정상 성인 및 노인 간의 갑상선절제술 후 음성 변화 비교
Comparison of Voice Changes After Thyroidectomy Between Normal Adult and Elderly Populations
Article information
Trans Abstract
Background and Objectives
Voice changes after thyroidectomy have a significant impact on patients’ quality of life, yet age-related differences remain insufficiently clarified. This study aimed to compare postoperative voice changes between younger and older adults without laryngeal nerve injury.
Materials and Method
A total of 317 patients (200 younger adults, 117 older adults) were evaluated preoperatively and within 2 weeks after surgery. Acoustic parameters (fundamental frequency [F0], jitter, shimmer, noise-to-harmonic ratio [NHR], speaking fundamental frequency [SFF]), voice range profile (VRP), electroglottography (EGG), and aerodynamic parameters (maximum phonation time [MPT], mean airflow rate [MFR], pressure of subglottal [Psub]) were assessed. Paired t-tests were used for within-group comparisons, and Welch’s t-tests and analysis of covariance (ANCOVA) were applied for between-group analyses while controlling for sex effects.
Results
In the older group, the F0 significantly decreased after surgery (p=0.033). The SFF decreased in both groups, but the reduction was greater in older adults, showing a significant between-group difference (ANCOVA, p=0.004). Jitter and shimmer showed no significant changes, while NHR significantly increased only in the older group (p=0.039). VRP decreased in both groups without significant between-group differences (p>0.05). EGG showed a significant increase in contact quotient only in younger adults (p=0.019), whereas no changes were observed in older adults. Aerodynamic parameters (MPT, MFR, Psub) did not show significant changes in either group, although a sex effect was noted for MFR (p=0.011).
Conclusion
After thyroidectomy, older adults demonstrated greater reductions in fundamental frequency and increased noise components, with limited improvements in glottal contact compared to younger adults. In contrast, VRP decreased similarly across age groups. These findings indicate that age plays a critical role in postoperative voice outcomes, highlighting the need for age-specific preoperative counseling and early postoperative voice management.
서 론
갑상선절제술 후의 음성 변화는 수술자와 환자 모두에게 중요한 고려사항이다[1]. 비록 갑상선 수술 후 일시적 또는 영구적인 반회후두신경 손상(0.0%-15.4%) 및 상후두신경 손상(0.0%-4.6%)의 발생률은 낮은 것으로 보고되고 있지만, 갑상선절제술 후 음성 및 삼킴 변화는 매우 흔하게 나타나며, 일부 연구에서는 그 발생률이 최대 87%에 이른다고 보고되었다[2-4]. 이러한 음성 및 연하 변화는 사회적 참여, 약물 복용 시 순응도, 영양 섭취 등에 영향을 미침으로써 환자의 삶의 질을 크게 저하시킬 수 있다[5].
여러 연구에 따르면, 갑상선절제술 후 반회후두신경 손상으로 인하여 성대마비가 발생할 수 있으며, 일측성 또는 양측성 등 관련 근육의 범위에 따라 다양한 양상으로 나타난다[6,7]. 일반적으로 양측성 성대마비(0.2%-0.5%)보다 일측성 성대마비(3.2%-5.3%)가 더 흔하며[8], 이 경우 기식성 음성, 쉰 목소리, 음성 피로 등의 증상이 나타난다. 불완전한 성문 폐쇄는 연하 시 기침이나 흡인을 유발할 수 있고, 이러한 음성 변화는 신경 손상이 없더라도 수술 후 최대 1년 동안 지속될 수 있다[9]. 음성 변화의 원인에는 림프 변화, 삽관 후 후두 외상, 목 근육 손상, 심리적 요인 등이 복합적으로 작용하지만, 정확한 기전을 규명하기는 여전히 어렵다. 보고된 가장 일반적인 음성 변화는 음도의 하강으로 알려져 있다[10].
갑상선절제술 후 환자들이 보고하는 주관적 음성 증상은 음역 저하, 고음 산출의 제한, 목소리 피로도 증가, 쉰 목소리 산출 등으로 다양하다[11]. Kang 등[12]은 수술 후 1개월 시점에서 최고호기류율과 평균 음도가 가장 낮았다고 보고하였고, Lang 등[13]은 수술 후 3개월까지 평균 기본주파수(fundamental frequency, F0)와 최대연장발성시간(maximum phonation time, MPT)이 현저히 감소한다고 보고하였다. 또한 Choi 등[14]은 음향학적 검사에서 주파수 변동률(jitter), 진폭 변동률(shimmer), 신호 대 잡음비(noise-to-harmonic ratio, NHR), 기본주파수(F0)의 유의한 차이는 없었으나 수술 전보다 음역이 줄어들었다고 보고하였다.
한편, 갑상선절제술 후 음성 및 삼킴 변화에 대한 연령과 취약성(frailty)의 영향은 아직 충분히 규명되지 않았다. 선행 연구에서 40세 이상 환자에서 젊은 환자보다 수술 후 음성 변화가 더 오래 지속된다고 하였으며[15], 또 다른 연구에서는 50세 이상 고령군에서 후두신경 손상이 없음에도 음성 및 삼킴 장애의 유병률이 높다고 보고하였다[4]. 이러한 결과는 고령 환자에서 수술 전 환자 설명, 위험 평가, 조기 재활 개입의 필요성을 강조하였다. 또한 Kim 등[10]은 갑상선 수술을 받은 2297명을 분석한 결과, 여성과 고령 집단에서 저음도 및 발성장애의 위험이 더 높다고 보고한 바 있다. 일반적으로 연령이 증가함에 따라 후두의 연골 및 근·탄성 구조가 퇴화하여 노인성 음성장애와 연하 증상이 동반될 수 있으며, 노화 자체만으로도 발성기관의 구조 및 운동 조절 능력에 변화를 일으킬 수 있다[4].
따라서 본 연구의 목적은 후두신경 손상이 없는 다양한 범위의 갑상선절제술 환자들에서 수술 후 음성 변화를 연령 집단(성인군 vs. 노인군) 간에 비교·평가하는 것이다. 이를 통해 고령 및 취약성을 가진 환자들이 수술 후 음성장애의 고위험군에 해당함을 확인하고, 수술 전 상담과 위험도 평가, 조기 재활 개입의 중요성을 강조하고자 한다.
대상 및 방법
연구 대상
본 연구는 동남권원자력의학원 기관생명윤리위원회(IRB)의 승인을 받은 후향적 횡단 비교 연구이다(IRB No. D- 2509-009-002). 대상자는 2022년 4월부터 2025년 8월까지 갑상선절제술을 받은 환자 중, 반회후두신경 손상이 없고 수술 전 성대마비, 후두 질환, 또는 폐 질환이 없는 환자를 포함하였다. 환자는 연령에 따라 65세 이상을 노인군, 65세 미만을 성인군으로 구분하였다. 노인군은 남자 36명, 여자 81명으로 총 117명(평균 연령 67.60±4.12세)이었고, 성인군은 남자 86명, 여자 114명으로 총 200명(평균 연령 46.00±8.14세)이었다. 전체 연구 대상자는 317명으로 평균 연령은 53.74±12.50세였다(Table 1). 수술 후 되돌이후두신경 손상이 확인된 경우, 의무기록이 불완전한 경우, 또는 추적 관찰에서 제외된 환자는 연구 대상에서 배제하였다. 수술 전에는 초음파 또는 컴퓨터단층촬영(CT)을 시행하여 갑상선 피막 및 주위 조직의 침범 여부를 확인하였다. 수술은 숙련도가 유사한 두 명의 이비인후과 전문의에 의해 시행되었으며, 전체 대상자에서 수술 범위는 협부 절제술 5.6%, 일엽 절제술 44.4%, 전절제술 29.6%, 전절제술과 일측 경부 림프절 청소술 16.7%, 전절제술과 양측 경부 림프절 청소술 3.7%였다. 병리조직학적 진단 결과 유두상암이 90.7%로 가장 많았으며, 여포성암 5.6%, 여포성 종양 1.9%, 결절성 갑상선종 1.9%로 나타났다. 모든 증례에서 환측 중심 림프절 청소술을 시행하였다. 대상자들은 수술 전과 수술 후 2주 이내에 동일한 검사 프로토콜에 따라 음성 검사를 시행하였다.
Characteristics of participants
측정 장비 및 절차
음향학적 검사
음향학적 분석은 Computerized Speech Lab (CSL 4150B; KayPENTAX) 장비의 다차원 음성 분석 프로그램(Multi-Dimensional Voice Program)을 이용하여 시행하였다. 피검자는 편안한 높이와 크기의 목소리로 모음 /아/를 연장 발성하도록 하였으며, 이를 통해 기본주파수(F0), jitter, shimmer, NHR 등을 측정하였다. 대상자들의 수술 전 후 음역대 변화를 확인하기 위해 발성범위 프로파일(voice range profile, VRP) 검사를 실시하였다. VRP 과제는 모음 /아/를 활창(gliding)하도록 지시하여 진성구(modal register) 뿐만 아니라 가성구(falsetto register)를 포함한 전체 음역대를 기록하였다[16]. 또한, real-time pitch 프로그램을 사용하여 대상자에게 편안한 음도와 강도로 숫자 1부터 10까지 셈하도록 지시하였으며, 이를 통해 평균 발화 기본주파수(speech fundamental frequency, SFF)를 분석하였다.
공기역학적 검사
공기역학적 분석은 Phonatory Aerodynamic System (PAS Model 6600; KayPENTAX)을 이용하였으며, 평균호기류율(mean airflow rate, MFR), 최대연장발성시간(MPT), 성문하압(pressure of subglottal, Psub)을 측정하였다. MPT와 MFR은 음향학적 검사에서 측정된 기본주파수와 발화 기본 주파수를 고려하여 환자의 가장 대표적인 음도와 강도 수준을 결정한 뒤, 모음 /아/를 최대한 길게 발성하도록 지시하였으며, 검사자는 검사 시행 시 모니터 화면을 통해 시각적 자극을 제공하였다. 총 3회 반복 측정 후 가장 긴 시간을 선택하였다. 성문하압 과제는 코와 입이 마스크 안으로 들어가도록 하여 직경이 1 mm인 구강 내 튜브(intraoral tube)를 윗니와 아랫니 사이에 위치시킨 후, 1회 흡기 후 /pa/를 5회 반복 발성하도록 하여 자료를 수집하였다.
전기성문파형검사
전기성문파형검사(electroglottography, EGG) (Kay’s electroglottograph model)는 피험자의 갑상연골 양측에 전극을 부착한 후 음성을 내도록 하여 파형을 확인한 뒤 검사를 시행하였다. 음도는 사전에 측정된 각 피험자의 가장 편안한 음도로 설정하였으며, 모음 /아/를 발성하도록 지시하였다. 마이크와의 거리는 10 cm로 유지하였고, 소리 강도는 일반적인 말 소리 수준으로 일정하게 유지하여 성문접촉률(closed quotient, CQ)을 측정하였다.
통계 분석
수술 전후의 변화를 비교하기 위해 각 연령군 내에서는 대응표본 t-검정을 실시하였으며, 두 연령군 간의 차이를 비교하기 위해 Welch의 t-검정 및 공분산분석(analysis of covariance, ANCOVA)을 시행하였다. 성별에 따른 영향을 통제하기 위해 성별을 공변량으로 설정하였다. 통계적 유의수준은 p＜0.05로 설정하였으며, 모든 분석은 SPSS Statistics ver. 26.0 (IBM Corp.)을 사용하여 수행하였다.
결 과
음향학적 결과
Table 2에 제시된 바와 같이 음향학적 지표 중 기본주파수(F0)는 노인 집단에서만 수술 후 유의하게 감소하였다(p=0.033). 평균 발화 기본주파수(SFF)는 두 집단 모두에서 감소하였으나, 노인 집단에서 감소폭이 더 크게 나타나 집단 간 차이가 유의하였다(ANCOVA, p=0.004). 반면 jitter와 shimmer는 두 집단 모두에서 유의한 변화가 없었으며, NHR은 노인 집단에서만 수술 후 유의하게 증가하였다(p= 0.039) (Fig. 1).
Descriptive statistics and within-group changes (paired t-test)
Between-group comparison of postoperative changes (Δ) in fundamental frequency (F0), speaking fundamental frequency (SFF), and noise-to-harmonics ratio (NHR). Values are presented as mean±SD. Significant differences between groups were observed for F0, SFF, and NHR (*p<0.05, Welch’s t-test).
발성범위 및 EGG 결과
Table 3에 제시된 바와 같이 발성범위 프로파일(VRP, Hz)은 성인 및 노인 집단 모두에서 수술 후 유의하게 감소하였으며(모두 p＜0.001), 두 집단 간 감소폭에는 유의한 차이가 없었다(p＞0.05)(Fig. 2). 또한 Table 3에서 보는 바와 같이 전기성 문파형검사(EGG) 결과에서는 성인 집단에서만 성문접촉률(CQ)이 수술 후 유의하게 증가하였다(p=0.019). 반면 노인 집단에서는 유의한 변화가 나타나지 않았다(p=0.36).
Between-group comparison of postoperative changes (Welch t-test)
Pre- and post-operative changes in voice range profile (VRP) according to age group (adult vs. elderly). Values are presented as mean±SD. Both groups demonstrated significant within-group reductions in VRP following surgery (***p<0.001, paired t-test).
고 찰
연령에 따른 음향학적 변화
본 연구는 갑상선절제술 전후의 음성 변화를 젊은 성인과 노인 집단 간에 비교 분석하였으며 연령에 따른 차이가 관찰되었다. 음향학적 분석 결과, 기본주파수(F0)는 노인 집단에서만 수술 후 유의하게 감소하였으며(p=0.033), 평균 발화 기본주파수(SFF) 또한 두 집단 모두에서 감소하였으나, 노인 집단에서 감소폭이 더 커서 연령 집단 간 차이가 뚜렷하게 나타났다. 이는 노화 과정에서 성대 점막 및 근육의 위축과 성도 기능 저하가 수술 이후 더욱 불리하게 작용함을 시사한다. 이와 관련하여 Kim 등[10]은 여성과 고령 환자가 갑상선 절제술 후 저음화(low-pitched voice)의 유의한 위험 인자임을 보고하였다. 특히 고령 환자의 경우, 수술 후 F0의 회복이 제한적이며 장기적으로 낮은 음높이가 지속되는 경향이 확인되었으며, 이러한 변화는 후두근 위축과 성대 점막 탄력성 감소 등 노화 관련 생리적 요인과 밀접하게 연관될 가능성이 제기되었다. Hong [17]의 연구에서도 갑상선 절제술 후 평균 발화 기본주파수(SFF)가 수술 직후 유의하게 감소하였다가 이후 점차 회복되는 양상이 보고되었다. 본 연구 결과와 일관되게 발화 기본주파수의 저하는 갑상선 수술 후 나타나는 대표적인 음향학적 변화임을 확인할 수 있었다. 특히 본 연구에서는 이러한 변화가 연령 집단별로 상이하게 나타나, 노인 집단에서 감소폭이 더 크고 회복이 제한적이라는 점을 새롭게 규명하였다. 이는 노화로 인한 성대 점막의 탄성 저하와 근육 위축이 수술 이후 음향학적 회복 과정에도 불리하게 작용할 수 있음을 시사한다.
잡음 및 성문 접촉 변화
반면, jitter와 shimmer는 두 집단 모두에서 유의한 변화를 보이지 않았으나, NHR은 노인 집단에서만 수술 후 유의하게 증가하였다. 이는 노인 환자의 음성에서 잡음 성분이 상대적으로 더 뚜렷해졌음을 의미하며, 수술 후 성대 진동의 규칙성이 유지되더라도 성도 내 공명 특성이나 성대 점막의 미세한 불규칙성이 노화와 결합하여 잡음 비율을 높이는 데 기여했을 가능성을 시사한다. Papadakis 등[15] 또한 수술 후 8주차 평가에서 NHR이 수술 전과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 보였다고 보고하였다. 이는 갑상선절제술 후 음성 내 잡음 성분의 변화가 일정 기간 지속될 수 있음을 뒷받침한다. 한편, 성문 접촉을 반영하는 전기성문파형검사(EGG)는 성인 집단에서만 수술 후 유의하게 증가하여 성문 진동 안정성이 회복되었음을 보여주었다. 반면 노인 집단에서는 변화가 나타나지 않아, 성문 수준의 회복력에 뚜렷한 연령 차이가 있음을 시사한다.
본 연구에서는 CQ가 성인 집단에서만 수술 후 유의하게 증가하여 연령에 따른 차이가 존재함을 확인하였다. Cai 등[18]은 성문접촉률(CQ)이 수술 전후 유의한 변화가 없었다고 보고하였으며, Jeong 등[19] 역시 EGG에서 수술 전후 뚜렷한 차이를 확인하지 못하였다고 보고하였다. 그러나 이 연구에서는 EGG가 성대 내전 정도와 발성 패턴을 평가하는 도구로서, 수술 범위와 시기에 따라 차이를 보일 가능성이 있음을 언급하며 추후 연구의 필요성을 제기하였다. 따라서 본 연구는 성대 접촉률의 전체적 변화 여부보다는 연령에 따른 차이를 규명하였다는 데 의의가 있다.
발성범위 및 공기역학적 결과
발성범위 프로파일(VRP)은 두 집단 모두에서 수술 후 유의하게 감소하여 갑상선 수술이 발성 가능 범위를 제한함을 보여주었다. 그러나 집단 간 감소폭은 차이가 없어 VRP는 수술의 전반적 영향을 반영하지만 연령에 따른 민감한 차이는 드러내지 못하는 것으로 보인다. Van Lierde 등[20]은 44명의 환자를 대상으로 한 전향적 연구에서, 수술 직후 최고 주파수와 최고 강도가 유의하게 감소하였음을 보고하였으며, 이는 수술 후 발성범위가 일시적으로 축소될 수 있음을 시사한다. 또한 Haddou 등[21]은 갑상선 절제술 환자 57명을 대상으로 한 연구에서 최대발성주파수범위(maximum phonation frequency range)가 수술 유형과 연관성을 보였다고 보고하였다.
한편, 공기역학적 검사 중 MPT, MFR, Psub와 같은 지표에서는 집단 간, 집단 내 모두 유의한 변화가 나타나지 않았다. 다만, MFR에서는 성별에 따른 차이가 확인되었으나(p=0.011), 연령 집단 간 차이는 나타나지 않았다. 이는 공기역학적 지표가 갑상선 수술 후 발생하는 음성 변화를 민감하게 탐지하기 보다는, 음향학적 지표 및 성문 접촉과 같은 진동 기반 지표가 보다 유용한 평가 도구임을 시사한다. 이러한 결과는 공기역학적 지표가 갑상선 수술 후 발생하는 음성 변화를 민감하게 탐지하기보다는, 음향학적 지표 및 성문 접촉과 같은 진동 기반 지표가 보다 유용한 평가 도구임을 시사한다. Jeong 등[19]과 Lee 등[22]의 연구에서도 MFR은 수술 전후 변화가 없었으며, MPT는 수술 후 감소하였다가 시간이 경과하면서 회복되는 양상이 확인된 바 있다. 하지만 Kang 등[12]의 연구에서는 MPT는 수술 전후 통계적으로 유의한 변화를 보이지 않았으며, 이는 본 연구 결과와 일치하였다. 따라서 갑상선 수술 후 MPT는 일관되게 제한적인 민감도를 보이는 지표로 평가되며, 수술 후 음성 변화를 설명하기 위해서는 다른 음향학적·생리적 지표를 함께 고려할 필요가 있다.
결 론
본 연구의 결과는 임상적으로 여러 의미를 갖는다. 노인 환자는 수술 후 기본주파수(F0)와 평균 발화 기본주파수(SFF)의 감소폭이 크고, 신호 대 잡음비(NHR)의 증가가 동반되어 음질 저하가 더욱 두드러질 수 있었다. 또한 성문접촉률(CQ)은 성인 집단에서만 수술 후 유의하게 증가하였으나, 노인 집단에서는 변화가 없어 연령에 따른 차이가 확인되었다. 이는 본 연구의 단기 추적(수술 후 2주 이내) 관찰 기간에서 노인 환자에서 상대적으로 회복 양상이 더디게 나타났음을 의미하며, 이러한 연령 차이는 향후 장기 추적 연구를 통해 보다 명확히 규명될 필요가 있다. 발성범위 프로파일(VRP)은 두 집단 모두에서 수술 후 감소하여 수술이 발성 가능 범위를 제한함을 보여주었으나, 연령에 따른 차이는 나타나지 않았다. 따라서 VRP는 수술의 전반적 영향을 반영하는 지표로 활용될 수 있지만, 연령·성별·수술 범위와 같은 환자 특성을 고려한 세분화된 평가가 요구된다. 반면 공기역학적 지표(MPT, MFR, Psub)는 뚜렷한 변화를 보이지 않아, 갑상선절제술 후 음성 변화를 탐지하는 데 민감도가 낮은 지표임이 확인되었다.
다만 본 연구는 수술 후 2주 이내의 단기 추적 결과를 기반으로 하고 있으므로, 관찰된 연령 간 차이를 음성 회복의 장기적 경과로 일반화하기에는 제한이 있다. 향후 수개월 이상 지속되는 장기 추적 연구를 통해 연령에 따른 회복 기전과 임상적 함의를 규명할 필요가 있다. 또한 본 연구에는 협부 절제술, 일엽 절제술, 전절제술 등 다양한 수술 범위가 포함되어 있어, 수술 범위가 연령에 따른 음성 변화와 상호작용했을 가능성을 완전히 배제하기 어렵다. 다만 선행 연구[19]에 따르면 수술 후 2주 이내 음향학적 및 공기역학적 지표는 수술 범위 간 유의한 차이가 보고되지 않아, 단기 관찰 시점에서는 수술 범위의 영향이 제한적일 수 있음을 시사한다. 그럼에도 본 연구는 후향적 연구 설계의 특성상 수술 범위별 층화 분석을 충분히 수행하기 어려웠다는 한계를 지니며, 이에 대한 보다 정밀한 평가가 필요하다. 향후 연구에서는 수술 범위, 종양 침범 여부, 연령 요인과의 상호작용을 포함한 다변량 분석과 함께, 환자 주관적 음성 만족도 및 삶의 질 지표를 추가한 다차원적 평가를 포함한다면, 수술 후 환자 맞춤형 음성 재활 전략 수립에 더욱 실질적인 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.
Notes
Funding Statement
None
Acknowledgments
None
Conflicts of Interest
The authors have no financial conflicts of interest.
Authors’ Contribution
Conceptualization: Chang Yoon Lee, Hee Young Son. Data curation: Ha-young Seok, Jun-hwi Park, Na-Ryeong Choi. Formal analysis: Soo-Youn An, Chang Yoon Lee. Writing—original draft: Chang Yoon Lee. Writing—review & editing: Hee Young Son. Approval of final manuscript: all authors.