Effect of Nd：YAG Laser Myringotomy on Cochlea

Jang, Chul-Ho; Kim, Young-Ho; Song, Chang-Hun; Kim, Kweon-Young

Original Article

auditory and vestibular disorders

Korean Journal of Audiology 2001;5(1):46-49.

Effect of Nd：YAG Laser Myringotomy on Cochlea

Chul-Ho Jang¹, Young-Ho Kim¹, Chang-Hun Song², Kweon-Young Kim²

¹Department of Otolaryngology, Wonkwang Medical School, Iksan
²Chosun Medical School, Medical Research Center, Kwangju, Korea

Nd：YAG 레이저 고막절개술이 기니픽 와우에 미치는 영향

장철호^¹^, 김영호^¹^, 송창훈^²^, 김권영^²

^¹원광대학교 의과대학 이비인후과학교실
^²조선대학교 의과학연구소

Abstract

CO2 laser myringotomy has previously been proven effective in patients with serous otitis media for short-term aeration of the middle ear. However, the system based on a microscope and a coaxially aligned laser is cumbersome and expensive. So we have used Nd：YAG laser for myringotomy. In order to examine whether a Nd：YAG laser assisted myringotomy may damage to the cochlea, a perforation was made in the unilateral anterior inferior quadrant of 5 guinea pigs. Auditory evoked brainstem responses (ABR) threshold was measured before and after laser myringotomy. All guinea pigs were sacrificed for a scanning electronmicroscopic (SEM) study. No statistically significant change of ABR threshold and morphology of outer hair cells compared to normal side. These findings suggest that Nd：YAG laser myringotomy is safe.

Keywords: Nd：YAG Laser;Myringotomy;Cochlea.

교신저자：장철호, 570-711 전북 익산시 신용동
전화)(063) 850-1311, 전송)(063) 841-6556, E-mail) chul@wonkwang.ac.kr

서 론

이과 영역에서 레이저는 1980년 초에 Perkins¹⁾에 의해 수술현미경에 부착된 argon 레이저를 이경화증 수술에 사용한 이래 McGee²⁾는 만성 중이염 수술에서도 이소골 주변의 진주종이나 육아조직의 제거에 사용하였다. 그러나 Coker 등³⁾이나 Thoma 등⁴⁾은 CO2레이저를 동물의 난원창에 사용한 결과 레이저의 열 손상에 의한 내이의 손상을 초래하였다고 보고하였으나 이에 대한 실험적인 연구는 드문 편이다. 소아 삼출성 중이염에서 레이저를 사용한 고막절개술은 주로 CO2 레이저가 사용되었으며 Soderberg 등,⁵⁾ Goode,⁶⁾ Cohen 등⁷⁾에 의해 보고된 바 있다. 물론 레이저 고막절개술은 등골수술처럼 난원창과는 거리가 떨어져 있어 내이 손상이 일어나지 않을 것으로 사료되지만 이에 대한 실험적 연구가 필요한 실정이다. Goode⁶⁾는 CO2 레이저 고막절개술 시행한 guinea pig에서 주사전자현미경을 사용하여 외유모세포의 형태를 연구한 결과 아무런 손상도 일어나지 않아 안전하다고 보고하였다.
Nd：YAG 레이저는 접촉성이어서 고막에 정확한 절개를 가하기 쉽다. 국내외적으로 Nd：YAG 레이저를 사용한 고막절개술은 Jang 등⁸⁾에 의한 연구만이 있으며 전혀 연구되지 않은 실정이다.
본 연구의 목적은 기니픽에서 Nd：YAG 레이저를 사용한 고막 절개술이 내이에 손상을 주는지 알아보고자 청성뇌간유발반응(이하 ABR이라 칭함)검사를 수술전과 수술후 비교하여 청각 역치 변화를 살펴보고 주사전자현미경을 사용하여 외유모세포의 손상유무를 확인하고자 하였다.

대상 및 방법

이경검사상 정상고막을 가지며 prey reflex에 반응을 보이는 200~250 gm 기니픽 5마리를 사용하였다.

레이저고막절개술

Pentotal sodium을 20 mg/kg 복강내 주사한 뒤, 수술현미경하에서 고막 전하방에 Nd：YAG 레이저(CLS, surgical laser technologies Co. Pennsylvania, USA) 길이 9 mm, 직경 0.2 mm 사파이어 tip(Fig. 1)을 부착하여 출력 8~10 watt로 고막 전하방에 천공을 만들었다.

ABR 측정

Pentotal sodium을 20 mg/kg 복강내 주사한 뒤 Nicholet사의 ABR 측정기(Viking IV)를 이용하여 방음실내에서 ABR을 측정하였다. 전극은 Nicholet사의 피내침전극을 이용하여 활성 전극을 두정부에, 비교전극을 우측 이개하부에, 접지전극을 좌측 이개하부에 부착하였으며 전기저항은 5 kohm 이하로 유지하였다. 음자극은 10인치의 음전도관을 갖는 삽입형 수화기(insert phone, Nicholet, USA)를 사용하였으며 rarefaction phase의 광역대 click음을 초당 11.29회로 주었다. ABR의 역치 측정은 자극음의 강도를 95 dB부터 20 dB 간격으로 낮추어 가면서 역치 근처에서는 5 dB 간격으로 ABR을 측정하여 wave Ⅴ을 보이는 최소자극음의 강도를 청력역치로 정하였다. 실험시작 전에 측정한 역치를 기준 값으로 하였고, 레이저 고막절개술 직후 동측귀의 ABR 역치 변화를 관찰하였다.

주사전자현미경관찰

레이저 고막 절개후 ABR을 측정한 다음 희생하여 와우를 채취하였다. 2.5% glutaraldehyde(pH7.2) 고정액이 채워진 petri dish에 와우를 담근 상태에서 수술현미경하에서 등골을 와우의 난원창에서 분리한 뒤 와우의 첨단을 개방하고 1cc syringe에 glutaraldehyde를 채워 난원창으로 관류 고정하였다. pick을 사용하여 와우의 기저회전에서 첨단회전까지 골와우각, 혈관조, 전정막, 개막의 순서로 제거하였다. 4°C에서 12시간 침수고정한 뒤 1% osmium tetroxide에서 1시간 후고정한 뒤, 탈수과정을 거쳐 isoamylacetate로 치환시켰다. CO2를 이용한 임계점 건조기(Polaron E 3000, USA)를 사용하여 critical point에서 건조한 다음 금도금과정을 거쳐 주사전자현미경(Hitachi X-650, Japan)으로 관찰하였다.
통계 처리는 Mann-Whithney test를 사용하였다.

결     과

청성뇌간유발반응소견상 레이저 고막절개술을 시행하기전 정상 기니픽의 평균 역치는 10±2.5 dB이었으며 레이저 고막 절개술후 기니픽의 평균 역치는 12± 1.5 dB이었다(Fig. 2). 주사전자현미경 소견상 레이저 고막절개술을 시행한 후에 와우의 기저부, 2회전, 3회전 외유모세포에서 특이한 병적 소견을 보이지 않았다(Fig. 3).

고     찰

소아 만성 삼출성 중이염의 수술적 치료로써 사용되고 있는 레이저 고막절개술은 주로 CO2 레이저가 사용되고 있으며 국내에도 보고된 바 있다. 그러나 CO2레이저를 수술현미경에 부착시키는 adaptor는 상당한 경비가 소요되며, 최근 개발된 CO2 레이저이경인 OtoLAM⁹⁾은 가격이 너무 비싸 아직 널리 사용되지 않고 있으며 국내에는 아직 소개된 바 없다. Nd：YAG 레이저는 대다수 병원의 수술실에서 사용되고 있으며 직경 0.2 mm 사파이어 tip 만 구비하면 사용 가능하고 tip 가격은 600$ 정도여서 비싸지 않다. 레이저 절개술에서 가장 중요한 것은 정확한 절개이다. CO2레이저같은 비접촉성 레이저에 비해 Nd：YAG 레이저는 접촉성 tip을 사용하기 때문에 보다 더 정확하게 절개를 가할 수 있어 절개부위의 주변 조직에 대한 손상을 최소화할 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서 고막절개술에서 비접촉성인 CO2레이저보다는 접촉성인 Nd：YAG 레이저를 사용하면 더 정확히 고막 절개를 할 수 있다. 또한 현재 개발된 CO2 레이저 이경(OtoLAM)의 단점은 고막 천공의 크기를 확대시킬 때 레이저의 일부가 중이점막으로 들어갈 수 있어 주의를 요한다.
본 연구에서는 Nd：YAG 레이저 고막절개술시 와우에 레이저 열이 손상을 주는지 알아보고자 실험하였다. 본 연구 결과에서 실제 환자에서 사용하는 8~10 watt Nd：YAG 레이저는 ABR상 의미 있는 역치변화가 나타나지 않았으며, 외유모세포의 손상도 관찰할 수 없었다. 이는 CO2 레이저 고막절개술을 기니픽에서 사용한 Goode⁶⁾ 결과와 일치하였다. 레이저 고막절개술시 레이저를 사용하는 시간은 5~10초 정도로 짧고 중이강에 의해 내이와 간격이 떨어져 있기 때문에 내이에는 손상을 미치지 않을 것으로 생각된다. Nd：YAG 레이저 고막절개술은 수술현미경하에서 시행하기 때문에 레이저 사용후 즉시 흡인기로 삼출액을 흡인할 수 있다. 그러나 OtoLAM을 사용할 경우 레이저 고막절개술을 시행한 뒤 다시 수술현미경을 사용하여 흡인을 해야하는 불편함이 있다. 또한 OtoLAM은 고막을 실제로 보지 않고 scan상에서 처리해야하는 단점이 있다. 따라서 레이저 고막절개술을 시행하고 중이환기관을 유치해야할 경우 다시 수술현미경을 사용해야 하는 번거러움이 있다.

결     론

Nd：YAG 레이저 고막 절개술은 내이에 영향을 미치지 않아 임상적으로 유용할것으로 사료된다.

REFERENCES

Perkins RC. Laser stapedotomy for otosclerosis. Laryngoscope 1980;90:228-40.
McGee TM. Argon laser in chronic ear and otosclerotic surgery. Laryngoscope 1983;93:1177-82.
Coker NJ, Ator GA, Jenkins HA, Neblett CR. Carbon dioxide laser stapedectomy- a histopathologic study. Am J Otolaryngol 1986;7:253-7.
Thoma J, Mrowinski D, Kastenbauer ER. Experimental investigations on the suitability of the carbon dioxide laser for stapedectomy. Ann Otol Rhinol Laryngol 1986;95: 126-31.
Soderberg O, Hellstrom S, Stenfors LE. Myringotomy made by CO2 laser an alternative to the ventilation tube? An experimental study. Acta Otolaryngol 1984;97:335-41.
Goode RL. CO2 laser myringotomy. Laryngoscope 1982; 92:420-3.
Cochen D, Siegel G, Krespi J, Schechter Y, Slatkine M. Middle ear laser office ventilation (LOV) with a CO2 laser flashscanner. J Clin Laser Med Surg 1998;16:107-9.
Jang CH, Kim YH, Jung JK, Park SY. Clinical study of laser myringotomy with ventilation tube insertion on pediatric chronic otitis media with ventilation. Korean J Otolaryngol 2000;43:1045-9.
Bent JP, April MM, Ward RF. Atypical indications for OtoScan laser-assisted myringotomy. Laryngoscope. 2001 Jan;111(1):87-9.