막 움직임의 VKG 소견을 서로 비교 관찰하였다.

결     과


   정상인과 성대질환이 있는 두 군에서 다양하게 나타나는 소견 중 100% 공통된 소견이 나타난 것만을 기록하였다. 이 때 정상인에서는 양측 성대점막의 움직임이 규칙적이었고 대칭의 움직임을 보였다. 성대점막의 움직임은 진동이 일어나는 점막 내측면을 관찰하였을 때, 파동이 일어나는 순간에 상연과 하연이 명확하게 구분이 되었다. 특히 상연은 얇은 층이 하연 위에 얹어 있는 모양을 하였다. 성대점막의 움직임에서 상연만 관찰되는 시기, 중간부분만 관찰되는 시기, 상연과 하연이 동시에 관찰되는 시기가 모두 구분이 되었다. 진성대 전체가 보이는 상태에서는 점막 상연의 움직임이 끝나는 것을 확실하게 관찰할 수 있었다. 점막 상연은 내측에서 양측 성대 접촉이 일어난 후부터 외측으로 점막 상연이 벌어질 때 거의 직선 모양을 보였다. 또한 하연에서도 내측으로 접촉이 일어나기 위하여 내전하는 순간 직선모양을 보였다. 양측 성대점막의 접촉부위는 중간보다 약간 하방에서 접촉하기 시작하여 상연이 보이는 초반까지 접촉이 일어났다. 접촉부위는 상부로 접혀져서 올라가는 모양을 보였다(Table 1, Fig. 1).
   양측성대결절에서는 두 가지의 특징적인 모양을 나타내었다. 첫째는, 모든 것이 정상 성대에서 나타나는 소견과 같았으나, 성대접촉이 점막 하연과 중간부위만 일어나고, 상연에서는 접촉이 이루어지지 않았다(Fig. 1). 두번째는, 성대점막 상연과 하연이 전혀 구별되지 않았다. 따라서 상연의 모양이 두툼하고 둥근 모양을 보였고, 상연의 움직임이 끝나는 곳이 확인되지 않았다. 그러나 상연과 하연으로 추정되는 점막이 내측에서 직선 모양을 나타내고 있었다. 또한 양측 성대는 규칙적이고 대칭성의 움직임을 나타내면서 내측에서 서로 접촉하고 있었다(Table 1, Fig. 1).
   일측성대용종에서는 용종이 있는 쪽에서 점막 움직임이 거의 없을 정도로 아주 미세한 움직임이 관찰되었다. 상연과 하연의 모양이 구분되지 않았다. 반대측 점막은 규칙적인 점막 움직임이 보였으나 정상에서의 모양과는 다르게 상연과 하연의 구분이 거의 이루어지지를 않았다. 또한 상연의 모양이 두툼하고 둥근 모양을 보였고, 상연의 움직임이 끝나는 곳이 정확하게 관찰되지 않았다. 따라서 양측 점막 움직임은 비대칭의 양상을 보이고 있었다. 그러나 용종이 없는 쪽의 상연과 하연은 정상 소견처럼 모두 직선 모양을 나타내었다(Table 1, Fig. 2).
   일측성대구증에서는 양 측 성대 점막은 규칙적이고 대칭의 움직임을 보였다. 구증이 있는 곳에서는 점막 중앙에 구를 의미하는 선명한 검은 선이 관찰되었다. 상연과 하연의 구분은 가능했지만, 상연이 두툼하고 둥글게 보여서 선명하게 구분을 지을 수는 없었다. 또 한 상연의 움직임이 끝나는 곳을 확인할 수가 없었고, 성대 접촉은 일어나지 않았다. 상연과 하연 모두 점막 움직임이 내측으로 약간 굴곡된 곡선모양을 하고 있었다. 반대측 성대는 상하연이 전혀 구분이 되지 않았고, 전체적으로 두툼하고 둥근 모양을 하였다. 그러나 상연과 하연은 모두 직선 모양을 보였다. 가성대를 의미하는 양측의 수직선이 정상에 비하여 내측으로 많이 내전된 소견이 관찰되었다(Table 1, Fig. 2).
   레인케부종에서는 양측이 비대칭의 모양을 하고 있으나, 양측 각각은 서로 규칙적인 움직임을 보였다. 상연과 하연의 구분은 불명확하였으나 정상에서와 같이 얇은 층의 모양을 이루는 것이 아니고, 두툼한 공모양을 나타내고 있었다. 특히 상연은 심하게 두툼하고 둥근 모양을 보였다. 상연이 구분되는 경우는 상연의 점막 움직임이 관찰되었으나 가성대가 내측으로 내전되어서 실제로 상연의 움직임이 끝나는 곳은 관찰되지를 않았다. 내전하는 동안 점막의 하연은 직선모양이었으나, 상연은 외전하는 동안 내측으로 둥근 곡선 모양을 보였다(Table 2, Fig. 2).
   후두염에서는 후두 스트로보스콥 검사와 간접 후두경 검사 상 양측 성대에 약간의 발적만 관찰된 소견 외에는 특이소견이 없었다. VKG에서는 양측 성대 점막은 규칙적이고 대칭인 움직임을 보였다. 양측 성대 모두에서 상연과 하연의 구분이 이루어지지 않았으며, 성대접촉이 이루어지지 않는 경우가 많았다. 양측 성대 모두에서 상연과 하연이 내측으로 둥근 곡선 모양을 나타내고 있었다. 상연이 끝나는 곳은 확인이 되지 않았다. 간혹 양측이 위상차를 나타내는 비대칭의 움직임을 나타내기도 하였다(Table 2, Fig. 3).
   저자들에 의해 관찰된 일측 성대마비 증례에서는 마비측 성대 점막의 내측면에서 약간 굴곡된 모양만 보이고 있어서 점막 움직임이 미약하게 관찰되었다. 건측은 상연과 하연이 명확하게 구분되는 정상적인 움직임을 나타내서 비대칭의 모양을 보였다. 그러나 가성대가 내측으로 많이 내전되어 있어서 상연의 운동이 끝나는 곳이 관찰되지 않고 있다. 접촉면에서는 마비측의 점막이 약간 높은 위치에 있는 것으로 보였다(Table 2, Fig. 3).
   가성대 발성에서는 진성대로 생각되는 부위가 중앙에서 계속 접촉하고 있는 모양을 보였고, 양측의 가성대 점막에서 움직임이 관찰되었다. 이것은 약간의 비대칭을 보이지만 양측 각각은 규칙적인 움직임을 보였다. 가성대 점막에서 상연과 하연의 구분은 나타나지 않았고, 양측 가성대 점막이 내측으로 돌출한 부분에서 부분적인 접촉이 일어났다(Table 2, Fig. 3).

고     찰


   성대 질환으로 인한 음성변화가 있을 때 성대점막의 진동을 관찰하는 것은 음성변화의 원인을 밝히는데 매우 중요하다. 이를 위하여 흔히 사용되는 후두 스트로보스콥은 성대점막의 움직임이 규칙적으로 나타날 때만 관찰이 가능하고, 관찰되는 영상도 실제 움직임이 아닌 허상을 이용한 움직임을 보게 된다.5)6) 실제 음성변화가 있을 때는 불규칙한 점막 진동이 관찰되는 경우가 많아서 후두 스트로보스콥만을 사용하여 점막의 운동을 관찰할 때에는 많은 제한점이 있었다.7)8) 최근에 개발된 VKG는 성대점막의 실상을 관찰할 수 있도록 개발된 기구이다. 이것은 7812.5 Hz의 움직임을 촬영할 수가 있어서 사람 목소리에서 나타나는 성대 점막의 움직임을 관찰하기에는 적절하다고 할 수 있다.1)
   VKG는 두 가지 촬영 방법을 사용하여야 한다. 먼저 일반 영상카메라로 성대를 관찰하여, 질환이 있는 곳을 확인한다. 그리고 필요한 곳을 지정하여 VKG 카메라로 전환한 후 나타나는 영상을 기록한다. 이것은 사람이 낼 수 있는 주파수 이상으로 세밀한 기록이 가능함으로 성대 점막의 실제 움직임을 촬영할 수 있는 것이다.3) 그러나 이것은 성대 전체의 모양이 움직이는 것을 관찰하는 것이 아니다. 즉 관찰하고자 하는 점막의 일부분을 지정한 후, 그곳을 수평으로 일직선을 그었을 때, 그 선에 접해있는 부분만 시간의 흐름에 따라 화면의 상부에서 하부로 연속된 움직임으로 기록하는 것이다.1) 따라서 같은 사람의 같은 발성 순간에서도 지정하는 위치에 따라 기록되는 모양이 다르게 나올 수가 있다. 저자들은 기록할 때 위치에 따른 변이를 최소화하기 위하여 기록하는 위치를 일정하게 한정하였다. 즉, 정상성대에서는 진동이 가장 강하게 일어나는 막양부의 정중앙을 선택하였고, 질환이 있는 경우에는 질환의 가장 중앙부를 선택하여 VKG를 기록하였다.
   같은 성대에서 지정하는 위치에 따라 다른 결과를 보이는 것은 점막의 움직임이 다르다는 것을 의미한다. 즉, 같은 소리를 내는 순간에 성대 막양부의 전반부와 중간, 후반부 사이에서 점막 움직임이 각각 다르게 나타날 수 있다는 것이다. 이러한 것에 대한 추 후 연구가 필요할 것으로 생각되었다.
   저자들은 정상인에서 반복되는 검사를 시행하였을 때, 발성방법에 따라서도 다르게 나타나는 소견들을 관찰할 수가 있었다. 즉, 편안한 소리를 내었을 때는 양측 성대가 중앙에서 서로 접촉하는 모양이 관찰되었지만, 가성의 고음을 내게 하였을 때는 중앙에서 접촉하지 않고 파동수도 많아지는 것을 알 수 있었다. 따라서 저자들은 가능하면 발성방법에 대한 변이를 줄이고자 대상이 낼 수 있는 가장 편안한 소리로 발성을 하였을 때 나타나는 VKG 소견을 기록하고자 하였다.
   VKG는 현재까지는 임상에서 쉽게 저렴한 가격으로 구입하여 성대 점막의 불규칙한 미세한 움직임까지 실제의 영상을 관찰할 수 있는 유일한 검사법이다. 그러나 아직 VKG의 기록을 해석할 만한 객관적인 변수들이 확인되지 않은 실정이다. 본 연제의 결과부분에서 기록한 설명들은 정상과 성대 질환이 있을 때 나타나는 소견들을 보이는 그대로 서술하듯이 설명한 것에 불과하다. 그러나 질병을 진단하고 경과를 비교하기 위해서는 이러한 기록을 객관적으로 묘사하고 분석, 비교할 수 있는 지표들이 필요하다. 그리고 그러한 요소들에 따라서 어느 것이 어느 정도의 이상소견을 나타내는지를 말해야 할 것이다. 이러한 객관적인 지표들을 확인하기 위해서는 먼저 정상과 여러 가지 상태에서 나타나는 소견들을 관찰하여, 서로 다른 차이점이 나타나는 것이 있는 지를 확인한 후, 같은 검사를 반복 시행했을 때 같은 개체에서 같은 결과를 나타내는 지를 먼저 보아야 할 것으로 생각된다. 즉, 정상 성대에서 나타나는 소견과 질환이 있는 성대에서 나타나는 소견이 차이가 나는 지를 먼저 관찰하고, 질환마다 나타나는 소견이 같은 모양을 보이는지, 정상 성대에서 나타나는 소견은 항상 같은 모양인지 등을 확인하여야 각각의 상태에서 적절한 지표를 알아낼 수 있을 것이다.
   성대 질환이 있을 때 일반 카메라나 후두 스트로보스콥을 이용하여 관찰하면 성대점막의 표면에 있는 점액이 광원으로부터 나오는 빛을 반사하여 성대점막 내측면의 상부나 하부에 위치하는 것을 구분하기가 매우 어려운 경우가 많다. 그러나 VKG에서는 병변의 위치가 성대점막 내측면의 상부나 하부에 위치하는 것을 어느 정도 구분이 가능하게 하여 주었다. 즉 성대점막 상부가 서로 접촉하지 않고, 하부에서 주로 점막이 접촉하는 것이 쉽게 관찰되었다.
   정상 성대에서는 성대점막이 움직일 때 물결처럼 나타나는 파동이 있어서, 점막의 상연과 하연의 움직임을 구분할 수 있었다. 그러나 질환이 있는 경우에는 이러한 파동이 약해지거나 없어졌고, 파동이 일어나는 점막의 상연과 하연의 구분이 안 되는 경우가 있었다. 이처럼 구분이 어려워 진 것은 성대점막하부에 움직임을 둔화시키는 물질이 생겨서 결절이나 용종, 부종 등을 만들어서 움직임이 나타나지 않는 것으로 생각되었다.
   후두염이 있을 때 후두 스트로보스콥으로는 양측 성대에서 약간의 발적과 위상차와 불규칙한 진동 외에는 특별한 이상소견을 관찰하지 못하였다. 하지만 환자는 비교적 뚜렷한 음성변화를 나타내고 있었던 환자들이었다. 이들에서 기록된 VKG에서는 간혹 양측의 위상차를 분명하게 확인할 수 있었다. 또 점막의 부종을 의미하는 소견으로 상연과 하연의 구분이 안 되는 경우가 많았고 이것은 정상 성대 점막의 움직임과는 분명히 다른 양상들이었다. 성대에 약간의 부종이 있을 경우, 일반 카메라나 후두 스트로보스콥으로는 정상과 구분하기가 거의 어려운 경우가 많다. 그러나 VKG 결과를 보면, 일반 카메라 촬영에서 정상으로 보이던 성대가 점막의 상, 하 구분이 약해지고 움직임의 파동이 줄어드는 것을 쉽게 관찰할 수가 있었다. 이 외에도 음성변화의 원인으로는 성대 좌우측의 미세한 움직임의 차이도 있을 것이다. 후두 스트로보스콥에서 좌우 성대점막의 움직임의 차이를 관찰하기에는 많은 숙련을 필요로 하게 되고, 또 결과로 나타나는 영상 자체가 계속 움직이는 연속된 영상이기 때문에 금방 보인 것과 지금 보이는 것의 비교를 객관적으로 할 수 없다는 단점이 있다. 그러나 VKG에선 이처럼 미세한 좌우측 성대점막의 움직임의 차이가 하나의 고정된 화면에서 쉽게 나타나기 때문에 비교적 쉽게 객관적으로 차이를 구분할 수가 있었다. 이것은 흔히 기능성 애성증 또는 비기질적 음성질환이라고 부르는 경우에서 우리가 관찰하지 못한 미세한 성대점막의 움직임이 있을 수 있다는 것을 암시한다고 생각하였다. 이것은 추 후 좀 더 적극적인 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
   가성대 발성에서는 진성대로 생각되는 부위가 중앙에서 접촉된 상태를 유지하면서 가성대의 점막이 움직이는 모습을 나타내었다. 실제로 진성대가 닫혀 있는 상태에서 가성대의 점막이 진동할 수 있다는 것은 이론상으로 모순적인 소견이다. 따라서 진성대로 생각되는 부위의 접촉이 실제로는 접촉이 아니고 간격을 유지하고 있는데, VKG는 하나의 선상 영상이기 때문에 지정되는 위치에 따라 다르게 나타난 것으로 생각할 수 있다. 다른 가정으로는 VKG의 영상이 흑백으로 선명도가 떨어지고, 광원의 양에 따라 밝기 차이가 남으로, 가성대 발성처럼 가성대 부분이 좁아져서 그 하부에 있는 진성대에는 광원이 잘 도달하지 못하여 부정확한 영상이 나타날 수 도 있다. 또 가성대 발성의 대상이 1례이므로 추가로 더 많은 대상의 연구도 필요한 상태이다.
   VKG의 최대 장점은 발성이 시작되는 순간의 성대점막 진동을 관찰할 수 있고, 이중음성 이나 vocal fry 같이 움직임이 불규칙하게 나타날 때도 실제 움직이는 모습을 그대로 관찰할 수가 있다는 것이다.1)3) 따라서 불규칙한 성대점막 진동으로 목소리가 변한 환자들에서 음성변화의 원인을 정확히 확인하지 못하였을 때, 그 원인을 보다 정확하게 찾을 수가 있을 것이다.
   정상인과 성대질환이 있는 대상에서 성대점막을 비교하였을 때 후두 스트로보스콥 검사에서는 분명하게 모양의 차이를 보이고 있다. 이것은 역시 VKG 소견에서도 정상과 질환들 사이에서 분명한 차이를 보이고 있었다. 그러나 질환과 질환사이에서는 성대 점막 부종이 있는 경우와 성대결절, 성대용종이 있는 경우에 서로 비슷한 소견을 보여서 VKG 소견만으로 질환들을 구분하기에는 어려움이 있었다. 그러나 성대마비, 성대구증, 가성대발성에서는 구분이 쉬운 소견을 보이기도 하였다. 따라서 질환을 비교하기 위해서는 간접 후두경검사나 후두 스트로보스콥 검사에 VKG를 서로 보완하는 검사로 이용하여야 될 것으로 생각하였다.

결     론


   따라서 VKG는 성대질환에서 보조진단방법으로 유용한 것으로 생각되었다. 그리고, 정상 성대와 각 질환마다 공통적이면서 독특한 소견들이 보여 결과를 분석할 수 있는 지표나 요소들을 만들 수 있을 것으로 생각하였다.


REFERENCES
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