측두하악장애의 중요한 두 가지 증상은 동통과 기능 장애이다. 기능장애는 보통 악관절음이 동반되면서 정상적인 과두-원판운동이 방해를 받는다.1 악관절음은 통상 단순 관절음(click)이라는 짧은 순간의 단일음인데 소리가 좀 더 큰 경우는 거대 관절음(pop)이라고 한다. 염발음(crepitation)은 크고 복합적으로 묘사되는 다발성 의 거친 자갈이 부딪히는 소리이다.2 일반적으로 촉진과 청진으로 측정된 악관절음은 기록과 측정에서 관찰자의 주관이 개입되어 이러한 방법의 정확성에 대해 Wabeke 등3은 촉진과 청진이 각각 60%와 20%의 특이도를 갖는 다고 하였고 Christensen4,5은 진행된 측두하악관절 질환과 같이 소리를 쉽게 인지할 수 있는 증례를 제외하고 는 청진과 촉진으로 악관절음을 정확히 기록하는 것은 힘들다고 하였다. 이에 악관절음을 디지털로 변환, 저장 하여 도표나 수식으로 기록하려는 시도가 계속되어 왔고 패턴화 및 수식화된 악관절음은 기존에 아날로그 방식으로 기록될 때와는 다르게 객관적인 악관절음의 특징을 보여준다. Gay와 Bertolami,6 Gallo 등,7 Widmalm 등,8 Sano 등9은 마이크로폰으로 잡음을 기록하는 음파 홀로그래피(sonography)를 보고하였으나 피부나 모발 등과의 접촉으로 인한 잡음이나 주위의 잡음으로 인한 오차가 생길 수 있어 Christensen,4,5 Ishigaki 등,10 Li 등11 은 이를 보완한 전자진동술(electrovibratography)을 이 용하였다. Kernohan 등12의 보고에 따르면 일반적으로 소리로 인식되는 악관절음은 측두하악관절에서 발생된 압력이 악골을 통해 전달된 고체 전달음이라 할 수 있 으므로 공기 전파음을 기록하는 마이크로폰을 사용하여 기록하는 것보다 변환기를 이용하여 압력을 전기적 신호로 변환시켜 기록하는 것이 측두하악관절과 관련된 소리영역을 미세하게 기록하는데 효과적이라고 하였다. 그러나 측두하악관절의 병리적 상황에 대한 객관적 인 분류가 어렵고 그에 따른 방법론적 한계로 신뢰할 만한 결과가 제시되지 않아13 전자진동술을 이용한 악관절 잡음 분석이 임상에서 중요한 진단보조기구로 유효하게 사용될 수 있는지는 논란이 계속되고 있다.

Bio-JVA (SONO-PAK system-BioResearch, Inc., Milwaukee, USA)는 압전형 가속도 센서(accelerometer)를 이용한 변환기로 악관절진동을 기록하는 장치이다. Headset 양쪽의 변환기를 측두하악관절 상방의 피부에 접촉하여 위치시키고 악관절진동 신호를 받아 차동증폭 기(differential amplifier)로 전달하는데 피실험자가 개/ 폐구 운동을 할 동안의 진동을 기록하며 개/폐구 1회당 1.5 s 속도로 총 7회의 개/폐구 cycle을 기록한다. 이렇게 기록된 진동신호를 디지털 신호처리하고 고속 푸리 에 변환을 통해 주파수 스펙트럼(frequency spectrum) 을 산출하며 0 - 1,000 Hz의 대역폭으로 sampling rate 는 2,000 samples/second인데 500 Hz이상에서는 진동값이 거의 없기 때문에 주파수 스펙트럼 상에는 0 - 500 Hz까지 나타낸다.14 고속 푸리에 변환은 시간 영역의 진동신호를 주파수 영역으로 변환하여 주파수 스펙트럼으로 나타내는데, 진동음을 이루는 각각의 주파수 (frequency)에서 진폭(amplitude)을 추출하여 산출된 주파수 스펙트럼은 원래 값인 absolute plot (pascals)과 증폭기를 통해 최대 범위로 확대되어 주파수 스펙트럼의 특징이 시각적으로 강조된 relative plot (%power) 두 가지로 표현된다. JVA summary 각 window의 수치들은 모두 absolute plot에서 산출된 것으로 진동 총에너지 (total integral)는 주파수 스펙트럼 곡선 아래의 면적으로(Pascals × Hertz) 이는 악관절진동의 에너지 총량을 의미한다. Integral < 300 Hz는 300 Hz이하의 에너지 총량을, Integral > 300 Hz는 300 Hz이상의 에너지 총 량을 의미하며 > 300 / < 300ratio는 300 Hz이상의 진동 에너지(integral) 값을 300 Hz이하의 진동 에너지 값으로 나눈 것으로 이는 고주파수 영역 에너지에 대한 저주파수 영역 에너지의 비율을 의미한다. 최대 진폭(peak amplitude)은 진폭이 가장 클 때의 진폭 값으로 단위는 pascals이고, 최대 주파수(peak frequency)(Hertz)는 주파수 스펙트럼에서 가장 높은 진폭을 가질 때의 주파수 값이며, 중간 주파수(median frequency)(Hertz)는 주파수 스펙트럼에서 진동 에너지 값을 중간으로 나눌 때의 주파수 값이다.15

청진이나 촉진보다 JVA를 이용하는 것이 더 객관적이고 과학적인 기록이기는 하나 임상에 적용되기 위해서는 진동 값의 수치에 대한 기준과 일관된 해석이 필요하며 진동을 측정하고 분석할 진동을 선택함에 있어 원인 관절을 감별하는 것이 반드시 선행되어야 한다. 측두하악관절에서 발생하는 진동은 일정 부분이 반대 측관절로 전달될 수 있다고 여겨지는데 진동의 위상(phase of vibration)을 살펴보았을 때 두 개의 진동이 약간의 시간차를 두고 매우 유사한 형태를 보인다면 나중에 발생한 진동을 반대 측에서 전달된 진동으로 보고 이를 시간 차(time delay)를 두고 나타난 위상변위(phase shift)라고 한다.16-18 JVA 프로그램 상에서는 진동을 수치화하기 전 좌우 진동을 비교하여 위상 변위가 나타날 때 거울상 (mirror image)이 있는지 묻고 거울상이 있다고 술자가 선택할 경우 진동 발생 측에 대한 백분율(%)로 전달 측 진동 총에너지값을 표시한다.

본 연구에서는 측두하악관절 장애의 증상이 없으면서 관절잡음만을 갖고 있는 단순악관절 잡음군 30명을 대상으로 설문과 촉진으로 악관절 진동을 기록한 후 JVA로 분석하여 대상자의 인지와 검사자의 촉진 그리고 JVA분석의 차이를 살펴보는 한편 좌우 진동 중 유의한 진동을 감별해 보았다. 이 때 대부분의 JVA분석에서 진동 총에 너지 값이 작은 쪽의 > 300 / < 300 ratio가 반대쪽의 > 300 / < 300 ratio보다 더 크거나 같음을 관찰하였고 이에 좌/우 진동 감별에서의 고려사항을 보고하는 바이다.

JVA를 이용하여 30명 대상자의 60개 관절에서 얻은 44쌍의 진동 값에서 42개의 편측성 관절 진동을 감별하였다. 대상자와 검사자가 양측성으로 감별한 경우가 각각 10건, 7건이었던 반면 JVA상 양측성으로 감별된 경우는 한 건도 없었다(Table 1).

본 연구에서는 단순악관절 잡음군의 관절잡음을 JVA 로 분석하고 좌우 진동 중 유의한 진동을 감별하였다. Eriksson 등19은 촉진으로 악관절잡음을 기록했을 때 검사자간 신뢰도가 14%로 매우 낮으며 검사자 내 신뢰도 는 평균 79%로 다소 높았으나 여러 연구자에 의해 보고 된 악관절잡음의 양태를 단순비교 하는 것은 상당한 주의를 요한다고 하였다. Widmalm 등16은 청진이나 촉진으로는 환자나 관찰자 모두 악관절 잡음이 어느 쪽에서 나는지 확실히 알 수 없으며 전기적 기록으로 얻은 주파 수 스펙트럼의 위상 변위와 시간차 분석을 통해 원인 관절을 찾는 것이 진단에 중요하다고 하였다. 본 연구에서 대상자의 인지와 검사자의 촉진 결과를 JVA분석 결과와 비교해 보았을 때 JVA로 감별된 편측성 진동을 촉 진시 양측성 잡음으로 표현한 경우가 가장 많았는데 이 는 악관절 잡음이 작고 2회 이상인 경우에서 주로 나타났다. 대상자와 검사자 모두 미약한 진동이 2회 이상일 때 좌우의 감별이 어렵다는 것을 알 수 있었는데 발생 측의 진동이 반대측 관절로 전달될 때 환자가 반대 측에 서 오히려 더 크게 소리를 들을 수 있다고 한 Radke와 Kull17의 보고에서 근거를 찾을 수 있다.

진동의 파형에서 나타나는 시간차 위상변위에 대해 Widmalm 등16은 두개골을 통하여 진동이 전파되기 때 문으로 보고 그 시간차 범위는 0.2 - 1.2 ms라고 하였고 Radke와 Kull17은 골전도 보다는 탄성을 가진 하악골의 관절원판 변위 방향에 따른 다른 튕김 현상 때문으로 설 명하였다. 본 보고에서는 편측으로 감별한 42개의 편측 진동 중 11개에서만 위상변위가 관찰되었는데 이는 전달된 측의 진동 총에너지 값이 10이하로 작아 위상 변위가 감지되기에 진동의 파형이 미약하기 때문인 것으로 사료된다. 위상변위의 유무에 상관없이 한 쌍의 진동을 제외한 모든 편측 진동에서 총에너지 값이 작은쪽의 > 300 / < 300 ratio가 반대쪽 > 300 / < 300 ratio보다 크거나 같았으며 이는 배경 잡음에서 기본적으로 갖고 있 는 300 Hz 이상의 값에 비해 300 Hz 이하의 값이 상대적으로 작기 때문이거나 300 Hz 이상의 진동 값이 진동 측에서 전달측으로 전달되었기 때문으로 사료된다.

전체 에너지량을 나타내는 진동 총에너지 값과 에너지 분포의 특성을 나타내는 나머지 JVA summary 항목 들의 활용에 대해서 살펴보면 Ishigaki 등20은 악관절 기능 이상 환자들 가운데서 악관절 내장증 환자를 구별하는 기준으로 진동 총에너지 값을 첫 번째 기준으로 활용하였을 때 진단 특이도를 75%, 진단 민감도를 80.2% 라고 보고하였다. Huang 등21은 무증상의 대조군보다 관절원판 전방변위 환자의 진동에서 모든 항목의 수치가 유의하게 크며 특히 진동 총에너지 값이 유의하게 증가하는데 그 진단 특이도를 84.6%, 민감도를 85.7% 라고 보고하였다. 고주파수 에너지값의 해석에 대해서 Ishigaki 등22은 방사선 사진상 정상이나 측두하악관절 질환 증상만을 보이는 그룹의 악관절 진동이 정상군의 악관절 진동 보다 300 Hz 이상의 에너지가 유의하게 큼을 보고하였다. 동 저자의 다음 연구에서는20 퇴행성 변화를 보이는 측두하악관절의 진동이 다른 악관절 질환의 진동들보다 350 - 450 Hz이상의 에너지에서 높은 값을 갖는다고 하였다. Widmalm 등23은 골관절성 변화(arthrotic changes)를 보이는 표본에서의 관절잡음이 400 Hz 이상의 구성요소를 갖는다고 한 바 있으며 Zhang 등15은 건강한 관절의 관절잡음을 1주일 간격으로 측정하였을 때 진동 총에너지와 최대 진폭값은 변화가 있는 반면 최대 주파수, 중간 주파수, > 300 / < 300 ratio, 주파수 스펙트럼의 진동 패턴은 재현성이 있으므로 > 300 / < 300 ratio가 안정적인 진단과 치료의 기준이 될 수 있을 것이라고 하였다. Li 등11은 이악물기가 있는 사람에서 평균 0.08, 0.13의 > 300 / < 300 ratio 값을, 정상군에서 평균 0.1의 > 300 / < 300 ratio 값을 보고한 바 있고 Huang 등21은 정상군에서 평균 0.1, 정복성 관절 원판변위 환자에서 평균 0.58의 > 300 / < 300 ratio 값을 보고하였다. 본 보고에서 단순악관절 잡음군의 평균 > 300 / < 300 ratio가 0.06인 한편 전달된 측의 평균 > 300 / < 300 ratio 값은 0.13이었다(Table 2).

본 연구가 측두하악관절 질환의 제증상이 없는 단순 악관절 잡음군을 대상으로 한 것임을 고려해 볼 때 진동 총에너지 값이 더 작은 쪽의 > 300 / < 300 ratio 값을 측두하악관절 질환의 진행을 나타내는 유의미한 수치로 보기에는 어려움이 있다. 이는 300 Hz 이상의 진동 에너지 값이 반대측 관절에서 전달된 것으로 생각할 수 있으며 300 Hz 이하의 진동 에너지 보다 300 Hz 이 상의 진동 에너지가 반대측 관절로 더 잘 전달되는 성질을 갖기 때문으로 보인다. Tse 등24은 하악골 공진 주파수(mandibular resonant frequency)보다 낮은 진동은 damping effect로 감쇠되는 반면 더 높은 진동은 증폭되는 효과가 있다고 하였다. 위상변위를 보이면서 진동 총 에너지 값이 큰 쪽에서 > 300 / < 300 ratio도 더 컸던 한 쌍의 경우(Fig. 3)에 대한 해석은 Radke와 Kull17이 제시한 악관절 내장증의 다양한 양상에 따른 반대측 축두하악관절로의 진동 전달양 차이에서 근거를 찾을 수 있을 것으로 사료된다. 그러나 이 경우 대상자와 검사자 모두 양측성으로 감별한 것을 고려해 볼 때 진동의 파형에서 위상 변위를 보이기는 하나 이를 양측성 관절 진동으로 해석할 가능성도 열어두어야 할 것이다.

본 연구에서는 단순악관절 잡음군에서 유의미한 좌/우 진동을 감별하는데 다음과 같은 기준을 세울 수 있었다.

단순 악관절 잡음군에서 보이는 단순 관절음과 같이 진동 에너지값이 크지 않은 진동의 좌우감별에는 진동 총에너지 값과 > 300 / < 300 ratio 값이 함께 고려되어야 하며 이때의 > 300 / < 300 ratio 값은 관절의 퇴행성 변화를 시사하는 것이 아닌 진동의 전달로 인한 오차 값으로 여겨야 할 것이다. 이와 같이 JVA를 통한 악관절 진동 분석에서는 수치의 비교 분석에 앞서 주파수 스펙트럼의 패턴 분석과 좌/우 진동감별이 모두 선행되어야 하며 향후 방사선적 진단 기준에 따른 진행된 측두하악 관절 장애에서의 악관절 진동 기록과 분석이 필요할 것 이다.