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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 47(1); 2004 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2004;47(1): 15-21.
Open-Set Speech Preception Development in Children with Cochlear Implants.
Lee Suk Kim, Mi Young Lee, Min Jung Huh, Young Jun Oh
Department of Otolaryngology, College of Medicine, Dong-A University, Busan, Korea. klsolkor@chollian.net
인공와우이식 아동의 Open-Set Speech Perception의 발달
김리석 · 이미영 · 허민정 · 오영준
동아대학교 의과대학 이비인후과학교실
주제어: 인공와우이식아동말소리 지각력.
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
The aims of this study were 1) to assess the development of open-set speech perception in prelingually deaf children who had multichannel cochlear implants implanted and 2) to document the outcomes according to age at implantation and the device type.
SUBJECTS AND METHOD:
The subjects for this study were 23 prelingually deaf children who received a Nucleus 22 or Nucleus 24 multichannel cochlear implants and who had been followed-up for a period of 1-4 years at Dong-A University Hospital. They had no other disabilities. Open-set speech perception was evaluated pre-operatively, postoperatively for 6 months and then on a yearly basis using the following assessment materials: Phonetically Balanced Kindergarten monosyllabic word lists, bisyllabic word lists, and Glendonald Auditory Screening Procedure(GASP) sentence subtest. Paired t-tests were performed to assess improvement in the mean scores at each interval for all children. T-tests were used to examine differences in the mean scores between two groups divided by age at implantation and the device type.
RESULTS:
Open-set speech perception for all subjects was improved to mean 84% for monosyllabic phonemes and 89% and 88% for bisyllabic phonemes and everyday sentences respectively at 4 years postimplantation. Open-set speech perception ability was better for children who received implantation before 5 years of age than those who did it after 5 years of age at 3 years interval and 4 years interval. The performance was also better for children who received Nucleus 24M than those who received Nucleus 22 at all intervals.
CONCLUSION:
The prelingually deaf children in our study showed significant open-set speech perception abilities at the time of the last postoperative evaluation. Rapid improvement was noted in open-set speech perception for the children who had Nucleus 24M implanted before 5 years of age. In order to maximize the effects of access to auditory stimuli provided by the cochlear implant on the development of open-set speech perception, a structured postoperative schedule of programming and rehabilitation is recommended in addition to the optimal educational environment.
Keywords: Cochlear implantsDeafnessChildrenSpeech perception

교신저자:김리석, 602-715 부산광역시 서구 동대신동 3가1  동아대학교 의과대학 이비인후과학교실
              전화:(051) 240-5428 · 전송:(051) 253-0712 · E-mail:klsolkor@chollian.net

서     론


  
보청기의 착용으로는 환경음의 감지조차도 어려운 청각 장애 아동에게 청각기능의 향상을 위해 시행하는 인공와우 이식은 안전하고 효과적이다. 인공와우의 장기간 사용과 지속적인 청각 재활로 궁극적인 목표인 말-언어 발달과 의사 소통 능력의 개발도 가능해졌다.1)2)3)4)5)6)7) 인공와우이식 아동은 술 후 자연스럽게 주변 환경음과 말소리를 감지(detection) 하고 기본적인 변별(discrimination)을 할 수 있게 되지만, 좀 더 복잡한 말소리지각력(speech perception)의 발달은 단계적인 적절한 청각 재활 교육을 통해서 이루어지게 된다. 
   술 후 초기의 청각 재활 교육에서는 환경음과 말소리의 감지 및 변별을 위해 실물, 장난감, 그림, 문자 등(closed-set)을 소리와 연결하는 접근 방법이 사용된다. 아동은 노래나 말소리를 따라하거나 사물 혹은 그림을 지적하는 확인(identification) 연습을 하게 된다. 이러한 과정을 통해 노래의 운율적 특성, 말소리의 대소, 장단, 고저 등의 특성, 자모음 차이에 따른 낱말 등을 파악할 수 있게 된다. 따라서 말소리 유무의 판단인 감지력과 말소리들 간의 변별력 및 확인력은 소리와 상징체계를 결합하는 제한된 범위의 수행력이라고 할 수 있다.2) 
   반면, 아동이 시각적으로 사물이나 그림 혹은 문자 등과 같이 선택할 수 있는 항목이 없는 조건(open-set)에서의 수행력은 아동이 소리와 상징체계를 결합할 수 있는 능력을 반영해 주기 때문에 일상생활 중의 수행력을 좀 더 정확하게 예측할 수 있다.4) Open-set speech perception은 보기가 없는 조건의 말소리지각력으로 청각지각력(auditory perception) 혹은 말소리이해력(speech understanding)이라 고도 하고, 단어와 문장의 수행력을 각각 단어 인지력(word recognition)과 문장 이해력(sentence comprehension)으로 구분하기도 한다. 
   6
~7세 이후에 수술 받은 아동은 술 후 일정 기간동안 보기가 없는 조건의 말소리지각력 발달이 제한적인데, 이는 술 전과 후의 변화된 소리방식에 대한 적응, 소리와 언어와의 통합 등을 위한 적응 기간이 필요하기 때문이다. 더욱이 5세 미만에 수술 받은 아동은 음운, 어휘, 구조, 의미 등 언어 지식의 부족, 주변 사물에 대한 지식의 부족, 상호 작용 등 사회성 발달의 미성숙 등의 요인으로 상당기간 동안 보기가 없는 조건의 말소리지각력을 발달시키기 어렵다.4)5) 이에 따라 보기가 없는 조건의 말소리지각력은 술 후 1~2년 정도까지는 느리게 발달하기도 하지만 이 후 급속히 발달하여 술 후 4~5년 후에도 지속적인 발달을 한다.5)6)7) 이러한 수행력에 영향을 주는 요소에는 술 전 잔존청력의 정도 및 활용정도, 수술 연령, 인공와우의 종류, 삽입된 전극의 수, 자극방법과 말소리 처리방식, 인공와우의 사용기간, 술 후 교육 환경 및 주된 의사소통 방법 등이 보고 되고 있다. 좀 더 나은 발음 명료도와 원활한 의사소통 능력의 개발을 위해서도 보기가 없는 조건의 말소리지각력의 발달이 빠를 수록 좋기 때문에 조기에 수술을 받는다면 더 나은 결과를 기대할 수 있게 된다.8)9)10) 본 연구에서는 인공와우이식 아동의 보기가 없는 조건에서 말소리지각력의 발달 정도와 발달 형태에 대해 장기간의 결과를 통해 알아보았다. 또한 수술 연령과 사용된 인공와우 기기에 따라 수행력의 차이가 있는지 알아보았다. 

대상 및 방법

   연구대상은 동아대학교병원에서 1995년부터 2000년까지 인공와우이식을 받은 언어습득 전 농아동 중 인공와우 사용 기간이 1년 이상이고 청각장애 외에 다른 장애를 동반하지 않은 23명이다. 대상 아동의 수술 당시 연령은 평균 4년 6개월(최저 22개월~최고 8년 2개월)로 5세 미만 아동은 16명이고 5세 이상 아동은 7명이다. 말소리 처리기는 Nucleus 제품으로 9명은 SPEAK 말소리 처리방식을 이용한 Spectra를, 14명은 ACE 말소리 처리방식을 이용한 Sprint 를 사용한다(Table 1). 
   수술 전 전체아동의 각 주파수별 평균 순음청력 역치는 250 Hz에서 전체 아동의 30%가 양측 모두 무반응이었고, 나머지 아동의 평균은 우측 92 dB, 좌측 93 dB였다. 500 Hz에서는 우측 35%, 좌측 37%의 아동에서 무반응이었고, 무반응을 제외한 나머지 아동의 평균 청력 역치는 106 dB, 104 dB였다. 1 kHz에서는 우측 48%, 좌측 50%의 아동 에서 무반응이었고, 나머지의 평균 청력 역치는 우측 113 dB, 좌측 110 dB였다. 2 kHz에서 우측은 70%, 좌측은 83%의 아동에서 무반응이었다(Table 2). 인공와우 사용 기간이 6 개월, 1년, 2년, 3년, 4년이 지난 아동의 수는 각각 23, 23, 18, 16, 13명이었다. 
   술 전과 술 후 6개월, 1년, 2년, 3년, 4년에 말소리 지각능력 검사를 시행하였다. 검사 도구는 보기가 없는 1음절 단어(monosyllabic words), 2음절 단어(bisyllabic words), 일상생활문장(common phrases)검사였다. 1음절은 돈, 책, 칼 등 50단어로 2음절은 동생, 글씨, 뚜껑 등 50단어로 구성되어 있다. 일상생활문장은 GASP(Glendonald Auditory Screening Procedure)의 하위 검사로 '
~의 생일은 언제입니까?' '칠 다음에는 무슨 숫자가 오지요?' 등 10문항 으로 구성되어 있다. 
   검사 결과는 정확하게 따라서 말하거나 받아 쓴 음소, 단어, 어절을 백분율로 나타냈다. 아동이 이해하지 못하여 검사를 실시하지 못하는 경우에는 결과를 0%로 처리하였다.4) 
   전체 아동의 검사 결과에 대해 술 전과 술 후 검사 기간 사이의 발달 정도는 paired t-test를 이용하여 분석하였다. 수술 연령으로 나눈 5세 미만 그룹, 5세 이상 그룹, 인공와우 기기로 구분한 Nucleus 22 사용 그룹, Nucleus 24M 사용 그룹의 검사 결과에 대해서도 술 전과 술 후 검사 기간 사이의 발달 정도에 대해 paired t-test를 이용하여 분석하였다. 수술 연령별로 5세 이상 그룹과 5세 미만 그룹 사이의 결과 비교와 기기별로 Nucleus 22 사용 그룹과 Nucleus 24M 사용 그룹 사이의 결과 비교를 위해서는 독립변수 t-test를 이용하여 분석하였다. 

결     과 

   전체 아동의 결과, 일음절음소, 일음절단어, 이음절음소, 이음절단어, 일상생활문장 모두 술 전에는 0%였으나 술 후 1, 2, 3년에 일음절음소는 각각 44%, 72%, 76%, 일음절단어는 25%, 47%, 55%, 이음절음소 53%, 76%, 87%, 이음절단어 28%, 56%, 75%, 일상생활문장은 26%, 58%, 77%로 점진적, 지속적으로 향상되었다. 술 후 4년에는 일음절음소 84%, 일음절단어 68%, 이음절음소 89%, 이음절단어 83%, 일상생활문장 88%로 술 전과 비교하여 유의하게 향상되었다(p<0.05)(Fig. 1). 
   수술 연령에 따라 5세 미만 그룹과 5세 이상 그룹으로 나눈 각각의 그룹의 결과에서 술 전 모든 검사에서 0%였다. 그러나 술 후 4년에는 일음절음소, 일음절단어, 이음절음소, 이음절단어. 일상생활문장 검사에서 5세 미만 아동 그룹은 각각 90%, 77%, 95%, 89%, 86%로, 5세 이상 아동 그룹은 각각 78%, 59%. 84%, 76%, 90%로 향상되었다. 5세 이상 그룹의 결과에서는 초기 2년까지의 발달 정도가 통계적으로 유의하였다(p<0.05). 5세 미만 그룹의 결과에 서는 각 기간 간의 발달정도가 모두 통계적으로 유의하였으며, 2년 이후에는 5세 이상 그룹보다 빠른 발달을 나타났다. 일상 생활문장의 결과에서는 술 후 3년에 5세 미만 그룹의 결과가 높았으나 술 후 4년이 경과된 아동 13명 중 5세 미만이 4명으로 이 중 한 아동의 낮은 수행력(38%)의 영향으로 4년에 낮아지게 되었다(Fig. 2). 
   인공와우 기기에 따라 Nucleus 22 사용 그룹과 Nucleus 24M 사용 그룹으로 나누어 분석한 결과에서 두 그룹 모두 술 전에는 모든 검사 결과 0%였지만 술 후 최종 검사 시기인 4년째에는 일음절음소, 일음절단어, 이음절음소, 이음절단어, 일상생활문장 검사에서 Nucleus 22 사용 그룹은 각각 83%. 66%, 89%, 80%, 83%로 향상되었고 Nucleus 24M 사용 그룹은 각각 97%, 90%, 100%, 99%, 95%로 향상되었다. 두 그룹 모두 3년까지의 기간별 발달 정도는 통계적으로 유의하였다(p<0.05). 일음절과 이음절의 점수는 술 후 6개월부터 4년까지 전 기간에 걸쳐 Nucleus 24M 사용 그룹의 결과가 높았다. 두 그룹간의 비교 결과 술 후 4년째에 Nucleus 24M 사용 그룹이 Nucleus 22 사용 그룹보다 더 나은 수행력을 나타냈다(p<0.05)(Fig. 3). 

고     찰 

   인공와우이식 아동 전체의 결과에서 보기가 없는 조건의 말소리 지각력은 술 전 0%에서 술 후 검사 기간별 발달 정도가 통계적으로 유의하게 향상되었다. 이는 언어습득 전에 청각장애가 발생한 인공와우이식 아동에 대한 연구에서 술 전과 비교하여 술 후 장기간에 걸쳐 지속적인 발달을 보고한 결과들3)4)5)6)7)과 일치한다. 각 연구마다 대상자의 수술 연령이나 검사도구 등이 달라 직접적인 비교는 어렵다. Gstoettner 등6)은 평균 수술 연령이 4.1세(0.7
~9.5)인 31명 아동에게 술 후 3년째에 본 연구와 동일하게 녹음된 소리가 아닌 실제 목소리(live voice)로 GASP 문장검사를 실시한 결과 100%로 본 연구의 결과보다는 높았지만, 이는 검사 시 자극의 횟수나 대상자의 수술 연령 등의 달랐기 때문으로 생각된다. 반면, Waltzman 등4)은 수술 연령이 5세 전인 37명에게 동일한 검사를 실제 목소리로 실시한 결과 술 후 4년과 5년에 각각 60%, 69%였고 일음절단어의 음소점수는 각각 46%, 79%로 본 연구의 결과보다는 낮았지만, 이는 검사 시 자극을 청력계(audiometer)를 통해서 제시하였고 자극도 1회만 제시하였기 때문으로 생각된다. 아동을 대상으로 한 말소리 지각력 검사의 결과는 대상자의 특성, 검사의 종류, 검사의 실시 방법 등이 결과에 영향을 줄 수 있다. 이 외에도 자극 제시자의 목소리 특성, 친숙 정도뿐만 아니라 얼굴 표정, 아동과의 유대 관계, 열의와 동기 등의 요인에 따라서도 달라질 수 있으므로5) 아동을 대상 으로 한 검사의 결과 분석 및 비교시에 유의해야 한다. 
   전체 아동의 결과에서 술 후 1년까지는 평균 50% 미만이었다. Uziel 등7)은 선천성 농아동 중 소수만이 술 후 12
~18개월 내에 보기가 없는 조건의 말소리 지각력 발달을 나타냈고, O'Donoghue 등5)은 7세 전에 수술 받은 117 명의 아동 대상 연구 결과 술 후 2년까지는 보기가 없는 조건의 말소리 지각력의 발달은 제한적이라고 했다. 본 연구와 Uziel 등의 연구, O'Donoghue 등의 연구 결과를 정리하면 술 후 1~2년에 보기가 없는 조건의 말소리 지각력 이 제한적으로 나타난다는 것이며 이 때 개별적인 차이가 크게 나타난다는 것이다. 반면 Cheng 등8)은 대상자의 50% 이상에서 보기가 없는 조건의 말소리 지각력이 술 후 2년 내에 관찰되었음을 보고한 바도 있다. 
  
본 연구에서 수술 연령에 따른 비교결과 술 후 2년까 지는 수술 연령 5세 이상 그룹이 5세 미만 그룹보다 점수가 더 높은 경향이 있었다. 수술 연령 5세 미만 그룹은 듣기 자극을 의미 있는 언어로 받아들이기까지는 기간이 필요하며 검사수행에 필요한 지식학습 등의 요인으로 초기에는 보기가 없는 조건의 말소리 지각력 발달이 더디게 나타나기 때문이다.4) 그러나 2년 이후에는 수술 연령 5세 미만 아동 그룹의 발달이 더 빠르게 나타났다. 이러한 결과는 좀 더 이른 시기에 수술을 받아 듣기 기능의 뇌가소성(cerebral auditory plasticity)이 긍정적으로 작용하여 인공 와우의 장기간 사용 후 더 좋은 결과를 얻을 수 있었다고 생각된다.3)5)10) 수술 연령과 관련된 많은 연구들을 사후분 석(Meta-Analysis)한 Cheng 등8)의 보고에서도 수술 연령이 높은 아동 그룹과 낮은 아동 그룹의 비교결과, 그 차이 정도에 통계적인 유의성은 없으나 수술 연령이 어린 아동 그룹의 결과가 술 후 2년, 3년, 4년째에 높다고 하였다. 
   한편 수술 연령 5세 이상 그룹도 유의한 정도의 진전도를 나타냈다. 많은 연구들에서도 술 후 보기가 없는 조건의 말소리지각력의 발달을 보고하고 있다.5)6)7)8)14) 수술 연령이 높을수록 인공와우를 통해 새로운 소리자극을 배우는데 어려움은 많아지지만 Snik 등13)은 수술 연령이 10세 이후인 경우에서 술 후 24개월에 38%의 결과를 보고한 바 있다. 수술 연령이 5세 이상 그룹 아동 중 술 전 잔존청력의 활용 경험이 있었던 아동은 술 후 결과가 더 좋았다. Kiefer 등14)도 평균 청력소실이 90
~110 dB인 경우, 일정기간 집 중적인 청각구화교육(Auditory-Oral Education)에도 적절한 언어발달에 어려움이 있다면 6세 이후에 수술을 받더라도 인공와우를 통해 상당한 도움을 받을 수 있다고 했다. Kuo 등15) 또한 수술 연령이 10세 이후더라도 고주파수의 소리감지경험이 있었던 아동은 술 후 결과가 좋다고 했다. 수술 연령 5세 이상 그룹 아동 중 술 전 언어력이 높은 아동은 술 후 더 좋은 결과를 나타냈다. Sarant 등16)은 수술 연령이 9세인 아동과 15세인 아동을 대상으로 부족한 지식언어의 재교육(remediation of language knowledge deficits)를 통해 말소리 지각력의 향상을 보고하였다. 이상의 결과에서 수술 연령이 높은 아동은 술 전 잔존 청력과 높은 언어력 등이 술 후 결과에 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있다. 술 후 긍정적인 영향을 줄 수 있는 요소로는 재활 프로그램을 들 수 있다. 술 후 보기가 없는 조건의 말소리 지각력의 발달이 2년 후에도 제한적인 아동(평균 수술 연령 11.8세)에 대한 한 연구에서는, 높은 수술 연령의 영향보다는 술 후 정기적인 매핑에 참여하지 않아 전기자극에 대한 일관된 반응 형성이 어려웠으며 적절한 청각재활과 교육의 부족을 원인으로 분석했다.17) 
  
사용된 인공와우 기기의 비교에서 Monopolar 자극방 법과 ACE 말소리 처리방식의 Nucleus 24M 사용 아동의 결과가 각 검사 기간에 걸쳐 더 높았다. 말소리 지각력은 Multipeak Strategy에서 SPEAK Strategy로 말소리 처리방식의 진보된 발달로 더 향상되었다.18) Monopolar 자극방법의 Nucleus 24M과 Bipolar 자극방법의 Nucleus 22를 사용한 성인의 단기 결과에서 Nucleus 24M 사용 그룹의 보기가 없는 조건의 말소리 지각력이 수술 연령과 농기간을 고려한다면 유의수준은 아니지만 더 빠르게 향상 되었다. 3개월과 6개월 사이의 진전도가 Nucleus 22 사용 그룹에서 유의한 수준이 아니었으나 Nucleus 24M 사용 그룹에서는 유의한 수준으로 나타났고 장기적인 관찰을 시사 했다.18) Nucleus 24M을 이식받은 아동은 단기간 사용한 후에도 괄목할만한 수준의 향상을 나타냈다.19) 자극율(stimulation rate)에 관한 성인 대상의 연구 결과 SPEAK의 250 Hz에 비해 빠른 자극율(807 Hz)의 사용이 유의한 수준은 아니지만 개별적인 선호와 적합성에 따라 더 나은 말 소리지각력의 결과를 얻을 수 있다고 했다.20) 자극방법과 자극률에 관한 장기적인 연구를 통해 아동에게 개별적으로 보다 적합한 매핑을 제공할 수 있어야 하겠다. 
   결과적으로, 전체 인공와우이식 아동의 보기가 없는 조건의 말소리지각력은 술 후 1년까지는 느리게 발달하나 이 후 4년까지도 지속적인 발달을 했다. 보기가 없는 조건의 말소리 지각력은 수술 연령이 어릴수록, Monopolar 자극 방법에 ACE 말소리 처리방식을 사용하는 아동에서 더 빠르게 발달하였다. 낮은 수술 연령을 비롯하여 술 전 잔존 청력의 유무와 정도, 언어력, 운동-언어발달지연 유무 등의 술 전 요소가 보기가 없는 조건의 말소리지각력 발달에 영향을 줄 수 있다. 이식받은 인공와우의 종류, 말소리 처리 방식, 및 자극방법도 중요하지만 술 후 정기적인 매핑과 관 찰로 전기자극에 대한 일관된 반응 범위를 형성하는 것이 우선적으로 필요하며 이를 바탕으로 아동의 청각적 잠재력을 최대한 발휘할 수 있도록 가족과 학교가 참여하는 장기간의 청각재활 및 말-언어교육이 필요하다.18)

결     론

   언어습득 전 농으로 다른 장애를 동반하지 않은 23명의 인공와우이식 아동의 open-set speech perception은 술 후 4년까지 지속적으로 유의하게 80%이상 발달하였다. 수술 연령에 따른 비교에서 5세 미만 아동그룹이 5세 이상 아동그룹보다 술 후 3
~4년에 더 빠르게 발달하지만 늦은 나이에 수술을 받게 되더라도 말소리 지각력의 발달을 기대할 수 있다. 사용된 인공와우의 기기별 비교에서 Nucleus 24M 아동그룹이 Nucleus 22 아동그룹보다 전 기간에 걸쳐 더 빠르게 발달했다. 수술 연령이 어릴수록 장기간 사용 후 더 높은 말소리지각력의 발달을 기대할 수 있으며, 술 후 안정된 맵(MAP)의 형성과 정기관리 및 학교 교육을 포함한 적절하고 지속적인 재활 프로그램을 통해 말소리 지각력의 발달을 극대화 할 수 있을 것이다. 


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Editorial Office
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