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1 한국인의정상폐활량예측치 1 서울대학교보건대학원, 2 산업안전보건연구원최정근 1, 백도명 1, 이정오 2 Normal Predictive Values of Spirometry in Korean Population Jung Keun Choi 1, Domyung Paek 1, Jeoung Oh Lee 2 1 School of Public Health, Seoul National University, 3 Occupational Safety and Health Research Institute Background : Spirometry should be compared with the normal predictive values obtained from the same population using the same procedures, because different ethnicity and different procedures are known to influence the spirometry results. This study was performed to obtain the normal predictive values of the Forced Vital Capacity(FVC), Forced Expiratory Volume in 1 Second(FEV 1), Forced Expiratory Volume in 6 Seconds(FEV 6), and FEV 1/FVC for a representative Korean population. Methods : Based on the 2000 Population Census of the National Statistical Office of Korea, stratified random sampling was carried out to obtain representative samples of the Korean population. This study was performed as a part of the National Health and Nutrition Survey of Korea in The lung function was measured using the standardized methods and protocols recommended by the American Thoracic Society. Among those 4,816 subjects who had performed spirometry performed, there was a total of 1,212 nonsmokers (206 males and 1,006 females) with no significant history of respiratory diseases and symptoms, with clear chest X rays, and with no significant exposure to respiratory hazards subjects. Their residence and age distribution was representative of the whole nation. Mixed effect models were examined based on the Akaike's information criteria in statistical analysis, and those variables common to both genders were analyzed by regression analysis to obtain the final equations. Results : The variables affecting the normal predicted values of the FVC and FEV 6 for males and females were age 2, height, and weight. The variables affecting the normal predicted values of the FEV 1 for males and females were age 2, and height. The variables affecting the normal predicted values of the FEV 1/FVC for male and female were age and height. Conclusion : The predicted values of the FVC and FEV 1 was higher in this study than in other Korean or foreign studies, even though the difference was < 10%. When compared with those predicted values for Caucasian populations, the study results were actually comparable or higher, which might be due to the stricter criteria of the normal population and the systemic quality controls applied to the whole study procedures together with the rapid physical growth of the younger generations in Korea. (Tuberc Respir Dis 2005; 58: ) Key words : Spirometry, Normal Predictive Values, FVC, FEV 1, FEV 6, FEV 1/FVC% 서 폐활량검사는일반호흡기질환의진단과경과관찰, 폐와관련된수술후예후관찰, 유해물질에노출로인한폐의영향판정, 신체장애의정도판정등다양하게활용되는기본적인검사방법이다. 폐활량예 론 Address for correspondence : Jung Keun Choi Kyongkido Bucheon City Woonmigu Sangdong room 302 Phone : Fax : koreamd@hotmail.com Received : Oct Accepted : Nov 측식은폐활량검사의결과를판정하는중요한기준이다. 우리나라에서폐활량예측식은중요한판단기준임에도불구하고적절한폐기능예측식이없어의사마다코카시안등외국인을대상으로구한다양한예측식을사용하고있다. 따라서통일적으로사용할수있고, 우리나라국민을대표할수있는폐기능예측식개발이요구되었다 1,2. 외국에서는그나라국민을대상으로구한예측식을목적에따라적절히사용하고있다. 미국흉부학회에서는폐활량예측식을선택할때인종과연령, 성별, 신장, 생활환경등의특수성을고려해야한다고권고하고있다 3. 우리나라의인구집단을대상으로폐활량 230

2 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 58. No. 3, Mar, 2005 검사를하고이를평가하고자할때에도우리나라의정상인을대상으로구한폐활량예측식을사용하는것이가장바람직할것이다. 그동안우리나라국민을대상으로폐활량예측식이개발되었으나, 특정집단을대상으로개발되는등대상자선정에서대표성의문제와검사방법이국제적기준에적합하지않거나, 검사기기의정확성이낮고, 검사결과에대한재현성이나신뢰도가보장되지않는경우등이지적되었다 1,2. 이에본연구는전국민을대상으로대표성있는대상자들을선정하고, 미국흉부학회에서제시한폐활량검사기기와폐활량측정방법에따라실시하였다 3-6. 엄격한정도관리를통하여자료의선정과정상인의선정기준을국제적기준에맞게설정하여폐활량예측식을개발하고자하였다. 대상및연구방법본연구는우리나라의전국민을대표할수있도록전국적으로대상자를선정하였다. 정확성과신뢰성있는결과를얻기위하여폐활량검사실시자의교육과표준화된검사방법의선정, 결과에대한정도관리, 국제적기준에맞는폐기능검사법과검사기기를선택하였다. 흉부방사선사진의촬영과흡연과과거력등자세한설문조사를실시하였다. 연구대상자는보건복지부가주최하고한국보건사회연구원이주관하여 3년마다실시하는 2001년국민건강영양조사와동일한대상자로서, 통계청의 2000년인구주택총조사가기본모수로사용되었다. 통계청에의뢰하여각시도의섬지역을제외한전국을조사대상지역으로선정하였다. 7대광역시와 6개를 2원층화추출방법을사용하여 20개층을구성하였으며, 아파트지역과비아파트지역으로나누고, 지역적인안배를고려하여각층내에서행정구역에따라조사구를정렬한후표본조사구를계통추출하였다. 각층의조사구수에비례하도록표본을비례배분하였다. 최종적으로 200개조사구를선정하였으며, 각조사구에서 20여가구가선정될수있도록계통추출법과무작위추출법을사용하여연구대상자를선택하였다. 조사시기는 2001년국민건강영양조사와동일한시기로서 2001년 11월부터 2002년 1월까지시행하였다. 조사대상자 8,209명중폐활량검사를실시한수는 4,816명으로남자 2,120명, 여자 2,696명이었다. 폐활량검사를할수없었던대상자들은폐활량검사에참여하지않았거나불응하는경우, 설명을알아들을수없는경우, 검사를따라할수없는경우, 폐활량검사당일에감기와유행성독감, 급성기관지염, 폐렴등호흡기계질환이있거나호흡기관련기관지확장제등의약제를복용하고있는경우, 협심증과심근경색등의심장질환이있는경우, 경부와흉부수술을받은적이있는경우, 선천성이상이있거나암과근육질환이있는경우, 임신한경우등이었다. 폐활량검사기는미국 SensorMedics 사의 Vmax series SensorMedics 2130형인 Dry Rolling-seal spirometry 를이용하였다. 1995년미국흉부학회에서제안한폐활량검사기의정확도와정밀도의장비조건을만족하는기기이었으며, 폐활량검사방법은미국흉부학회에서제시하는방법에 3-6 따라자체적으로기준을세워실시하였다. 검사자세는의자에앉아서상체를앞으로약 15도기울인상태에서실시하였고, 폐쇄순환법으로코집게를착용한상태에서검사하였다. 검사횟수는적어도적합성이있는검사가 3번이상되도록하였으며, 호기시간은최소한 6초이상되도록하였다. 폐활량검사는해당분야유경험자로서 6일간의이론교육과실습을실시하고, 최종적으로시험을거쳐정확성과신뢰성이 95% 이상이되는검사자가실시하도록하였다. 검사과정과검사결과에대하여미국흉부학회에서권장하는방법으로 3-6 중앙에정도관리센터를설치하여조사기간동안매일검사결과를송부받아검사에대한정도관리와질관리를실시하였다. 지역별검사장소에는내과전문의가참석하여실제적인검사진행을감독하도록하였다. 설문조사는흡연과급만성호흡기계질환, 순환기계질환, 암, 근골격계질환, 약물복용여부등에대한내용을포함하였다. 단순흉부방사선촬영을실시하였으며, 이를 2명의방사선과전문의가교차판독하였다. 2명사이에이견이있는경우 3번째전문의의의견을바탕으로합의하여판정하도록하였다. 폐활량 231

3 JK Choi, et al.: Normal Predictive Values of Spirometry in Korean Population 검사결과에대한적합성 (acceptability) 과재현성 (re peatability) 의판단기준은미국흉부학회에서제시한기준에따랐다 3,6. 정상인의선정기준은설문조사및검사전확인질문을통하여폐활량에영향을미치는호흡기질환및증상이없을것, 흉부방사선학적검사에서폐활량에영향을미치는심폐이상소견이없을것, 흡연력등폐활량에영향을미칠정도의유해인자에노출력이없는경우이었다. 호흡기계질환과증상은의사의진단에의한만성기관지염, 폐쇄성폐질환과천식, 결핵, 폐기종, 폐질환과설문조사를통한흉부질환으로입원한경력과이와관련한약물복용력이있는경우, 만성기관지염은일년에 3개월이상기침이나가래가지속된기간이 2년이상인경우, 폐질환관련입원치료한경력이있는자와천식등의약물복용력이있는경우이었다. 검사당일기침, 객담, 감기, 발열, 피로, 호흡곤란이있는경우와기관지확장제등의약제를복용하고있는경우에정상인에서제외하였다 (Table 1). 심폐이상소견은흉부관련질환으로단순흉부방사선사진에서흉부관련질환과심장관련질환, 기타암과근육계질환등의소견이있는경우이었다. 유해인자는흡연과직업적유해인자에노출될수있는환경및물질등을포함하였다. 비흡연자는흡연경력이전 혀없는자와평생동안 100가피 (5갑) 이하의흡연으로정의하였다. 기타유해인자는설문조사를통하여제외하였다. 폐활량검사치선택은여러번시행한검사에서가장큰검사치를선택하는방법 (best value selection method) 을이용하였다. 통계분석은 SAS 8.4를이용하여폐활량검사치와변수들의상관관계를파악하여분포의특성과예측치의방향을검토한후회귀분석을실시하여유의한변수를선정하였다. 다시선정된변수들을조합하여혼합효과모델 (mixed effect model) 에적용하여 AIC(Akaike's information Criterion) 를구하였다. AIC 값이가장낮은변수의조합을남자와여자의폐활량예측식모델로선정하였다. 다시단순하고사용하기편리한폐활량예측식을유도하기위하여남자와여자에서공통적으로포함된변수들중에서변수의수가적으면서도설명력이높고, 잔차분석에서크게차이가없는변수를선택하여선형회귀분석모델에적용하여최종적인예측식을유도하였다 세의연령군이 25-29세의연령군보다폐활량검사치가약간낮거나높은경우모델의설명력을높이고적합한예측치를유도하기위하여 18-24세군을 25세군과통합하여분석하였다. 이러한방법은 ECSC Table 1. Criterion for normal subjects 1. Lifetime nonsmoker (total smoking of less than 5 pack) 2. No pulmonary diseases and symptoms affecting pulmonary function 1) No MD diagnosis asthma, chronic bronchitis, emphysema and chronic obstructive diseases 2) No history of chronic bronchitis 3) No history of hospital admission for pulmonary or chest diseases 4) No history of drug for asthma or asthmatic attack 5) No persistent cough or phlegm over 3 months in the last year 6) No moderate shortness of breath during whistling and/or wheezing 3. No abnormal signs and diseases of heart or chest affected pulmonary function 1) No abnormal chest radiograph finding 2) No heart diseases(angina, heart failure, myocardial infarction) 4. No exposure aversive factors affected pulmonary function 1) No occupational exposure to high levels of dust, induced asthma, pulmonary fibrosis 5. No abnormal physical findings 1) No congenital anomalies 2) No history of chest or cervical area surgery 3) No cancer or muscle diseases 6. No physical states affecting the pulmonary function in spirometric test 1) No cough, phlegm, common cold, fever, fatigue, shortness of breath 2) No intake drug such as a bronchodilator 232

4 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 58. No. 3, Mar, 2005 (European Coal and Steel Community) 와 7 아시아인에서적정한방법이라고보고한결과를따랐다 8. 연구결과 1. 분석대상자들의역학적특징폐활량검사를실시한 4,816명중단순흉부방사선촬영을하지않은대상자 337명, 단순흉부방사선사진에서비정상자 1,079명, 폐기능검사결과적합성이없는검사자 551명, 재현성이없는검사자 755명, 의사로부 터천식과폐기종, 만성기관지염, 만성폐쇄성폐질환으로진단받은검사자 121명, 만성기관지염과폐질환, 흉부질환으로입원한경력, 천식과천식약물복용력, 천식발작이있는검사자 131명이었으며, 이들을제외한연구대상자수는 1,842 명이었다. 이중에서평생 5 갑이상흡연자인 630명을제외한최종분석대상자는 1,212 명으로, 남자 206명, 여자 1,006 명이었다. 지역별분포를볼때서울이 216명으로가장많았으며, 다음으로는경기도가 176명이었다 (Table 2). 연령별분포는남자에서 18-24세군이가장많아 50명이었으며, 여자에서는 세군으로 172명이었다. 남자에서분석 Table 2. Regional distribution of the subjects Total 강원도 3 ( 1.5) 20 ( 2.0) 23 ( 1.9) 경기도 26 ( 12.6) 150 ( 14.9) 176 ( 14.5) 경상도 24 ( 11.7) 74 ( 7.4) 98 ( 8.1) 광주광역시 16 ( 7.7) 72 ( 7.1) 88 ( 7.3) 대구광역시 9 ( 4.4) 39 ( 3.9) 48 ( 4.0) 대전광역시 16 ( 7.7) 46 ( 4.6) 62 ( 5.1) 부산광역시 31 ( 15.1) 108 ( 10.7) 139 ( 11.5) 서울특별시 20 ( 9.7) 196 ( 19.5) 216 ( 17.8) 울산광역시 3 ( 1.5) 11 ( 1.1) 14 ( 1.2) 인천광역시 5 ( 2.4) 44 ( 4.4) 49 ( 4.0) 전라도 25 ( 12.1) 103 ( 10.2) 128 ( 10.5) 제주도 2 ( 1.0) 28 ( 2.8) 30 ( 2.5) 충청도 26 ( 12.6) 115 ( 11.4) 141 ( 11.6) 합 계 206 (100.0) 1,006 (100.0) 1,212 (100.0) Table 3. Number of subjects and the height, weight distribution according to age(n(%), Mean±(SD)) Age group Number Height Weight L ( 24.3) 96 ( 9.5) ( 9.7) 113 ( 11.2) ( 12.6) 151 ( 15.0) ( 13.1) 172 ( 17.1) ( 11.2) 158 ( 15.7) ( 9.7) 109 ( 10.8) ( 5.2) 77 ( 7.7) ( 7.3) 61 ( 6.1) ( 5.3) 44 ( 4.4) ( 1.5) 17 ( 1.7) ( 0.5) 8 ( 0.8) Total 193 (100.0) 1,006 (100.0)

5 JK Choi, et al.: Normal Predictive Values of Spirometry in Korean Population 대상자가적은군은 65-69세군이 3명, 70세이상에서 1명이었으며, 여자에서 70세이상이 8명이었다 (Table 3). 남자의신장범위는 cm부터 cm이였으며, 평균 cm이었다 세군이가장컸으며, 나이가증가할수록감소하였다. 여자도남자와같은경향을보였으며, 평균은 cm로 cm부터 cm이었다. 체중은남자에서평균 68.4 kg이었으며, 47.0 kg부터 96.8 kg의범위이었다 세군이가장체중이많아 71.7 kg이었으며, 나이가증가하면서체중은감소하였다. 여자들에서는평균 57.3 kg이었으며, 38.5 kg부터 94.5 kg의범위이었다. 남자와달리 50세부터 54세까지가가장체중이많아 59.5 kg이었다 (Table 3). 노력성폐활량은남자와여자에서 25-29세군이가장높아각각 5.09l, 4.42l이었으며, 나이가증가하면서감소하였다 (Table 4). 일초간노력성폐활량도남자와여자에서동일한경향을보였다. 일초율은 18-24세군이가장높았으며, 나이가증가하면서감소하는경향을보였다. 2. 노력성폐활량의예측식추정노력성폐활량은남자와여자모두 세군에서가장높았다 세군은이보다적어 18-24세군을 25세군과통합하였다. 29세이후는연령이증가하면 Table 4. FVC, FEV 1, FEV 1/FVC% according to age(mean±sd) FVC(l) FEV 1(l) FEV 1/FVC% Table 5. AIC(Akaike's information Criterion) of the variables of FVC, FEV 1, FEV 6 from regression analysis by the mixed effect model AIC Variables FVC FEV 1 FEV 6 Age, height Age 2, height Age 3, height Age 2, height, weight Age 2, height, weight, weight Age 2, height, weight, height*weight Age, height Age 2, height Age 3, height Age 2, height, weight Age : Estimate to 25 age from age group 234

6 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 58. No. 3, Mar, 2005 서일정한방향으로감소하는경향을보였다. 그래프형태를보았을때예측식의추정은연령의 1차함수보다 2승또는 3승의모델이적절하였다. 노력성폐활량과독립변수들간의상관관계를파악하기위하여회귀분석을하였을때성별과연령, 신장, 체중이유의한설명력을갖는변수들이었다. 변수를조합하여혼합효과모델을적용할때 AIC 값은남자에서보정한연령과신장을포함한모델의값이가장작았으며, 여자에서는보정한연령의 2승, 신장, 체중을포함한모델이가장작았다. 결과적으로노력성폐활량의변화를설명하는모델는연령의증가에따라폐활량이감소하는연령효과 (aging effect) 와신장과체중등이커짐에따라폐활량이증가하는체격효과 (body-physical effect) 를복합적으로나타내는모델이적합하였다 (Table 5). 혼합효과모델에서선정된모델에포함된변수들을단순선형회귀분석에적용하여남자와여자에서공통된변수이면서, 적은변수로설명력이높고, 모델을구한대상자수가많은연령의 2승과신장, 체중변수모델을선정하였다 (Table 6). 노력성폐활량의예측식은남자에서 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) * 체중 ( kg ) 이었으며, 여자에서 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) * 체중 ( kg ) 으로추정되었다. 3. 일초간노력성폐활량의예측식추정일초간노력성폐활량은노력성폐활량과마찬가지로남자와여자에서 25-29세군이가장높았다 세군을 25세군과합쳐서 25세로적용하였다. 29세이후는연령이증가하면서일정한방향으로감소하는경향을보였다. 그래프의형태로보아예측식의추정은연령의 1차함수보다 2승또는 3승의모델이적정한모양이었다. 일초간노력성폐활량과독립변수들간에회귀분석을하였을때성별과연령, 신장, 체중이유의한설명력을갖는변수들이었다. 변수를조합하여혼합모형에적용할때 AIC의값은남자에서보정한연령과신장을포함한모델의값이, 여자에서보정한연령의 2승, 신장변수가포함된모델의값이가장작았다 (Table 5). 노력성폐활량과동일하게연령의증가에따라폐활량이감소하는연령효과와신장과체중등에따라폐활량이변화하는체격효과를복합적으로나타내는모델이적합하였다. 혼합효과모델에서선정된변수들을단순선형회귀분석에적용하여예측식을선정할때남자와여자에서공통된변수이고, 간단하면서도적은변수로설명력이높고, 모델을구한대상자수가많은예측식은연령의 2승과신장변수를포함하는모델이었다 (Table 7). 일초간노력성폐활량의예측식은남자에서 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) 이었으며, 여자에서 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) 으로추정되었다. 4. 6초간노력성폐활량의예측식추정 6초간노력성폐활량은남자와여자에서 30-34세군이가장높았으며, 35세이상에서는남자와여자가일정한방향으로감소하였다. 남자에서 세군과 Table 6. The selected variables of the FVC from the lower AIC and American Thoracic Society applied to linear regression analysis Models r *A 2 * *H *W *A *H *A *H *A *H *W *A *H *A *H *Age(year), Height( cm ), Weight( kg ) 235

7 JK Choi, et al.: Normal Predictive Values of Spirometry in Korean Population 18-24세군은이보다낮았다. 여자에서는 25-29세군과 18-24세군이비슷하였다. 그래프의형태로보아예측식은연령의 1차함수보다 2승또는 3승의함수가타당하였다. 폐기능검사치와독립변수들간의상관관계를파악하기위하여회귀분석을하였을때성별과연령, 신장, 체중이유의한설명력을갖는변수들이었다. 변수를조합하여혼합효과모델을적용할때 AIC는값은남자에서보정한연령과신장을포함한모델의값이가장작았으며, 여자에서는연령의 2승, 신장, 체중을포함한모델의값이가장작았다 (Table 5). 남자와여자에서공통된변수이면서, 간단하고가장적은변수로가장높은설명력을갖고, 많은대상자들에서적용된모델은연령의 2승과신장, 체중변수를포함한모델을단순선형회귀분석에적용하였다 (Table 8). 6초간노력성폐활량의예측식추정은남자에서 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) * 체중 ( kg ) 이었으며, 여자에서 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) * 체중 ( kg ) 이 었다. 5. 일초율의예측식추정남자와여자에서 18-24세군이가장높았으며, 세군이후일정한방향으로감소하였다. 남자와여자에서 60-64세군이 55-59세군에비하여약간높았다. 여자에서는 18-24세군과 세군의차이가크지않았다. 그래프의형태로볼때여자에서 1차함수의모양을나타내었으나남자에서는판단하기어려웠다. 폐활량검사치와독립변수들간의상관관계를파악하기위하여회귀분석을하였을때성별과연령, 신장, 체중이유의한설명력을갖는변수들이었다. 변수를조합하여혼합모형을적용할때 AIC 값은남자에서보정한연령과체중이, 여자에서는연령과신장의값을포함한모델의값이가장작았다. 일초율의변화를설명하는모델에서도연령의증가에따라폐활량이감소하는연령효과와신장과체중등에따라폐활량이변화하는체격효과를복합적으로나타내는모델이적합하였다. 남자에서는연령과체 Table 7. The selected variables of the FEV 1 from the lower AIC and American Thoracic Society applied to linear regression analysis Model r *A 2 * *H *A *H *W *A *H *A *H *A *H *W *A *H *Age(year), Height( cm ), Weight( kg ) Table 8. The selected variables of FEV 6 from lower AIC and American Thoracic Society to linear regression analysis Model r *A 2* *H *W *A *H *A *H *A *H *w *A *H *A *H *Age(year), Height( cm ), Weight( kg ) 236

8 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 58. No. 3, Mar, 2005 중모델이, 여자에서는연령과신장모델이적합하였다 (Table 9). 혼합효과모델에서선정된변수들을단순선형회귀분석에적용할때남자와여자에서연령과체중으로유도된모델이다른모델에비하여설명력이가장좋았다. 남자와여자에게공통된변수가포함되고, 간단하면서도적은변수로설명력이높고, 모델을구한대상자수가많은예측식은연령과신장변수를포함하는모델이었다 (Table 10). 일초율의예측식은남자에서 * 연령 ( 년 ) * 신장 ( cm ) 이었으며, 여자에서 * 연령 ( 년 ) * 신장 ( cm ) 으로추정되었다. 고찰폐활량예측식은연구자마다변수와상수, 설명력 등에서다소차이가있다. 이러한이유는대상자의선정과최종적인정상범위의판단기준, 폐활량검사방법, 폐활량검사기기, 측정조건, 통계적방법등의차이때문이다. 동일한인구집단을대상으로개발된예측식들간에도연구자마다차이가있기때문에예측식을선택하는기준에대해미국흉부학회는측정방법상의기준과역학적기준, 통계학적기준을제시하고있으며, 이조건들은폐활량예측식을구하고자할때고려되어야한다고하였다 3. 본연구에서는이러한조건들을충족하기위하여측정방법에있어표준화된동일한검사기기와동일한측정방법을사용하였다. 조사에사용된폐활량검사기는미국흉부학회의지침에맞는기기이었다. 한편역학적기준에있어전체인구집단에대한대표성을갖기위하여 2000년인구주택총조사를기본으로한전국을대상으로통계청에의뢰하여조사대상을선정하 Table 9. The AIC(Akaike's information Criterion) of the variables of FEV 1/FVC% from regression analysis using the mixed effect model Variables AIC Age, height Age 2, height Age 3, height Age 2, height, weight Age 2, height, weight, weight Age 2, height, weight, height*weight Age, weight Age Age, height Age 2, height Age 3, height Age, weight Table 10. The selected variables of the FEV 1/FVC% from the lower AIC applied to linear regression analysis Model r *A* *H *A *A *W *A *H *A *A *W *Age(year), Height( cm ), Weight( kg ) 237

9 JK Choi, et al.: Normal Predictive Values of Spirometry in Korean Population 도록하였다. 또한평생비흡연자를대상으로엄격한기준을적용하여건강한정상인에대한단면적연구를하였다. 정상인의선정기준은 Crapo 등과 9 Knudson 등 10,11, ECSC 7, Hankinson 등의예측식 12 선정기준, 그리고국내에서발표된선정기준과비교하여도본연구에서엄격하게적용되었다고판단된다. 그러나 Morris 등의연구 13 에서제외한유해한직업적노출대상자를배제하지는못하였다. 현실적인직업노출조사의어려움과함께이미질환이발생하여폐환기능이감소되었다면증세, 질병, 그리고방사선학적소견의판단기준에걸려서제외되었을것이라고판단하였기때문이었다. 조사대상자 8,209 명중에서폐활량검사를실시한대상자는 4,816명으로 58.7% 이었으나지역적분포나연령별분포에서전국적인대표성을가질수있었다. 최종분석대상자는정상인이면서비흡연자인 1,212명으로남자 206명, 여자 1,006명이었다. 이는 Morris 등과 13, Crapo 등 9, Knudson 등 10,11, ECSC의예측식에서 7 분석에포함된대상자보다많았다. 비흡연자에평생동안 5갑이하의흡연자를포함하였다. 5갑이하의흡연자와비흡연자의폐활량에차이가없었으며, Crapo 등의조사에서도 9 평생 5갑이하의흡연자는폐활량이감소하지않는다하여포함하였다. 남자에서 65-69세군이 3명, 70세이상이 1명이었고, 여자에서 70세이상이 8명으로고연령군에대한본연구의예측식을적용할때오류가있을수있었다 세군이 세군보다폐활량검사치가낮거나비슷한경우에모델의설명력을높이고가장적합한예측치를유도하기위하여 18-24세군을 25세군과통합하여분석하였는데이는유럽호흡기학회에서구한예측식의방법이며 7, 아시아인에서적정한방법이라고보고한결과를이용하였다 8. 우리나라에서주로사용되고있는외국의예측식인 Morris 등 13, Crapo 등 9, Knudson 등 10,11, Kory 등 14, ECSC의 7 예측식과우리나라에서 1980년도이후조사된김등 15, 주등 16, 조등 17, 백등의 18 예측식은노력성폐활량과일초간노력성폐활량예측식을연령과신장변수로설명하고있으나, 본연구에서는노력성폐 활량의예측식으로연령의 2승과신장, 체중변수를포함하였다. 체중이설명력이큰변수는아니었으나, 체중이전체모델에포함된이유로는최근에젊은사람들에서급격히증가하는체격변화를반영하는것으로판단되었다. 여자의노력성폐활량에서조등은 17 연령과신장, 체중의변수로예측식을구성하여본연구와동일하였다. Hankinson 등의 12 연구에서는연령과연령의 2승, 신장으로본연구와다소차이가있었다. 본연구에서일초간노력성폐활량의예측식은연령의 2승과신장을포함하여, 다른연구와포함된변수에서는동일하나그형태에차이가있었다. 또한 6 초간노력성폐활량의예측식은연령의 2승과신장, 체중변수로설명하고있으나 Hankinson 등의 12 연구에서는연령과연령의 2승, 신장으로본연구와다소차이가있었다. 일초율의예측식은대부분의다른연구와동일하게연령과신장변수로설명되었다. 일부예측식과차이가있어남자에서 Knudson 등 10,11 과 ECSC는 7 연령만으로, 조등은 17 연령과체중변수로설명하고있다. 여자에서는 ECSC는 7 연령만으로, 조등은 17 연령과체중으로설명하고있어본연구와차이가있었다. 본연구에서개발된예측식의정상범위를구하기위하여개발된예측식공식을분석대상자개개인에적용하여예측치대비검사치를구하고, 그의평균으로부터표준오차의 1.645배에해당하는 95% 신뢰구간의하한치와 95 percentile 의하한치를구하였다. 남자의예측치대비노력성폐활량 % 는 95 percentile 이 83.5% 이었으며, 95% 신뢰구간은 82.0% 이었다. 여자는각각 81.6% 와 81.6% 이었다. 예측치대비일초간노력성폐활량 % 는 95 percentile이남자 82.3%, 여자 80.4% 이었다. 95% 신뢰구간은남자에서 82.0%, 여자 80.7% 이었다. 예측치대비일초율 % 는남자에서 95 percentile 이 91.1%, 여자 89.9% 이었다. 95% 신뢰구간은남자 89.8%, 여자 89.7% 이었다 (Table 11). 다른예측식들과잔차를분석하였을때남자에서노력성폐활량예측식대비 % 는모두음의관계를갖고있어본예측식이가장높게예측치를추정하고있었다. 그러나주등의 16 예측식을제외하고그차이는 10% 이내이었다. 여자도모두음의관계를나타내었 238

10 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 58. No. 3, Mar, 2005 으며, Morris 등의 13 예측식과는 -2.47%, 김등의 15 예측식과는 -2.55% 를나타내었다. 그러나 ECSC와 7 조등의 17 예측식을제외하고 10% 이내의차이였다. 이는여자의노력성폐활량예측식이남자와동일하게다른예측식보다예측치를높게추정한다는것을의미하였다 (Table 12). 노력성폐활량예측식을적용한적용치와실측치의차이에대한잔차분석에서남자에서 Morris 등과 13 Crapo 등의 9 예측식이양의관계를나타낸반면다른모든예측식과는음의관계를갖고있었다. 여자는모두음의관계를나타내었다. 또한이잔차를회귀분석하였을때연령은남자와여자에서음의관계로유의하였으며, 이는연령이증가할수록본연구의예측식보다차이가커질수있다는것을의미하였다. 신장은남자에서대부분의예측식과유의하지않았으나 Knudson 등의 10,11 예측식이유의한양의관계를나타내었다. 여자는 Crapo 등의 9 예측식만유의한양의관 계를나타내었으며, 다른예측식은유의하지않았다. 그동안발표된예측식들은일반적으로같은연령과같은신장일경우백인들의노력성폐활량이흑인들에비하여크며, 아시아인들의노력성폐활량은백인과흑인들의중간이라고보고하였다. 1991년미국흉부학회에서는백인과흑인의차이가약 12% 라고보고하여본연구에서도백인보다약 6% 작을것이라고예측하였으나결과는백인보다오히려높았다. 이는최근우리나라젊은연령층에서신장과체중증가가현격하여서구의체격과비슷해졌다는점과본연구의정상범위선정기준이다른연구보다엄격하고적합성과재현성의기준이엄격하게선정된결과로해석할수있었다. 그러나대부분의예측식과는 10% 이내의차이를보이고있었다. 남자와여자에서일초간노력성폐활량에대한잔차분석도노력성폐활량과비슷하였다. 김등의 15 예측식만이본예측식보다예측치가높아양의관계를 Table 11. Lower limits of the percent age predicted values %PFVC %PFEV 1 %PFEV 1% 95percentile 95% C.I 95percentile 95% C.I 95percentile 95% C.I %PFVC : 100*(FVC/predicted FVC) %PFEV 1 : 100*(FEV 1/predicted FEV 1) %PFEV 1% : 100*(FEV 1%/predicted FEV 1%) 95% C.I : Mean *SD Table 12. Analysis of the residues from the FVC prediction Resi* Resi regression Resi* Resi regression M # (%) M # (%) Age(α) Height(β) M # (%) M # (%) Age(α) Height(β) Morris S(-) NS S(-) NS Crapo S(-) NS S(-) S(+) Knudson S(-) S(+) S(-) NS ECSC S(-) NS S(-) NS 주등 S(-) NS S(-) NS 김등 NS NS 조등 S(-) NS S(-) NS 백등 S(-) NS *Residue(%) = 100*((predicted FVC - predicted FVC)/predicted FVC), Residue(%) = 100*((predicted FVC - observed FVC)/observed FVC), Residual regression model : predicted FVC - observed FVC = α*height + β*age + γ, Mean, NS : p>0.1, S(+) : P<0.1 with positive slope, S(-) : P<0.1 with negative slope 239

11 JK Choi, et al.: Normal Predictive Values of Spirometry in Korean Population 나타내었으나다른예측식보다는본예측치가높게추정하였다. 백등의 18 예측식이 % 로가장차이가많았으며, 이를제외하고는 10% 이내의차이이었다 (Table 13). 남자에서본연구의실측치와다른연구자들의예측치를비교할때 Crapo 등과 9 김등의 15 예측치를제외하고는모두음의관계를나타내고있어본예측식의예측치가높다는것을알수있었다. 백등의 18 예측식과 % 의차이를제외하고, 모든예측식과는 10% 이내의차이를보이고있었다. 연령에대한차이를회귀분석하였을때노력성폐활량과비슷하게음의유의한관계를나타내어연령이증가할수록본연구의예측식보다차이가커질수있다는것을의미하였다. 주등의 16 예측식과는유의하지않았다. 신장은대부분유의하지않았으며, Knudson 등과 10,11 김등의 15 예측식과는양의유의한관계를나타내었다. 여자는김등의 15 예측식이본예측식보다예측치를높게추정하였으나다른예측식들은낮게추정하였다. Morris 등의 13 예측식과 % 의차이를보이고있으나다른예측식들과의차이는 10% 이내이었다. 본연구대상자의실측치에다른예측치를적용한차이도국내의김등과 15 조등의 17 예측식은양의관계를, 백인을대상으로구한예측식과는음의관계를나타내었다. 연령에대한회귀분석에서다른예측식과는모두유의한음의관계를나타내고있어연령이증가할수록본연구의예측식과비교하여정상예측치가낮을수있음을나타내었다. 신장에서는 ECSC의예측식과 7 유의한음의관계를나타내었으나다른예 Table 13. Analysis of the residues from the FEV 1 prediction Resi* Resi regression Resi* Resi regression M # (%) M # (%) Age(α) Height(β) M # (%) M # (%) Age(α) Height(β) Morris S(-) NS S(-) NS Crapo S(-) NS S(-) NS Knudson S(-) S(+) S(-) NS ECSC S(-) NS S(-) S(+) 주등 S(-) S(+) S(-) NS 김등 NS NS 조등 S(-) NS S(-) NS 백등 S(-) NS *Residue(%) = 100*((predicted FEV 1 -predicted FEV 1)/predicted FEV 1), Residue(%) = 100*((predicted FEV 1 -observed FEV 1)/observed FEV 1). Residual regression model : predicted FEV 1 -observed FEV 1 = α*height + β*age + γ, # Mean, NS : p>0.1, S(+) : P<0.1 with positive slope, S(-) : P<0.1 with negative slope Table 14. Analysis of the residues from the FEV 1/FVC% prediction Resi* Resi regression Resi* Resi regression M # (%) M # (%) Age(α) Height(β) M # (%) M # (%) Age(α) Height(β) Crapo S(+) NS NS S(-) Knudson S(+) S(+) S(+) S(-) ECSC S(+) S(+) S(+) NS 주등 S(+) NS S(+) S(-) 조등 S(+) NS S(-) S(-) 백등 S(+) NS *Residue(%) = 100*((predicted FEV 1/FVC% - predicted FEV 1/FVC%)/predicted FEV 1/FVC%), Residue(%) = 100* ((predicted FEV 1/FVC% - observed FEV 1/FVC%)/observed FEV 1/FVC%). Residual regression model : predicted FEV 1/ FVC% - observed FEV 1/FVC% = α*height + β*age + γ, # Mean, NS : p>0.1, S(+) : P<0.1 with positive slope, S(-) : P< 0.1 with negative slope 240

12 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 58. No. 3, Mar, 2005 측식과는유의한관계가없어신장에따른변화는없다고판단되었다. 일초율에대한예측식의잔차분석은노력성폐활량과일초간노력성폐활량의예측식과달리남자에서외국의예측식보다예측치를높게추정하는반면, 국내의예측식보다낮게추정하였다. 여자는 ECSC의예측식보다 7 높게추정하였으나다른예측식보다는낮게추정하였다. 그러나모두 10% 이내의차이이었다 (Table 14). 본연구의실측치와다른연구자들의예측식을비교할때도외국의예측식은예측치를낮게추정한반면국내의연구는모두높게추정하였다. 그러나그차이는 10% 이내의범위이었다. 남자에서다른예측식을실측치에적용한차이를회귀분석할때연령은모두양의유의한관계를나타내고있어연령이증가할경우본예측식과양의방향으로차이가날수있었다. 신장에대한회귀분석에서 Knudson 등과 10,11 ECSC의예측식을 7 제외하고모두차이가유의하지않았다. 여자도다른예측식에비하여본예측식에서예측치를낮게추정하였다. 조등의 17 예측치를제외하고차이는 10% 이내이었다. 다른예측식과실측치의차이를분석할때 ECSC의예측식만 7 음의차이를나타내고있었으나그외의예측식은양의차이를나타내었다. 조등의 17 예측식을제외한다른예측식과는 10% 이내의범위이었다. 잔차에대한회귀분석에서연령은 Knudson 등과 10,11 ECSC의예측식 7, 김등의예측식과 15 양의유의한관계를나타내었다. 조등의예측식과는 17 음의유의한관계를나타내었으나 Crapo 등의예측식은 9 유의하지않았다. 신장에있어 ECSC 의예측식과는 7 유의하지않았으며, 다른예측식과는음의유의한관계를나타내었다. 요약연구배경 : 우리나라국민을대상으로실시한폐활량검사의판정과해석은우리나라국민을대상으로구한폐활량예측식이사용되어야한다. 그동안외국인을대상으로구한폐활량예측치가사용되어오류가있었다. 본 연구에서는전국민을대상으로대표성있고신뢰할수있는노력성폐활량과일초간노력성폐활량, 6초간노력성폐활량, 일초율에대한정상예측식을개발하고자하였다. 연구방법 : 전국민을대상으로층화표본추출법을사용하여조사대상을선정하였으며, 폐활량검사기와검사방법, 검사과정, 결과의선택을미국흉부학회에서권고하는기준에따라체계적인정도관리와질관리를실시하였다. 폐활량검사를실시한대상자 4,816명중에서비흡연자이면서폐활량에영향을미칠수있는호흡기질환및증상이없고, 흉부방사선학적검사에서심폐이상소견이없으면서, 폐활량에영향을미치는유해인자에의노출력이없는대상자는 1,212명으로남자 206 명, 여자 1,006 명이었다. 이들은지역과연령별로우리나라국민을대표할수있었다. 통계분석에서혼합효과모델을적용하여 AIC 값이가장작은모델로서남자와여자에공통적으로포함된변수들을일반선형회귀분석에적용하여폐활량예측식을구하였다. 결과 : 노력성폐활량의예측식은남자 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) * 체중 ( kg ) 이었으며, 여자 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) * 체중 ( kg ) 이었다. 일초간노력성폐활량의예측식은남자 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) 이었으며, 여자 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) 이었다. 6초간노력성폐활량의예측식은남자 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) * 체중 ( kg ) 이었으며, 여자 * 연령 2 ( 년 ) * 신장 ( cm ) * 체중 ( kg ) 이었다. 일초율의예측식은남자 * 연령 ( 년 ) * 신장 ( cm ) 이었으며, 여자 * 연령 ( 년 ) * 신장 ( cm ) 이었다. 결론 : 본예측식은미국흉부학회에서제시하고있는연령과신장변수에체중이포함되어차이가있었다. 이러 241

13 JK Choi, et al.: Normal Predictive Values of Spirometry in Korean Population 한이유는연령효과와젊은연령에서신장과체중이급격하게변화하는체격효과가복합적으로작용하기때문이라고해석된다. 본예측식과다른국내및국외예측식을비교할때본예측식이노력성폐활량과일초간노력성폐활량, 일초율의예측치를높게추정하였으나대부분그차이가 10% 이내로비슷하였다. 코카시안인백인을대상으로구한외국의예측식보다본연구의정상예측 치가낮지않았다. 이러한이유로는우리나라젊은사람들의체격조건의변화와함께엄격한정상인의선정기준, 검사방법과검사결과의정도관리및질관리에기인하는것으로판단되었다. 감사의글 본연구는산업안전보건연구원의용역으로진행되었습니다. 산업안전보건연구원에서는폐활량예측식을구하기위하여, 대한결핵및호흡기학회는만성폐쇄성호흡기질환의유병율을구하기위하여공동으로폐활량검사를실시하였습니다. 본연구에참여한산업안전보건연구원의연구자들은이정오 이상재 고경선 서경범 신재훈 이유진 이용학 곽현석연구원, 서울대보건대학원하태규연구원이참여하였으며, 이분들에게감사를드리며, 대한결핵및호흡기학회의 COPD 연구진과연구에참여한내과선생님들에게감사드립니다. 참고문헌 1. Choi JK, Son MA, Kim HK, Paek D, Choi BS. Lung function test for workers and its quality control program. Korean J Occup Environ Med 1994;6: Choi JK. Study of normal predictive reference for healthy Korean adults. Occupational Safety and Health Research Institute. 2000, 2001, American Thoracic Society. Lung function testing: selection of reference values and interpretative strategies. Am Rev Respir Dis 1991;144: American Thoracic Society. Snowbird workshop on standardization of spirometry. Am Rev Respir Dis 1979;119: American Thoracic Society. Standardization of spir ometry: 1987 update. Am Rev Respir Dis 1987;136: American Thoracic Society. Standardization of spirometry: 1994 update. Am Rev Respir Crit Care Dis 1995;152: European Coal and Steel Community. Standardized lung function testing: report working party. Bull Eur Physiopathol Respir 1983;19(Suppl 5): Zheng J, Zhong N. Normative values of pulmonary function testing in Chinese adults. Chin Med J 2002;115: Crapo RO, Morris AH, Gardner RM. Reference spirometric values using techniques and equipment that meet ATS recommendations. Am Rev Respir Dis 1981;123: Knudson RJ, Slatin RC, Lebowitz MD, Burrows B. The maximal expiratory flow-volume curve: normal standards, variability and effects of age. Am Rev Respir Dis 1976;113: Knudson RJ, Lebowitz MD, Holberg CJ, Burrows B. Changes in the normal maximal expiratory flowvolume curve with growth and aging. Am Rev Res pir Dis 1983;127: Hankinson JL, Odencrantz JR, Fedan KB. Spirometric reference values from a sample of the general U.S. population. Am J Respir Crit Care Med 1999;159: Morris JF, Koski A, Johnson LC. Spirometric stand ards for healthy nonsmoking adults. Am Rev Respir Dis 1971;103: Kory RC, Callahan R, Boren HG, Syner JC. The Veterans Administration-Army cooperative study of pulmonary function: I. clinical spirometry in normal men. Am J Med 1961;30: Kim JM, Jeong ET, Jeong WJ, Park JO, Choi IS, Park KO. Study on the normal predicted standard of spirometry health nonsmoking Korean adults. Tuberc Respir Dis 1984;31: Joo JC, Song SH, Yoo ST, Kim HW. The effect of aging on the pulmonary function of the healthy adults. Korean J Anesthesiol 1990;23: Cho WK, Kim EO, Myung SJ, Kwak SM, Koh YS, Kim WS, et al. Prediction formulas of pulmonary function parameters derived from forced expiratory spirogram for healthy nonsmoking and smoking adults and effect of smoking on pulmonary function parameters. Tuberc Respir Dis 1994;41: Paek D, Choi JK, Choi BS, Chung KC. Normal predictive values of FVC and FEV 1 for healthy Korean male workers. Korean J Occup Environ Med 1994;6: