교신저자：권택균, 110-744 서울시 종로구 연건동 28번지  서울대학교 의과대학 이비인후과학교실
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서     론

   현수후두경검사법(suspension laryngoscopy)은 미세후두현미경수술(laryngomicrosurgery)의 가장 중요한 부분이다. 이는 수술자에게 양손을 사용할 수 있게 해주고, 양안 시력을 보장해주며, 넓은 수술 영역을 제공한다. 
   현수후두경검사법이 흔히 시행되는 중요한 시술임에도 불구하고 이비인후과의를 비롯한 의료진은 수술에 요구되는 적절한 시야 확보를 위해서 필요한 현수력(suspension force, Fs)이 어느 정도인지 객관적으로 파악하지 못하고 있다. 
   그러나 현수후두경검사법을 환자에게 적용하는 과정과 수술 시 유지하는 도중에 구강과 구인두의 합병증, 즉 치아손상과 설신경, 설인두신경, 설하신경 등의 뇌신경손상, 점막의 열상 등이 발생할 수 있음이 보고되어 있다.^1,2,3,4) 
   이는 현수경을 적용함에 있어 인체에 미치는 현수력과 관련이 있을 것으로 생각되지만, 문헌상 이와 같은 물리적인 측면, 즉, 현수력을 객관적으로 평가하는 연구는 아직 미비한 실정이다. 또한 후두노출 정도와 현수력도 관련이 있을 것으로 예상되나, 이에 관한 평가는 부족하다.
   본 연구에서는 환자의 성대를 들어올리기 위해 구인두에 걸리는 힘을 실시간으로 측정하여 현수력를 객관적으로 평가하여 보고자 한다.

대상 및 방법

   본원 이비인후과에서 미세후두현미경수술을 시행한 환자 16명을 대상으로 하였다. 남자가 13명, 여자가 3명이었고, 평균 나이는 47세(연령범위：12~72세)였다. 수술의 적응증으로 성대 폴립이 5예, 성대 낭종 2예, 성문하협 착 3예, 성대암 3예, 기타 3예였다.
   Rudert식 후두경(Rudert A-com Laryngoscope, Karl Storz, medium)을 사용하여 성대를 노출하면서 하중계(SPL-100L, CAS corp, NJ, USA, Ultra slim profile, 25 mm)를 현수장치의 흉곽지지대에 장치하여 흉곽지지대 말단부에 가해지는 힘(Fm)을 측정하였다(Fig. 1). Fm은 각 환자에서 현수경을 시행하는 전체 시간에 걸쳐 측정하였다. 
   측정한 Fm을 현수력 Fs로 변환하기 위하여 공식을 유도하였다. Fs를 구하는 공식은 지레의 원리를 이용하여 도출하였다. 후두경의 근위부 끝 지점, Fig. 2에서의 작은 삼각형 부분이 지레의 받침점, 흉곽지지대의 끝부분이 힘점, 후두경의 가운데 부분이 작용점이다. 현수장치가 후두경, 흉곽지지대와의 연결 부분 양단에 형성되는 각도를 측정하고, 두 각도 중 후두경과 현수장치가 이루는 각도를 α(holder angle), 현수장치와 흉곽지지대, 즉, 수평면으로 놓인 하중계가 이루는 각도를 β(support angle)로 하였다. 이들 변수를 이용하여 구인두에 미치는 현수력(Fs)의 계산식을 도출하였다(Fig. 2).
   작용점에 작용하는 힘이 알고자 하는 현수력 Fs에 해당한다. 힘점에 작용하는 힘을 알면 이를 지레의 원리를 이용하여 계산해 낼 수 있다. 그러나 힘점에 작용하는 힘(Fw)은 실험으로 측정한 힘, 즉, Fm과는 다른데, Fm은 수평면에 수직으로 가해지는 힘이며 받침점이 수평면보다 내려오면 지렛대의 각도가 수평면과 달라지게 되어 약간의 차이가 생긴다. 받침점이 수평면보다 내려온 각도를 χ라고 하면, Fw = 이고, 이를 지레의 원리에 대입하여 현수력(Fs)를 구하면,
  

로 계산된다.
   또한 ,   이므로, 이를 (1)에 대입하여 정리하면,
 
  

로 측정한 힘으로부터 Fs를 계산해 낼 수 있다.
   후두미세수술 전 과정 동안 안정적인 힘을 측정할 수 있었으며 각 증례에서 전교련부위를 노출시키는 초기에 압력의 최고점이 짧은 시간 동안 나타났다가 급격히 내려가 점차 평탄부를 이루는 특징적인 곡선 형태를 보였다(Fig. 3). 이에 각 증례의 곡선마다 최대현수력(Fs_max)과 평균현수력(Fs_mean)을 구하였다. 
   또한 현수력과 함께 현수시간의 영향을 고려하기 위하여 현수력곡선하 면적을 구하여 충격량(impulse)을 계산하였다. 

결     과 

   전교련부위를 노출하기 위한 최대현수력(Fsmax)은 평균 25.5 kgf(범위：16.4~46.8 kgf), 평균현수력(Fsmean)은 평균 14.2 kgf (범위：7.3~20.2 kgf)였다. 힘의 크기와 함께 힘이 작용한 시간적 요소가 고려된 충격량(impulse)의 평균은 21,741.8 kgf·sec(범위：7,835~45,738 kgf·sec) 였고, 수술시간은 평균 29분이었다(Table 1).
   예비실험에 포함된 증례 중에서 전교련부 노출에 실패하였거나 술 후 특별한 합병증이 발생한 경우는 없었다.
   후두경과 현수장치에서 측정한 각도 α(holder angle)는 평균 124.0±4.3°(범위：113~132°), 현수장치와 흉곽지지대 사이의 각도 β(support angle)는 평균 19.0±2.6°(범위：16~25°) 였다. α와 β가 변화에 따른 Fs의 변화량을 알기 위하여 현수력(Fs)을 구하는 공식에서 Fm을 5 kgf 라고 가정하고 α와 β의 값을 변화시켜 Fs의 변화량을 계산하였다. α를 113°로 고정하고 β를 6° 변화시키면 Fs는 0.4% 증가하였고, β값을 16°로 고정하고 α를 6° 변화시키면 Fs는 2.5% 증가하였다. β보다 후두경과 현수장치가 이루는 각도 α가 현수력에 더 큰 영향을 주는 결과를 보였다(Table 2).

고     찰

   본 연구에서는 미세후두현미경수술을 위한 현수력의 연속적인 측정으로 성대노출을 위해 환자의 구인두에 가해지는 힘을 객관적으로 측정할 수 있었으며 시간 경과에 따른 현수력의 정량화가 가능하였다.
   본 연구에서 가정한 사항이 몇 가지 있는데, 첫째, 지렛대의 받침점이 후두경의 근위부 끝에 있다고 가정하였다. 실제 현수후두경을 시술할 경우에는 상절치가 후두경 근위부와 접촉하는 지점이 받침점으로 작용할 것이다. 둘째, 구인두에 가해지는 힘의 점을 후두경의 가운데 점으로 가정하였다. 지렛대의 작용점까지의 거리를 임의로 가정한 것이므로 실제 작용점이 받침점으로부터 더 멀리 있거나 가까이 있는 경우에는 힘이 달라진다. 또, 힘을 받는 면적을 점으로 가정하였기 때문에 실제 구인두가 후두경에 접촉하는 면적을 고려한다면, 실제의 힘과는 차이가 있을 가능성이 있다.
   현수력 중 최대현수력(Fs_max)과 평균현수력(Fs_mean) 중 최대현수력(Fs_max)이 노출시간은 짧지만, 힘의 절대값이 크므로 구인두에 미치는 영향이 평균현수력보다 크고, 임상적으로 더 의미있을 것으로 생각된다. 최대현수력은 주로 점막열상, 신경손상, 치아손상 등 큰 힘이 단시간에 조직에 작용함으로써 발생하는 합병증과 관계가 있을 것으로 추측된다.
   반면 평균현수력은 시술하는 기간 내내, 즉, 충격량을 통하여 인체에 영향을 미치는 압력으로, 혈관이나 신경이 오랜시간 압박되거나 신장되는 기전으로 발생하는 합병증과 관계가 있을 것으로 생각된다. 그러나 평균현수력의 절대적 크기도 중요할 것으로 생각되는데, 그 근거는 아무리 노출시간이 길어도 힘 자체가 아주 작은 크기라면 충격량은 커지지만 문제가 발생하지 않는다는 점이다. 이는 인체에 영향을 미칠 만한 힘의 크기, 즉, 임계치의 존재 가능성을 시사한다. 임계수준을 넘는 힘이 임계충격량을 넘기는 노출 시간으로 주어지게 되면 임상적으로 의미있는 조직 손상을 유발할 수 있을 것으로 요약된다.
   조직의 모세혈관 압력이 문헌에 따라 12~38 mmHg 정도로 보고되고 있기 때문에 이론적으로 외부의 압력이 모세혈관압보다 높을 경우, 조직의 울혈이나 허혈 등이 발생할 수 있다.⁵⁾ 조직에 압력을 주고 손상을 관찰하는 몇몇 실험논문을 살펴보면 보고자에 따라 차이는 있지만 263 mmHg에서 6시간 압력을 가하였을 때 심한 근육의 괴사가 발생함을 보고하였다.⁶⁾ Bouten 등은 2004년 보고에서 15 kPa(113 mmHg)에서 2시간 압력을 가하였을 때 24시간 후 상당한 조직의 손상이 나타났다고 하였다.⁷⁾ 본 연구에서 기록된 평균현수력이 14.2 kgf(10,451 mmHg)이고 힘을 받는 면적을 약 10 cm2으로 가정하면 1,045 mmHg의 압력을 받는다고 할 수 있고, 이전 논문들에서의 수치와 비교하였을 때, 노출시간은 짧지만 상당한 압력임을 알 수 있다. 그러나 단순비교에 앞서서 연구에 사용한 조직의 종류와 두께, 주위 구조물과의 관계, 힘의 방향 등을 함께 고려해야 할 것이다.
   그러나 증례 중 합병증이 발생한 경우가 없었기 때문에 본 연구에서 측정한 압력 범위는 임상적으로 문제가 발생할 수준에는 미치지 못함을 시사하여, 임상적인 적용을 하기까지는 좀 더 많은 수의 증례 및 합병증이 발생한 예, 나아가 전교련부 노출이 어려웠던 예를 포함하여 분석하는 것이 필요할 것으로 생각된다. 또한 현수력 자체가 합병증을 일으킬 만큼 큰 임계수준에는 도달하지 못한 것으로 판단된다.
   후두경과 현수장치에서 측정한 각도 α(holder angle)는 β(support angle) 보다 현수력에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 이는 α가 지렛대의 길이에 직접적으로 영향을 주면서, β보다 더 넓은 범위에 걸친 분포를 가지고 있기 때문으로 해석된다. 그러나 이는 측정값이 아니라 수식을 사용하여 계산된 값을 분석한 결과라는 한계점이 있다. 이는 한 환자의 시술 중 발생하는 α와 β의 변화와 이에 의한 현수력의 변화에 대한 지속적인 측정을 시행하여 보완해야 할 것으로 생각된다.
   앞으로 현수력 자체의 객관적 크기가 인체의 조직에 미칠 수 있는 영향 및 실제 수술에 적용하였을 때 변수가 될 수 있는 상황, 즉 후두경의 내경 크기나 종류, 환자가 가지고 있는 임상적 지표들에 관한 심도 있는 전향적 연구가 필요하다 하겠다.

결     론

   후두미세수술을 위한 현수력의 연속적인 측정으로 성대노출을 위해 환자의 구인두에 가해지는 힘을 객관적으로 측정할 수 있었으며 시간 경과에 따른 현수력의 정량화가 가능하였다. 후두미세수술을 위한 현수력의 연속적인 측정을 통해 향후 성대노출과 관련된 객관적인 지표의 도출과 술후 합병증의 예방이 가능하리라 예측할 수 있다.

1. Gaut A, Williams M. Lingual nerve injury during suspension microlaryngoscopy. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 2000;126(5):669-71.

2. Hendrix RA, Ferouz A, Bacon CK. Admission planning and complications of direct laryngoscopy. Otolaryngol Head Neck Surg 1994;110(6):510-6.

3. Klussmann JP, Knoedgen R, Wittekindt C, Damm M, Eckel HE. Complications of suspension laryngoscopy. Ann Otol Rhinol Laryngol 2002;111(11);972-6.

4. Rosen CA, Andrade Filho PA, Scheffel L, Buckmire R. Oropharyngeal complications of suspension laryngoscopy: A prospective study. Laryngoscope 2005;115(9):1681-4.

5. Williams SA, Wasserman S, Rawlinson DW, Kitney RI, Smaje LH, Tooke JE. Dynamic measurement of human capillary blood pressure. Clin Sci (Lond) 1988;74(5):507-12.

6. Linder-Ganz E, Gefen A. Mechanical compression-induced pressure sores in rat hindlimb: Muscle stiffness, histology, and computational models. J Appl Physiol 2004;96(6):2034-49.

7. Bouten CV, Breuls RG, Peeters EA, Oomens CW, Baaijens FP. In vitro models to study compressive strain-induced muscle cell damage. Biorheology 2003;40(1-3):383-8.