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Hearing aids
Korean Journal of Audiology 2004;8(1):25-31.
Comparison betwwen Coupler Responses and Real Ear Responses of Children and Adults
Hanah Lee1, Jung Hak Lee2, Hong Joon Park3, Seung Chul Lee3, Young Myoung Chun3, Yong Bok Kim2
1Soree Hearing Care Center, Seoul
2Department of Otorhinolaryngology-Head & Neck Surgery, College of Medicine, Hallym Universty, Chuncheon
3Soree Ear Clinic, Seoul, Korea
유소아와 성인의 실이반응과 2 cc 커플러 반응의 비교
이한아1, 이정학2, 박홍준3, 이승철3, 전영명3, 김용복2
1소리난청센터
2한림대학교 의과대학 이비인후과학교실
3소리이비인후과
Abstract

The purpose of this study was to obtain the real-ear-to-coupler differences (RECDs) for children to predict the real ear responses from the coupler responses. The data were collected from 36 ears of 19 children and 29 ears of 18 adults. The RECD measurements were obtained with the insert earphone. After inserting the calibrator adaptor plug into the coupler, the 2 cc coupler responses were measured. Each subject's earmold was inserted, and the insert earphone was attached to the earmold tubing. Then, real ear response was measured. The results showed that real ear responses were larger than coupler responses. In addition, the values of RECDs were generally greater as subjects were older and also as the test frequencies were higher. These data suggest that if the effects of microphone location and head diffraction are considered, the RECDs can be used to estimate the real ear responses for different types of hearing aids from the coupler responses. The values of RECDs can also be useful in fitting hearing aids.

Keywords: Coupler responses;Real ear responses;Real ear-to-coupler differences (RECDs);Hearing aid fitting.

교신저자:이한아, 135-951 서울 강남구 청담동 46-16 언고빌딩 3층
            전화) (02) 542-5222, 전송) (02) 542-5207, E-mail:hanah-7@hanmail.net

서     론


  
현재 가장 일반적이고 보편적으로 사용되는 2 cc(HA-2) 커플러의 부피가 2 cc인 것은 성인의 보청기 착용 후 잔존 공간의 부피가 2 cc일 것이라는데 기인하여 만들어진 것이다. 그러나 실제 부피는 2 cc보다 작으며, 아동의 경우와 귓속으로 보다 깊숙이 삽입되는 보청기일 경우 그 부피는 더 작게 될 것이다. 이러한 부피의 차이는 외이의 음향적 특성에 변화를 초래해, 실이에서의 보청기 성능에 영향을 끼치게 된다. 따라서 실이 측정시의 결과와 커플러 측정 시 결과는 차이가 나타날 것이다. 이러한 귓속형 보청기 또는 귀걸이형 보청기의 귓본 삽입 후 잔여 공간의 변화로 인해 야기되는 실제 귀와 커플러 측정값 간의 차이를 '실이-커플러 차이(real-ear-to-coupler difference, RECD)'라고 한다. 따라서 보청기 적합의 과정 중 커플러를 이용하여 보청기의 성능을 예측 및 평가할 경우, RECD가 고려되어야 실제 귀에서의 예측에 보다 가깝게 될 것이다.
1989년 Feign 등1)은 연구에서 아동 및 성인의 실이 측정과 커플러 측정 차이, 즉 RECD를 비교하였다. 일반적으로 주파수가 증가할수록 RECD는 커졌으며, 아동의 경우가 성인보다 더 큰 값을 보였다. 아동의 수치가 성인보다 큰 이유는 외이 체적이 성인보다 작고 개인차에 의한 저항 요소 때문이다. 다섯 집단으로 나누어진 연령 그룹들을 특정 주파수(1 kHz, 1.5 kHz, 2 kHz, 3 kHz)마다 성인의 RECD와 비교 분석하였다. 그 결과 연령이 증가할수록 RECD의 차이는 점차 줄었다. 이러한 결과들은 유소아의 보청기 적합 시 세심한 고려를 해야 함을 시사한다.
실이 측정이 어려운 유소아의 경우 아동의 실이 특성이 반영된 평균 자료들이 있다면 커플러의 제한점은 보완하면서, 손쉽게 실이 측정값을 예측할 수 있다. 여기에다 송화기의 위치, 머리로 인한 회절현상(head diffraction)과 같은 외적 요인이 고려된다면 보다 더 실제 측정치에 근사한 값을 구할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 아동과 성인의 RECD를 측정하여 연령과 주파수에 따른 변화를 알아 보고자 한다

대상 및 방법

대  상

대상자 그룹은 아동 36귀(19명)과 성인 29귀(18명)으로 구성되었다. 아동은 만 1세 8개월에서 만 6세까지, 성인은 16세에서 39세의 연령 분포를 보였다. 성인 그룹 중 7명의 청력은 정상이었으며, 그 외의 성인과 아동은 이비인후과에서 감각신경성 난청이라고 진단 받았다. 이들은 각각 양측 혹은 일측에 귀걸이형 보청기를 착용하였으며, 귓본이 없는 경우는 각각의 귓본을 제작하여 실험에 참가하였다.

검사 환경 및 장비

검사는 배경 소음 35 dBA 이하의 방음이 고려된 방에서 실시되었다. 모든 측정은 보청기 전기음향 성능 분석기(Fonix 6500-CX)와 탐침송화기(probe microphone) 및 삽입형 이어폰(EAR-tone 3A insert earphone)을 이용하여 진행하였다. 검사음을 제시하기 위해 삽입형 이어폰을 각 개인의 귓본과 2 cc 커플러에 연결하였다.

측정 절차

RECD 측정을 위한 준비
삽입형 이어폰은 ¼ to ⅛ inch phone plug와 연결하여 보청기 분석기의 스피커 연결 입구에 꽂는다. 보청기 분석기의 탐침송화기 시스템은 "unleveled" 상태에서 RECD를 측정한다. 이는 이어폰을 통해 전달되는 전압을 일정하게 유지한다. RECD를 측정하기 위해서는 실이 측정을 위해 고정값으로 정해져 있는 보청기 분석기의 조작 변수들을 수정하여 야 한다. 측정 단계들을 RECD 측정에 적합하게 조정하기 위해 mode는 composite/manual로 바꾸고, 신호음 제시 수준은 50 dBSPL, 불규칙한 반응 곡선을 보기 쉽게 해주는 smoothing은 Log로, 출력 제한(output limiting)은 120 dBSPL, 자료 변환(data conversion)은 삽입이득(insertion gain)으로, 참조 송화기는 작동을 중지시키고, 측정된 반응은 이득(gain)으로, 소음 제거는 16X로 메뉴에서 각각의 변수들을 바꾼다. 

2 cc 커플러 측정
탐침관을 삽입한 보청기 분석기 보정어댑터플러그(calibrator adaptor plug)를 2 cc(HA-2) 커플러의 송화기 입구에 연결한다(Fig. 1A). 이때 탐침관의 끝이 보정어댑터플러그의 밖으로 3 mm 이상 나오지 않게 주의하며 삽입한다. 탐침송화기를 보정어댑터플러그에 삽입된 탐침관과 연결하고 삽입형 이어폰을 커플러의 관에 끼운다. 보청기 분석기 시스템은 '삽입 이득(insertion gain)' mode에서 50 dBSPL의 어음대역 복합음을 신호음으로 주게 되고 측정된 결과는 커플러반응으로 메모리에 저장된다.

실이 측정
외이도 내에 탐침관을 정확히 위치시키기 위해 삽입 길이를 정한다. 탐침관에 유성펜으로 각 대상자의 귓본 길이보다 2 mm 더 길게 표시한 뒤, intertragal notch에서부터 삽입한다. 귓본을 외이도에 끼우고 삽입형 이어폰을 귓본의 관에 연결한다(Fig. 1B). 이 때 보청기 분석기 상의 변수와 조건들은 커플러 측정 시와 동일하기 때문에 동일한 신호음이 귓본을 통해서 대상자의 귀로 전달된다. 주파수에 따라 측정된 결과는 실이착용반응으로 메모리에 저장한다. 

RECD
   실이착용반응에서 커플러반응을 뺀 차이 값들을 주파수에 따라 데시벨로 계산하여 나타내 준다. 바로 이 값들이 주파수 반응에 따른 RECD이다.


결     과

아동의 평균 RECD

아동 36귀의 주파수별 평균 RECD는 0.3 kHz에서는 -0.8 dB가, 0.5 kHz 3.5 dB, 1 kHz 7.0 dB, 1.5 kHz 8.0 dB, 2 kHz 6.3 dB, 3 kHz 2.6 dB, 4 kHz 0.3 dB, 5 kHz -2.0 dB, 6 kHz 3.0 dB, 7 kHz 5.2 dB, 8 kHz 5.9 dB 였다(Fig. 2). 표준편차는 0.3 kHz에서는 3.1 dB로, 0.5 kHz 2.1 dB, 1 kHz 1.9 dB, 1.5 kHz 2.3 dB, 2 kHz 2.3 dB, 3 kHz 4.3 dB, 4 kHz 3.0 dB, 5 kHz 4.4 dB, 6 kHz 3.8 dB, 7 kHz 5.2 dB, 8 kHz 5.7 dB 였다. RECD 값은 점차 증가하다가 1.5 kHz에서 5 kHz까지는 점차 감소하였고, 7 kHz까지 증가하다 8 kHz에서는 다시 감소하였다. 평균의 최대값과 최소값은 7 kHz에서 10.8 dB, 0.3 kHz에서 -5.1 dB로 관찰되었다.

성인의 평균 RECD

성인의 평균 RECD를 살펴 보면, 0.3 kHz에서 -0.1 dB를, 0.5 kHz 4.0 dB, 1 kHz 7.0 dB, 1.5 kHz 8.4 dB, 2 kHz 6.4 dB, 3 kHz 4.6 dB, 4 kHz -0.5 dB, 5 kHz -3.0 dB, 6 kHz 2.5 dB, 7 kHz 4.3 dB, 8 kHz 5.9 dB를 보였다. 표준편차는 0.3 kHz에서 2.4 dB였고, 0.5 kHz 1.8 dB, 1 kHz 1.5 dB, 1.5 kHz 1.8 dB, 2 kHz 2.1 dB, 3 kHz 4.0 dB, 4 kHz 2.7 dB, 5 kHz 4.0 dB, 6 kHz 4.2 dB, 7 kHz 4.5 dB, 8 kHz 5.4 dB 였다(Fig. 3). 성인은 1.5 kHz에서 8.4 dB로 최대값을 보였고, 5 kHz에서 -3.0 dB로 최소값을 보였다.

연령별 비교 

아동을 연령별로 다섯 집단으로 나누어 평균 RECD를 성인의 수치와 비교하여 보았다(Fig. 4). 연령 집단별로 살펴 볼 때, 0.3 kHz, 0.5 kHz 저주파수 영역을 제외하고, 아동이 모두 성인의 수치보다 큰 평균을 보였다. 저주파수 영역을 제외한 주파수 기능에 따른 각 집단간 수치를 비교해 볼 때, 13개월 이상 24개월 미만의 집단이 6 kHz에서 8 kHz까지, 만 2세 집단이 1 kHz에서 5 kHz까지, 만 3세 집단이 1.5 kHz에서 가장 큰 수치를 나타냈으나 4세 및 5세 이상 집단은 어느 주파수에서도 가장 큰 수치를 나타내진 않았다. 연령의 증가에 따른 분포상의 특징이 뚜렷하게 나타나진 않으나, 대체로 만 3세 이전 집단의 평균 RECD가 1 kHz 이상 중고 주파수에서 다른 연령 집단보다 큰 분포를 보였다. 그러나 만 3세 집단이 1.5 kHz에서부터 감소하는 양상을 제외하고는, 모든 연령 집단들이 주파수 기능별 분포 추세에 있어 동일한 양상을 보였다.


특정 주파수별 비교 

1 kHz에서 4 kHz까지 5주파수에서의 각각의 평균 RECD를 성인 수치와 비교하여 보았는데 다섯 주파수 모두에서 아동의 수치가 성인의 수치를 초과하였다. 1.5 kHz에서는 만 3세 집단이 가장 높은 RECD 평균을 보인 것을 제외하고, 나머지 주파수에서는 2세 집단이 가장 높은 수치를 보였다. 그리고 1 kHz에서 만 4세 집단, 1.5 kHz에서 만 5세, 2 k에서는 만 5세 이상 집단이 가장 낮은 수치를 보였다.

 

고     찰

실험 결과, 성인과 아동 모두 RECD가 양수 값을 가지는 것으로 관찰되었고, 성인과 비교하였을 때 아동이 보다 큰 결과를 보여 주었다. 이는 외이도의 부피나 형태 면에서 커플러의 공간이 실이 보다, 성인이 아동보다 더 크다는 것을 입증해 준다. 저주파수(0.3 kHz, 0.5 kHz)와 고주파수(1
~8 kHz)를 비교시 고주파수에서 더 큰 RECD 결과가 관찰되었으며, 이러한 양상은 성인과 아동 모두 동일하였다. 전반적으로 아동의 RECD가 성인보다 컸으나 저주파수 영역에서는 성인이 더 큰 RECD 수치를 보였다. 이 결과로 미루어 본다면 보청기 적합을 했을 경우, 실제 귀에서는 커플러의 예측치 보다 특정 주파수 대역들에서는 과다 증폭 혹은 과소 증폭이 일어나게 될 것이다. 즉, 저주파수에서는 목표 이득보다 크게 증폭이 될 것이고 2 kHz에서 5 kHz사이에서는 감소가 일어나 보청기 이득에 변화를 주어야 목표 이득에 일치를 가져올 수 있을 것이다. 또한 성인보다 아동의 경우가 보다 세심한 고려를 해야 하는 시사점을 제시해 준다. 
1998년 Scollie 등2)은 아동과 성인을 대상으로 평균 RECD를 구하고, 기준을 제시하였다. 이를 본 연구와 비교하였을 때, 주파수 기능에 따른 결과의 추이면이나 아동의 결과가 역시 성인보다 크다는 점은 일치하였다. 그러나 본 연구 결과가 전주파수에서 Scollie의 결과보다 적은 RECD 수치를 보였다(Fig. 5). 
이렇게 저주파수에서 성인의 경우를 제외하고, 전반적으로 결과에 차이가 생기는 이유는 다음과 같이 생각할 수 있다. 첫째, 저주파수의 경우 귓본이 외이에 꼭 맞게 밀착되지 않아서 생기는 소리의 유출에 연유한 것으로 볼 수 있다. 실험 과정 중, 일부 아동 중에서 귓본이 귀에 꼭 맞게 밀착되지 않은 경우들이 관찰되었다. 이는 보호자들이 아동의 귓본이 헐겁게 밀착되었지만 소리의 되울림현상(acoustic feedback)이 발견되지 않았기 때문에 귓본 교체의 필요성을 느끼지 못한데 기인한다. 이런 점은 실험 과정 중 통제되지 않았으며, 결과에 영향을 미친 것으로 보인다.3) 둘째, 실험 과정 중 탐침관의 삽입 위치에 따른 고막과의 거리가 두 실험 결과들의 차이로 이어진 것으로 볼 수 있다. 탐침 송화기를 이용한 측정에서 탐침관의 삽입 위치는 결과에 큰 영향을 끼친다. 탐침관은 최소한 고막 앞 6
~8 mm 사이에 위치하여야 정확한 실험 결과를 얻을 수 있다.4) 연구에 의하면 모조귀(KEMAR manikin)를 이용한 고막에서의 음압과 탐침관의 거리에 다른 차이를 측정한 결과, 고막으로부터 거리가 멀어질수록 1 kHz 이상의 고주파수에서 음압이 감소함을 보였다.5) 본 연구에서는 탐침관의 길이를 귓본보다 2 mm 길게 정하였고, 탐침관을 외이도에 삽입할 때 아동의 협조가 제대로 이루어지지 않았을 경우가 빈번하여 삽입 위치의 변동이 있었을 것으로 예상된다. 
이렇게 볼 때, 귓본의 밀착 정도와 탐침관과 고막 사이의 거리는 RECD 측정에 커다란 영향을 미칠 수 있다. 귓본이 제대로 밀착되지 않거나 환기 구멍이 있는 경우는 저주파수에서 음압 감소를 야기시켜 실이 측정 시, 실제의 반응보다 낮은 측정 결과를 보이게 될 것이다. 또한 귓본 삽입 후 폐쇄된 외이도는 탐침관 삽입 위치에 따른 고주파수에서 음압 감소 현상이 나타난다. 따라서 실이 측정 시 탐침관을 음압 감소현상이 최소화되는 곳, 즉 고막 앞 6
~8 mm 이내에 정확하게 위치시켜야 하고, 귓본의 삽입 시 밀착 정도와 환기 구멍 여부를 정확히 확인하여야 한다. 그러므로 RECD 측정 시 이러한 제한점들을 정확히 고려하여야만 정확한 REAR 예측을 할 수 있다고 하겠다.

요약 및 결론

본 연구는 아동 및 성인의 귀걸이형 보청기의 평균 RECD를 구하고, 아동의 평균 RECD 사용에 대한 근거를 성인과 비교하여 살펴보고자 하였다. 이를 위해 아동 39귀(19명)과 성인 29귀(16명)를 대상으로 보청기 분석기와 탐침 송화기 및 삽입형 이어폰을 이용하여 실이 반응과 커플러 반응을 측정하여 그 차이를 분석하였다.
그 결과 실이 반응은 커플러 측정 시 보다 크게 나타났으며, 아동의 RECD가 성인보다 크게 나타났다. 주파수별로 살펴보면 아동과 성인 모두 상대적으로 고주파수의 RECD가 크게 나타났다. 또 연령별로 살펴 보았을 때, 3세 이전의 유소아 그룹이 중고주파수에서 다른 그룹들보다 큰 수치를 보였으며, 연령이 증가할수록 수치가 감소하여 성인의 자료에 근접하였다.
아동의 평균 RECD의 이용은 실이 측정이 갖는 절차상의 특징으로 인해 아동에게 적용하기 어려운 단점을 보완해 줄 수 있다. 비록 평균 자료이긴 하지만, 개개인의 귓본 착용시의 공명 반응이 측정되었기 때문에 개인 특성을 최대한 반영한 것이라고 할 수 있다. 이는 커플러 이득 측정만으로도 실이에서의 보청기의 실이 착용 반응(real ear aided response, REAR)을 예측할 수 있게 해 준다. 즉, 커플러 이득에 RECD와 함께 송화기의 위치, 머리로 인한 회절 현상으로 인한 영향을 고려한다면 REAR을 예측할 수 있다. 그러나 본 연구의 제한점으로 미루어 볼 때, 귓본이 제대로 외이도를 막고 있는가와 탐침관 삽입 시 고막과 근접성(6
~8 mm 이내) 등이 제대로 고려되지 않는다면 정확한 예측을 하기 어려우므로 이점 역시 측정에 정확히 반영되어야 하겠다. 


REFERENCES

  1. Feigin JA, Kopun JG, Stelmachowicz PG, Gorga MP. Probetube microphone measures of ear-canal sound pressure levels in infants and children. Ear Hear 1989;10(4):254-8.

  2. Scollie S, Seewald RW, Jenstad L. DSL questions & answers: age-appropriate norms for RECDs with earmolds 1998;DSL Newsletter, 3(1):2.

  3. Hoover BM, Stelmachowicz PG, Dawna E. Effect of earmold fit on predicted real ear SPL using a real ear to coupler difference procedure. Ear Hear 2000;21(4):310-7.

  4. Tecca JH. Handbook of Hearing Aid Amplification, San Diego, Singular Publishing Group, 1995.

  5. Dirks DD, Kincaid GE. Basic acoustic considerations of ear canal probe measurements. Ear Hear 1987;8(5):60-7.



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