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교신저자：이정학, 150-030 서울 영등포구 영등포동 94-200
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서
론
이음향방사(otoacoustic emissions, OAEs)는 빠르고 간단하게 비침습적으로 와우의 기능을 평가할 수 있는 객관적인 방법으로서 임상에서의 활용 및 연구가 계속되어져 왔다. 이러한 이음향방사는 외유모세포(outer hair cell)의 활동에 의해 발생되는 것으로 알려져 있으며, 음 자극 없이 감지되는 자발이음향방사(spontaneous OAEs, SOAEs)와 음 자극에 의해 발생되는 유발이음향방사(evoked OAEs, EOAEs)로 대별된다. 유발이음향방사는 클릭음이나 다른 간단한 자극음으로 유발되는 일과성 이음향방사(transient evoked OAEs, TEOAEs)와 주파수가 다른 두 개의 순음을 동시에 주어 제 3 의 주파수에서 측정하는 변조이음향방사(distortion product OAEs, DPOAEs)로 분류된다.
일과성 이음향방사는 광대역 스펙트럼(400~6000 Hz) 반응을 신속하게 보는 검사로서 거의 모든 정상 귀에서 나타나고 청력손실이 30 dBHL을 넘으면 반응이 사라지기 때문에 유·소아의 선별 청력검사에 선호되고 있다.1) 하지만 변조이음향방사는 주파수 특이성과 민감도(sensitivity)가 좋아 청력역치가 55 dBHL 까지도 측정이 가능하기 때문에 국소적인 와우기능을 평가하는데 임상적으로 더 유용하다.2-5) Prieve 등6)에 의하면 일과성 이음향방사는
1~2 kHz의 중주파수를 잘 반영하고 변조이음향방사는 고주파수를 더 잘 반영한다고 하였다. 또한 이정학 등7)에 의하면 변조이음향방사는 1 kHz 이하의 주파수에서는 배경소음이 영향을 끼쳐서 안정적이고 정확한 반응을 얻어내기가 어렵다고 보고하였다. 이상과 같은 점을 고려하면 고주파수에서 청력손실이 먼저 나타나는 대부분의 경, 중도 감각신경성 난청자들의 와우 기능을 측정하는데 있어서 변조이음향방사가 매우 유용 할 것이라고 생각된다.
변조이음향방사는 진폭과 잠복기(latency) 두 가지 면에서 측정할 수 있는데 대부분의 연구는 진폭에 비중을 두고 있다. 자극강도가 약할수록, 청력이 나쁠수록 변조이음향방사의 진폭이 낮아진다는 보고가 있지만 청력과의 관계가 아직 정립되지는 않았다. 최근에는 잠복기가 와우 기저막을 따라 전달되는 진행파와 관련이 있다는 사실이 밝혀지고 잠복기도 와우의 기능을 반영할 수 있다는 관점에서 연구가 계속되고 있다.7-10)
진행파의 측정은 와우의 생리기능과 관련이 있기 때문에 처음에는 전기달팽이관검사(electrocochleography, ECochG), 뇌간유발반응검사(auditory brainstem response, ABR)등을 이용하여 측정하였으나 이러한 방법은 신경과 시냅스의 반응을 포함하기 때문에 와우의 반응만을 측정하기 위해서는 이러한 불필요한 지연요소를 감해주어야 했다. 그러나 변조이음향방사의 위상(phase)을 이용한 잠복기의 측정은 와우 내 진행파의 반응속도를 신속하게 측정하며 순수한 와우 상태를 반영한다.8)
또한 중이에서의 압력 변화는 변조이음향방사의 진폭에 직접적인 영향을 줄 수 있으나 잠복기에는 영향이 없다는 보고도 있다.9)
따라서 이 연구는 감각신경성 난청인을 대상으로 자극강도와 주파수에 따른 변조이음향방사의 잠복기와 진폭의 변화 정도를 측정, 비교하여 향후 청력역치의 추정이 어느정도까지 가능한지를 알아보고자 하였다.
연구방법
연구 대상
2001년 1월부터 9월까지 한림대학교 한강성심병원 이비인후과에 내원한 환자 중 이과질환 병력이 없고 이경 소견 상 정상이며 고막운동도가 A형이고 기도순음 청력역치가 250 Hz에서 8000 Hz까지의 전 음역에서 한 주파수만이라도 20 dBHL 이상 60 dBHL 이하로 나타나고 골도순음 청력역치와의 차이가 10 dB 이내로 나타난 감각신경성 난청인 18명 28귀를 대상으로 하였다. 이중 남자가 7명(12귀), 여자가 11명(16귀)이고 평균연령은 59.4세, 범위는
43~77세였으며 청력역치의 평균은 1 kHz 21 dBHL, 2 kHz 24 dBHL, 4 kHz 33 dBHL, 6 kHz 47 dBHL이었다(Table 1).
검사 장비
변조이음향방사 측정은 이음향방사 분석기(Otodynamics Ltd, ILO92), 순음청력검사는 청력검사기(Grason-Stadler Co, GSI10)를 사용하여 두 검사 모두 방음실(Acoustic Systems, RS-142)에서 실시하였다. 고막운동성계측검사는 중이검사기(Grason-Stadler Co, GSI33)를 사용하여 측정하였다.
검사 절차
변조이음향방사 잠복기와 진폭의 측정은 2개로 분리된 트랜스듀서에 의해 각각 f1과 f2의 연속적인 순음을 발생하는 스피커와 와우의 이음향방사를 집음 하는 마이크로폰으로 구성되어있는 탐침(probe)에 일회용 마개(disposal tapered tips)를 끼워 실시하였다. 자극음은 두 주파수 f1, f2(f2>f1)를 동시에 제시하였고, 주파수 비율은 1.22를 유지하였다.11)
자극강도는 f1이 f2보다 5~10 dB 더 높을 때 그 반응이 가장 크므로12) f1과 f2의 강도 차이를 10 dB로 유지하였다.
본 연구는 자극강도 변화에 따른 변조이음향방사 잠복기와 진폭의 변화를 살펴보는 것인데 Smurzynski 등13)은 청력손실이 60 dBHL이 넘을 경우 자극음을 80 dBSPL을 제시하여도 변조이음향방사의 반응을 탐지할 수 없었다고 보고하였다. 따라서 고강도 자극음이 80 dBSPL을 넘지 않는 범위에서 경, 중도 감각신경성 난청자에게 자극음을 고강도(f1：75 dBSPL, f2：65 dBSPL), 중강도(f1：60 dBSPL, f2：50 dBSPL), 저강도(f1：50 dBSPL, f2：40 dBSPL)의 세 가지 자극강도 조건에서 검사주파수(1000, 2000, 4000, 6000 Hz)별로 잠복기와 진폭을 측정하였다. 변조이음향방사의 진폭은 절대진폭과 상대진폭을 구하였는데
상대진폭은 주파수 평균 소음수준(noise floor)에서 1표준편차를 기준으로 하였다. 변조이음향방사 잠복기의 측정은 기존연구7)와 동일한 방법을 사용하였다.
변조이음향방사 측정 시 환자를 방음실내에 설치된 의자에 안락한 자세로 앉히고 각성상태를 유지하면서 가급적 움직이지 않도록 하여 소음을 발생시키지 않도록 주의를 준 후 측정을 실시하였다. 본 연구의 자료 처리를 위하여 대응표본 t-검정(paired-sample t-test)을 실시하였고, 통계처리는 SPSSWIN9.0 프로그램을 사용하여 분석하였다.
결 과
변조이음향방사의 발현귀와 순음역치
1, 2, 4, 6 kHz의 각 주파수에서 고강도 자극음을 제시했을 때 25, 26, 23, 17귀에서, 중강도 일때는 17, 13, 9, 8귀에서, 저강도 일때는 6, 3, 1, 1귀에서 변조이음향방사가 발현하여 자극강도가 낮아질수록 주파수가 높아질수록 변조이음향방사의 발현율이 낮아졌다(Table 2). 고강도 자극음에서 변조이음향방사가 발현된 귀의 순음역치 평균은 각 주파수에서
19~42 dBHL, 중강도 발현귀에서는
14~35 dBHL, 저강도 발현귀에서는
10~30 dBHL이였다. 따라서 고강도 자극음에서는 상대적으로 순음역치가 높아도 변조이음향방사가 발현하나 저강도 자극음에서는 순음역치가 낮아야 변조이음향방사가 발현함을 알 수 있었다.
변조이음향방사의 잠복기, 절대진폭 및 상대진폭
변조이음향방사가 발현된 귀만을 대상으로 자극강도에 따른 주파수별 잠복기의 평균을 살펴보면 고강도의 자극음에서 1 kHz 7.48 ms, 2 kHz 6.02 ms, 4 kHz 4.20 ms, 6 kHz 2.66 ms 로써 주파수가 높을수록 잠복기가 짧아지는 경향을 보였다(Table 3). 또한 중강도에서는 1 kHz 10.73 ms, 6kHz 3.73 ms, 저강도에서는 1 kHz 15.89 ms, 6 kHz 5.87 ms 이었다.
자극강도에 따른 주파수별 절대진폭의 평균은 고강도에서는 1 kHz 1.77 dBSPL, 6 kHz 0.29 dBSPL, 중강도에서는 1 kHz 0.76 dBSPL, 6 kHz -3.99 dBSPL, 저강도에서는 1 kHz 1.43 dBSPL, 6 kHz -14.00 dBSPL로 나타났다(Table 4). 또한 변조이음향방사 상대진폭의 평균은 1, 2, 4, 6 kHz에서 고강도는 각각 11.78, 16.36, 13.45, 13.06 dBSPL이었고 중강도에서는 11.85, 12.62, 15.08, 16.26 dBSPL이었으며 저강도에서는 12.05, 9.93, 8.80, 6.00 dBSPL로 나타났다(Table 5).
고 찰
변조이음향방사의 잠복기와 진폭은 검사대상자, 검사장비, 자극강도, 주파수비율등 다양한 변수에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 경, 중도 감각신경성 난청인을 대상으로 자극강도의 변화가 변조이음향방사의 잠복기와 진폭에 어떤 영향을 끼치는지 알아보고 향후 청력역치의 예측이 어느정도까지 가능한지를 살펴보고자 하였다.
본 연구에서 자극음의 각 강도와 주파수 모두에서 변조이음향방사가 전혀 측정되지 않은 대상자는 없었다. 또한 동일한 대상에서 변조이음향방사의 유, 무가 각 주파수의 청력손실의 정도와 관련이 있는 것으로 보아 변조이음향방사검사가 주파수 특이성을 잘 나타내고 있다고 보여진다.
변조이음향방사 발현귀의 수는 자극강도가 작아질수록 그리고 고주파수로 갈수록 감소했는데 그 이유는 검사 대상자들의 청력손실이 고주파수에서 상대적으로 더 크기 때문이라고 본다. 변조이음향방사가 발현한 귀와 발현하지 않은 귀의 순음역치를 비교해보면 전반적으로 발현귀의 역치가 낮았으며 발현귀중에서 순음역치는 모든 주파수에서 저강도로 갈수록 낮아졌다. 이는 순음역치가 정상에 가까워질수록 낮은 강도에서도 변조이음향방사가 발현한다는 것을 나타낸다.
Smurzynski 등13)은 청력손실이 60 dBHL이 넘을 경우 변조이음향방사의 탐지가 어려우며 검사방법에 따라 다르지만 통상적으로
50~60 dBHL 정도가 한계점이라고 하였다. 본 연구에서 자극강도에 따라 변조이음향방사가 발현한 순음역치의 최대값을 분석해보았는데 고강도에서는 주파수에 따라서
40~60 dBHL이었고 중강도에서는
40~55 dBHL이었으며 저강도에서는
15~30 dBHL로 나타났다. 고주파수일수록 한계점이 증가하였는데 고강도 자극음을 사용하였을 때 기존 연구와 마찬가지로 60 dBHL까지 변조이음향방사 측정이 가능하였다. 이는 자극강도가 높을수록 청력손실이 더 큰 대상자에게서도 변조이음향방사를 측정할 수 있음을 시사한다. 그리고 각 자극강도에서 고주파수로 갈수록 변조이음향방사의 발현 한계점이 높아지는데 4, 6 kHz에서 청력손실이 50 dBHL 이상이면서 변조이음향방사가 측정된 경우를 분석한 결과 고강도일 때 4 kHz에서 23귀중 2귀, 6 kHz에서 17귀중 7귀, 중강도일 때는6 kHz에서 8귀중 1귀에서 발현하였다. 이는 고주파수에서 청력역치를 측정하는데 고강도의 자극음이 보다 유용하게 사용되어질 수 있음을 시사한다.
변조이음향방사 잠복기는 자극 음의 주파수와 강도에 의해서 영향을 받는데 주파수가 높아질수록 그리고 자극강도가 증가할수록 잠복기가 짧아진다.14) 주파수가 높아질수록 잠복기가 감소하는 이유는 와우 기저막의 최대 흥분(excitation)지점이 자극 주파수가 높아질수록 첨단부(apical regions)에서 기저부(basal regions) 쪽으로 이동하기 때문이다. 또한 강도가 증가할수록 변조이음향방사를 발생시키는 근원(source)의 크기가 확대되어 기저부 쪽을 더 많이 포함하기 때문에 잠복기가 짧아진다고 본다. 정상인을 대상으로 한 Lee 등의 연구7)에 의하면 잠복기는 전반적으로 주파수가 증가함에 따라 감소한다고 보고하였다. 감각신경성 난청인들을 대상으로 한 본 연구에서도 잠복기 측정 결과 주파수가 증가함에 따라 잠복기가 짧아졌다. 이러한 결과는 잠복기가 와우 기저막을 따라가는 자극음의 파형 진행과정과 관계가 있고, 와우 기저막의 최대 흥분지점이 자극 주파수가 증가할수록 첨단부에서 기저부쪽으로 이동한다는 가설을 뒷받침하고 있다
O'Mahoney의 연구에서 감각신경성 난청인의 경우 잠복기가 정상인 대비 약 66%이었고 Lee 등의 연구10)에서는 약 83% 정도로 나타났다. 본 연구와 동일한 실험 조건에서 정상인을 대상으로 한 Lee 등7)의 결과와 비교해 보면 약 78% 정도로 짧게 나타나 기존의 연구결과와 큰 차이를 보이지 않았다. 감각신경성 난청인의 잠복기가 정상인보다 짧은 이유는 손상된 외유모세포 때문에 진행파의 에너지 유입이 적어져서 자극음이 제대로 전달되지 않고 좀더 기저회전에 가까운 위치에서 흡수되어 더 이상 멀리 진행할 수 없게 된다. 따라서 자극음이 들어가는 시간과 외이도로 되돌아 나오는 시간이 더 짧아지는 것이다.14)
Lee 등의 연구10)에서 감각신경성 난청인의 잠복기와 본 연구의 잠복기를 비교해본 결과 주파수에 따른 전반적인 변화 유형은 비슷하게 나타났으며 약간의 차이는 검사대상자의 숫자, 연령, 청력역치 및 검사방법 등에서의 차이에 기인한 것으로 생각된다.
각 자극강도에서 잠복기의 표준편차를 주파수별로 보면 다른 연구와 마찬가지로 고주파수로 갈수록 줄어들었는데 이는 잠복기의 평균에서 많이 벗어나는 대상자가 저주파수일수록 많다는 것이다. 그 이유는 먼저 저주파수에서 발현하는 잠복기 자체가 고주파수보다 더 길기 때문이다. 다음으로 배경소음의 영향을 생각할 수 있는데 1, 2 kHz 대역이 4, 6 kHz대역에 비해 배경소음의 영향을 많이 받고 자발이음향방사가 더 많기 때문에 네 차례의 위상값중에서 한 두 차례가 회귀선을 크게 벗어나 위상기울기를 변화시켜서 잠복기를 변화 시켰을 것으로 본다. 기존의 연구와 마찬가지로 본 연구에서도 저강도에서 고강도로 갈수록 절대진폭이 유의하게 증가하였다. 하지만 상대진폭은 유의한 차이가 없기 때문에 결과 해석에 보다 주의가 필요할 것이다.
요약 및 결론
감각신경성 난청인 28귀를 대상으로 자극강도에 따른 변조이음향방사의 잠복기와 진폭의 변화 정도를 측정한 주요 결과는 다음과 같다.
첫째, 자극음이 고강도 일 때가 저강도 및 중강도에서 보다 변조이음향방사의 발현귀가 많았다.
둘째, 청력손실이 50 dBHL 이상이면서 변조이음향방사가 발현된 경우는 주로 고주파수에서 고강도의 자극음을 사용할 때 였다.
셋째, 대상군의 특성이 달라서 통계적 비교는 못하였지만 전반적으로 자극강도가 커질수록 잠복기는 짧아지고, 절대진폭은 커지는 경향을 보였다. 하지만 상대진폭은 변화가 거의 없는 것으로 나타났다.
이상의 결과에 따라서 변조이음향방사에 근거하여 청력손실을 예측할 때는 저주파수보다는 고주파수에서 또한 저강도 보다는 고강도의 자극음을 사용할 때가 보다 효과적이라고 할 수 있겠다. 이러한 조건에서는
50~60 dBHL의 감각신경성난청의 예측도 가능하다고 생각한다. 하지만 본 연구는 검사대상자 수가 적고 전 연령대가 포함되지 않았으며 또한 변조이음향방사 검사시 다양한 변수들이 있으므로 이에 대한 후속연구가 필요할 것이다.
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