Bone Conduction Threshold Shift after Middle Ear Surgery

Lee, Ho Yun; Moon, Jung Ki; Choi, Myung Su; Chang, Dong Sik; Cho, Chin Saeng; Park, Kyung You

Original Article

Hearing science, auditory and vestibular disorders

Korean Journal of Audiology 2006;10(2):145-149.

Bone Conduction Threshold Shift after Middle Ear Surgery

Ho Yun Lee, Jung Ki Moon, Myung Su Choi, Dong Sik Chang, Chin Saeng Cho, Kyung You Park

Department of Otolaryngology-Head Neck Surgery, College of Medicine, Eulji University, Daejeon, Korea

중이 재건수술 이후의 골 전도 역치의 변화

이호윤^, 문정기^, 최명수^, 장동식^, 조진생^, 박경유

을지의과대학교 이비인후과학교실

Abstract

Objective：It has been known that the bone conduction threshold shift in chronic otitis media is due to loss of cochlea function. The propagation of the bone conduction sound could be consist of several routes, which are direct vibration to the encapsulated bone of cochlea and ossicular mass inertia. It makes us expect that the bone conduction threshold shift in chronic otitis media could be from loss of middle ear apparatus. The purpose of this study is to understand the mechanism of bone conduction threshold shift in chronic otitis media by comparing preoperative bone conduction threshold with postoperative bone conduction threshold shift.

Method：111 patients with unilateral chronic otitis media who underwent tympanoplasty were reviewed in a retrospective study. Bone conduction threshold were calculated over the speech frequencies (500, 1,000, 2,000 and 4,000 Hz). 15 dB or more depression of bone conduction threshold at least in 2 frequencies between 500 and 4,000 Hz was considered to be significant.

Result：Improvement of bone conduction threshold after tympanoplasty was shown about 12% between 20 dB and 50 dB of preoperative bone conduction threshold. and the frequencies improved bone conduction threshold were mostly 1,000 and 2,000 Hz.

Conclusion：We respect partial increasing of bone conduction threshold in 20 to 50 dB. In chronic otitis media, bone conduction threshold shift could be loss of bone conduction of middle ear apparatus to some degree.

Keywords: Tympanoplasty;Bone conduction.

교신저자：이호윤, 302-120 대전광역시 서구 둔산동 1306
교신저자：전화) (042) 611-3132, 전송) (042) 611-3136, E-mail：rosamund@hanmail.net

서 론

일반적으로 알려진 중이염에서의 골 전도 역치의 변화는 중이염이 진행 되면서 정원창을 통해 독소가 전이되어 발생한 와우 기능의 상실이 주원인이며 그것은 염증매개체(inflammatory mediator)의 침입 혹은 내독소(endotoxin)등에 의한 Na-K ATPase의 차단 등으로 인한 내림프(endolymph)의 이온농도의 변화에 의한 것으로 주로 알려져 있다.¹⁾²⁾³⁾⁴⁾ 그러나 골 전도를 통한 음의 전달에 영향을 줄 수 있는 여러 가지 요인들은 중이염으로 인해 나타날 수 있는 골 전도 역치의 변화의 원인을 여러 가지로 생각하게 하며 그것은 외이도 폐색 시 골 전도 역치의 변화가 발생하는 occlusion effect⁵⁾처럼 골 전도에 영향을 줄 수 있는 중이기관들의 소실로 인해 골 전도의 변화가 일부 발생하리라는 추측이 가능 할 것이다.
중이재건수술을 시행하면 완벽한 중이기관으로의 재생은 불가능 하지만 술 후 청력 면에서 어느 정도의 만족할 만한 효과를 나타내고 있으며 중이 수술 후 청력의 성공 여부를 판단하는 척도 중 청력 증진 및 공기 골 전도 역치차를 지표로 삼고 있다. 그 동안 중이 수술 후 골 전도의 변화에 관한 보고는 많지 않았으며 수술 후 골 전도 역치의 상승은 5~7% 내외로 보고하였다.⁶⁾⁷⁾ 그러나 지금까지의 연구들은 술 전의 골 전도 역치가 수술 후에 거의 변화를 기대하기 어려운 정상범위의 골 전도 역치(20 dB이하)와 골 전도의 완전상실에 가까운 청력 등이 포함된 통계이므로 그것으로 골 전도 역치에 있어서 중이의 역할을 이해하기는 무리가 있을 것으로 생각된다.
이 연구의 목적은 중이수술 전과 수술 후 골 전도역치를 수술 전 골 전도 역치에 따라 비교하여 중이염에서의 골 전도 역치 하강에 있어서 중이의 역할을 이해하고자 하였다.

재료 및 방법

연구대상

중이염으로 진단받고 을지대학병원에서 2002년 1월부터 2005년 8월까지 중이재건수술을 받은 111례의 환자를 대상으로 하였으며 남자는 49례 여자는 63례 이었으며 골 전도 영향을 줄 수 있는 검사상의 기술적인 요인들을 최소화하기 위해 60세 이상의 환자와 10세 이하의 환자는 조사 대상에서 제외 하였다. 평균 나이는 38.7±8.2이었으며 소음이나 약물 등에 의한 감각신경성 난청의 가능성을 배제하기 위해 반대편 귀에 난청이 있는 경우는 조사대상에서 제외하였다.

연구방법

순음 청력검사는 ISO 표준으로 조정된 audiometer(Orbiter 922)로 수술 전 그리고 수술 후 3~6개월 후 측정하였다. 수술 전과 수술 후의 청력은 4분법에 의한 (500, 1,000, 2,000, 4,000 Hz) 순음 골도 역치를 비교하였으며 골도 측정은 반대 쪽 귀에 차폐를 시행하였고 500~4,000 Hz 사이에서 최소 2주파수에서 15 dB 이상의 청력변화를 의미 있는 변화로 규정하였다. 수술 전 청력에 따라 20 dB 미만 20 dB 이상 50 dB 미만, 50 dB 이상의 3군으로 나누어 수술 전, 수술 후의 골 전도 역치평균을 비교하였으며 수술 후 골 전도의 변화에 따라 회복, 변화없음, 악화 등 3군으로 분류하여 각각의 군을 수술 전 골 전도 역치와 비교하였다. 그리고 회복 군에서 회복을 보인 주파수를 주파수별로 비교하였고 고막, 중이 상태 등을 분석 비교하였다. 통계 프로그램은 SPSS of Windows(Release 10.0, SPSS Inc, Chicargo, Illinois)를 이용하였으며 유의치는 p< 0.05로 하였다.

결     과

중이재건수술을 받은 111명의 환자들에서 수술 전 골 전도 역치가 20 dB 미만인 군에서 변화없음 45례, 악화는 2례이었고 20 dB 이상 50 dB 미만인 군에서 호전은 6례, 변화없음 41례, 악화는 3례이었으며 50 dB 이상인 그룹에서는 변화없음 14명(Table 1). 또한 20 dB 이상 50 dB 미만인 그룹 총 50례에서 호전은 6례(12%)을 나타냈다(Fig. 1).
수술 전 골 전도 역치에 따른 수술 전과 수술 후의 골 전도 역치 평균은 통계적으로 서로 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 2).
수술 후 골 전도 역치가 호전된 환자 6명에서 남자가 3명, 여자가 3명이었으며 고막천공의 크기별로는 large가 3명, moderate가 1명, intermediate가 2명이었고 진주종이 중이에 존재한 경우가 2명, 이소골의 손상이 있었던 경우도 4명에서 있었다. 수술 후로 골 전도역치 평균역치는 10.2 dB에서 32.5 dB까지였다(Table 3). 수술 후 골 전도 역치가 호전된 6명의 경우에 주파수별로 호전된 주파수는 500 Hz 3례, 1,000 Hz 5례, 2,000 HZ 6례, 4,000 Hz 5례의 분포를 보였다(Fig. 2).

고     찰

음의 골 전도에 있어서 중이의 역할이 밝혀진 이후 중이 구조물들은 공기 전도 역치뿐만 아니라 골 전도 역치에도 다소 영향을 줄 수 있는 것으로 알려져 왔다.⁸⁾⁹⁾ 골 전도의 자극전달체계는 크게 세가지정도로 요약할 수 있으며 첫째는 내이를 싸고 있는 뼈의 진동을 통한 전달, 그리고 두개골에 연결 되어 있는 중이 이소골이 두개골로부터 발생한 진동에 대한 관성으로 작용하는 이소골의 관성(ossicular inertial effect)과 또 다른 하나는 외이도의 외부에 신축성 있는 부위에서 발생한 외이도 음압(external ear sound pressure, ECSP)이다.¹⁰⁾ 그러나 최근 연구에 의하면 ECSP 자체는 골 전도에 큰 역할을 하지 못하고 중이 이소골의 관성(ossicular inertia)이 많은 역할을 하는 것으로 알려져 있으며 골 전도에 있어서 1.5 kHz 이하에서는 중이 이소골의 관성의 힘에 의한 역할은 그리 많지 않으며, 1.5~3.5 kHz에서에서 중요하게 역할을 나타내는 것으로 알려져 있다.¹¹⁾¹²⁾
골 전도에 어느 정도의 역할을 하는 것으로 알려진 중이 구조물의 병적인 상태인 만성중이염이 있는 경우 골 전도 역치가 하강하는 것은 잘 알려진 사실이지만, 그것은 두 가지의 요인이 있을 수 있으며 와우기능의 소실로 인한 골 전도 역치의 악화와 중이염시 중이 구조물의 병적상태로 인한 중이 이소골의 관성력 소실로 인하며 이 두 가지 요인이 골 전도에 미치는 영향이 서로 어느 정도인가는 분명치가 않으며 실험적 방법에 의하면 중이 이소골의 관성력에 의한 골 전도 효과는 10 dB 정도라는 보고가 있었지만¹⁰⁾ 임상적 측면에서 볼때 지금까지의 연구로는 불분명하며 소실된 중이 구조물을 복원하면 중이 구조물의 소실로 인한 골 전도 역치는 어느 정도 복원될 것으로 추측할 수 있을 것이다. 지금까지의 연구를 보면 Huizing¹³⁾은 중이 질환을 치료 후 골 전도역치의 회복을 보고하였고 Dumich와 Harner¹⁴⁾는 10 dB 이상 수술 후 골 전도의 회복을 보인 예는 24%라고 하였으며, Vartiainen과 Seppa⁶⁾는 5%로 보고하였다. 청각 검사시 허용오차를 고려한다면 위 연구의 10 dB 기준은 충분치 않은 것으로 사료되며 그래서 Tuz 등⁷⁾은 본 연구에서처럼 회복기준을 15 dB이상으로 하였으며 회복을 보인 예는 6.1%.로 보고하여 전체 111명 중 6명(5.4%)만이 2 주파수 이상에서 15 dB이상의 회복을 보인 본 연구와 비교가 가능하지만 수술 전 청력이 정상에 가까운 청력의 예와 와우의 기능이 대부분 상실될 것으로 예상할 수 있는 고도의 골 전도 청각소실의 예가 포함하여 산출된 비율이다. 이것은 수술 후 골 전도 변화의 비율에 중요한 요인으로 작용할 것으로 생각되는 수술 전 골 전도 역치는 고려되지 않아 이 결과로써 골 전도에 미치는 중이구조물의 영향의 정도를 이해하기는 무리가 있을 것으로 생각된다. 그것은 실험적으로 밝혀졌듯이 이소골의 관성 에 의한 역할이 두개골의 진동에 의해 내이를 싸고 있는 뼈의 진동을 통해 전달되는 음 전달에 비해 그리 크지 않다는 것을 감안한다면 50 dB 이상의 골 전도역치 상실은 중이기관의 골 전도기능의 상실보다는 와우의 기능상실에 의한 역치 하강으로 밖에는 볼 수 없을 것이다. 즉 수술전 정상에 가까운 20 dB 이하 그리고 50 dB 이상의 수술전골전도역치를 나타낸 경우 중이의 역할을 알기위해 수술 전 과 수술 후의 비교는 무의미할 것으로 생각된다. 본 연구에서 50례 20~50 dB 사이의 수술 전 수술 후의 평균치는 수술후 평균이 조금 상승하였지만 통계학적유의성은 없었으며 중이염시 골 전도 역치가 중이병소로 인해 상실된 골 전도청력이 회복된 6례 모두 술 전 청력은 20~50 dB이었다. 이 범위 안에 있는 50례중 6례 12%에서 골전도 역치의 회복을 보였다. 회복을 보인 6례의 골 전도 역치의 회복은 주로 1,000 Hz에서 2,000 Hz에서 많이 보인 것으로 볼 때 Stenfelt의 실험적 연구¹⁰⁾와 일치하였다. 본 연구에서의 결과만으로 본다면 중이염으로 인한 골 전도의 역치하강은 20~50 dB 정도의 골 전도 역치를 나타내는 일부에서 중이의 골 전도 역할의 상실에 의한 골 전도역치 하강을 부분적으로 설명할 수 있으며 그 정도는 와우 기능 상실에 의한 골 전도 역치 하강에 훨씬 미치지 못하는 수준이라고 할 수 있겠다. 그러나 중이염에서 골 전도역치가 하강 했다면 그 하강한 골 전도역치는 완전히 와우의 기능만을 반영한 것 이라고는 볼 수 없으며 그 중 일부는 중이의 골 전도 기능도 포함되어 있다는 것을 확인할 수 있으며 그러므로 중이수술을 시행하는 수술자들은 골 전도역치가 회복될 수 있는 범위인 20~50 dB의 예에서는 일부에서 골 전도역치가 회복될 수 있다는 가능성을 생각해야 된다고 사료된다.
그러나 중이수술에 의한 골 전도의 중이역할의 회복에는 몇 가지의 문제를 내포하고 있는데 재생된 고막 과 이소골이 완전한 정상 중이처럼 음향학적 역할을 수행하기가 어려울 거라는 것과 중이강 내에 연결 되어 음향학적 탄성 인자로서의 역할을 하고 있는 중이 내 인대와 근육의 복원이 불가능 하다는 점을 고려해야 할 것이다.

결     론

만성중이염에서 중이의 골 전도 기능을 이해하기 위해 수술 전 수술 후 골 전도 역치를 비교하였다. 주로 골 전도의 회복을 보인 예는 골 전도 역치 20~50 dB 군에서만 나타났으며 이군에서 12%에서 골 전도 회복을 보였다. 이군에서 나타난 수술 전 수술 후의 골 전도의 평균은 통계적 유의성 있게 차이를 보이지 않았다. 이런 결과로 보아 중이염에서 이 골 전도 역치범위에서는 중이구조물의 골 전달 역할의 장애가 골 전도에 영향을 일부분 미치므로 골 전도 역치는 완전히 와우기능만을 반영한다고 볼 수 없으며 이 청각범위에서의 중이수술시 일부 골 전도 상승을 부분적으로 기대할 수 있을 것으로 생각된다.

REFERENCES

Austin DF. Sound conduction of the diseased ear. J Laryngol Otol 1978; 92(5):367-93.
Linstrom CJ, Silverman CA, Rosen A, Meiteles LZ. Bone conduction impairment in chronic ear disease. Ann Otol Rhinol Laryngol 2001;110(5 Pt 1):437-41.
Jeng FC, Tsai MH, Brown CJ. Relationship of preoperative findings and ossicular discontinuity in chronic otitis media. Otol Neurotol 2003;24(1):29-32.
Papp Z, Rezes S, Jokay I, Sziklai I. Sensorineural hearing loss in chronic otitis media. Otol Neurotol 2003;24(2):141-4.
Aazh H, Moore B, Peyvandi AA, Stenfelt S. Influence of ear canal occlusion and static pressure difference on bone conduction thresholds: implications for mechanisms of bone conduction. Int J Audiol 2005;44(5):302-6.
Vartiainen E, Seppa J. Results of bone conduction following surgery for chronic ear disease. Eur Arch Otorhinolaryngol 1997;254(8):384-6.
Tuz M, Dogru H, Uygur K, Gedikli O. Improvement in bone conduction threshold after tympanoplasty. Otolaryngol Head Neck Surg 2000;123(6):775-8.
Tsai V, Ostroff J, Korman M, Chen JM. Bone-conduction hearing and the occlusion effect in otosclerosis and normal controls. Otol Neurotol 2005;26(6):1138-42.
Fagelson M, Martin FN. Sound pressure in the external auditory canal during bone-conduction testing. J Am Acad Audiol 1994;5(6):379-83.
Stenfelt S, Goode RL. Bone-conducted sound: physiological and clinical aspects. Otol Neurotol 2005;26(6):1245-61.
Stenfelt S, Wild T, Hato N, Goode RL. Factors contributing to bone conduction: the outer ear. J Acoust Soc Am 2003;113(2):902-13.
Stenfelt S. Middle ear ossicles motion at hearing thresholds with air conduction and bone conduction stimulation. J Acoust Soc Am 2006;119(5 Pt 1):2848-58.
Huizing EH. Bone conduction-the influence of the middle ear. Acta Otolaryngol Suppl 1960;155:1-99.
Dumich PS, Harner SG. Cochlear function in chronic otitis media. Laryngoscope 1983;93(5):583-6.