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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 44(8); 2001 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2001;44(8): 810-816.
Promontory Stimulation EABR in Sensorineural Hearing Loss.
Lee Suk Kim, Young Min Ahn, Seong Duk Heo, Sang Reyul Kim
Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, College of Medicine, Dong-A University, Pusan, Korea.
감각신경성 난청환자에서 와우갑각 전기자극 뇌간유발반응
김리석 · 안영민 · 허승덕 · 김상렬
동아대학교 의과대학 이비인후과학교실
주제어: 전기자극 뇌간유발반응와우갑각인공와우이식.
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Cochlear implants help patients who suffer from profound hearing loss and for whom hearing aids do not provide enough beneift rehabilitation. Promontory stimulation test (PST), a part of preoperative evaluation for cochlear implants, is not appropriate for prelingually deafened adults and young children because it is measured by the patient's subjective expression to electrical stimulation. Recently, promontory stimulation EABR (PS-EABR) was studied in order to compensate for this disadvantage of PST. The aim of this study is to investigate the feasibility of PS-EABR in the assessment of neural survival of auditory nerve.
MATERIALS AND METHOD:
PS-EABRs were recorded from subjects with sensorineural hearing loss (group l; pure tone average-between 40 to 70 dB HL) and deafness (group ll; pure tone average < 90 dB HL). Electrical stimulation was performed with the tip of a transtympanic electrode placed on the promontory near the round window niche. We compared PS-EABR waveforms, thresholds, wave V latencies and amplitudes.
RESULTS:
Stable PS-EABR waveforms were obtained in both groups. The typical PS-EABR waveform consisted of a series of two to three peaks. The largest peak among them was the wave V which is was not identifiable due to a stimulus artifact. The mean thresholds of PS-EABR were 389.3 +/- 220.3 microampere in the group l and 921.4 +/- 610.4 microampere in the group ll. The maximal acceptable level (MAL) was 746.4 +/- 371.3 microampere in the group l and 2150 +/- 980.2 microampere in the group ll. The mean wave V latencies at threshold level were 4.63 +/- 0.07 msec in the group l and 4.58 +/- 0.35 msec in the group ll and were not significantly changed as the stimulus intensity increased. There was no statistical significant difference between these two groups. The mean wave V amplitudes at threshold level were 0.65 +/- 0.58 microvoltin the group l and 0.89 +/- 1.04 microvoltin the group ll. The amplitude of the wave V in the group l and the group ll increased as the stimulus intensity increased. There was no significant difference between these two groups.
CONCLUSION:
The results of this study suggest that PS-EABR will be useful in preoperative evaluation of neural survival in young children and prelinguistically deafened adults with limited communication abilities.
Keywords: EABRPromontoryCochlear implant

교신저자:김리석, 602-715 부산광역시 서구 동대신동 3가 1번지  동아대학교 의과대학 이비인후과학교실
              전화:(051) 240-5428 · 전송:(051) 253-0712 · E-mail:klsolkor@chollian.net

서     론


   인공와우이식 대상자의 선정, 술후 예후예측 등에 있어 청신경 생존에 대한 평가는 매우 중요하다. 1974년 House와 Brackmann1)은 전기자극 와우갑각검사(electrical promontory testing, EPT)를 이용하여 청신경 생존상태를 예측하고 인공와우이식 대상자의 선정에 이용하고자 하였으며, 근래에는 Nucleus사의 전기자극기를 이용한 와우갑각 전기자극검사(promontory stimulation test, PST)가 인공와우이식 대상자의 술전 평가에 많이 이용되고 있다. 그러나 협조가 되지 않는 유소아나 의사소통에 장애가 있는 언어습득전 농 환자들에 있어서는 검사에 어려움이 많아 객관적인 청신경 평가방법이 필요하게 되었다. 전기자극 뇌간유발반응(electrical auditory brainstem response, EABR)은 음자극 대신 전기자극을 주고 기록하는 뇌간유발반응으로,2)3)4) PST의 단점을 보완한 객관적인 청신경 평가 방법으로 시도되어지고 있다. 술전 청신경 생존의 평가를 위한 EABR 기록방법에는 와우갑각 전기자극 뇌간유발반응(promontory stimulation EABR, PS-EABR)과 정원창 전기자극 뇌간유발반응(round window EABR, RW-EABR)이 있는데, 와우갑각을 전기자극하는 방법은 정원창 전기자극에 비하여 외이도-고막 피판을 들지 않고 고막을 통하여 전극을 삽입하므로 검사가 간편한 장점이 있다. Kileny 등5)은 인공와우이식 환자를 대상으로 술전 와우갑각과 정원창 전기자극 뇌간유발반응을 기록 비교하여 두 검사방법 사이에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않는다고 하였으며, Mason 등6)도 인공와우이식 수술전 와우갑각 전기자극 뇌간유발반응을 기록하여 대상귀를 선택하는데 이용하고자 하였다. 그리고 본 교실에서는 고막천공은 있으나 골도청력이 정상인 만성중이염 환자를 대상으로 PS-EABR 검사를 시행하여 안정되고 재현성 있는 EABR 파형을 얻을 수 있었다.7) 여러 연구에서 고도의 감각신경성 난청환자나 농 환자에서는 나선신경절 뉴런이 감소되어 있다고 하며, 청신경의 생존정도와 EABR 진폭의 성장기능(growth function) 사이에 밀접한 상관관계를 보인다는 보고도 있다.8)9) 이에 저자들은 중등도의 감각신경성 난청환자와 농 환자를 대상으로 와우갑각 전기자극 뇌간유발반응 검사를 시행하여 난청환자에서도 EABR의 기록이 잘 되는지, 그리고 두 군간에 난청의 정도에 따른 PS-EABR에 차이가 없는지를 알아보고자 본 연구를 시행하였다.

대상 및 방법

대  상
  
본 연구는 동아대학교병원 이비인후과 외래를 방문한 환자 가운데 중등도의 감각신경성 난청환자와 농환자를 대상으로 하였다. 환자에게 검사방법과 가능한 합병증에 대하여 충분히 설명을 한 후 검사를 시행하였으며, 검사를 원치 않는 경우 대상에서 제외시켰다. 순음청력검사상 전 주파수에서 청력이 40~70 dB HL인 환자를 I군으로, 청력이 90 dB HL이상인 환자를 II군으로 정하였다. I군은 13명의 환자(남자 7명, 여자 6명) 14귀로, 대상자의 연령은 21~57세(평균 36세)였다. II군은 14명의 일측 또는 양측 농환자(남자 8명, 여자 6명), 18귀로, 대상자의 연령은 16~62세(평균 39세)였다. II군에서 대상자의 농기간은 1년에서 42년(평균 16.5년)이었으며, 농이 된 원인은 원인을 알 수 없었던 경우가 6례로 가장 많았고, 만성중이염이 3예, 청신경종양, 열성질환, 돌발성 난청, 두부손상, 그리고 뇌염이 각각 1예씩이었다.

방  법
   IAC 1202A 방음실에 피검자를 반듯이 눕히고 긴장을 풀게한 다음 각성 상태에서 검사를 시행하였다.
   기록 전극으로 표면전극(silvercoated EEG cup electrode)을 사용하였으며, 전두정중부(frontal pole zero, Fpz)에 활성전극을, 검사측 이개에 접지전극을 그리고 검사 반대측 이개에 기준전극을 부착하였다.
   자극전극으로 1 mm 두께의 백동선을 사용하여 끝 부분을 편평하게 연마한 전극을 사용하였다. 국소마취하에 수술 현미경으로 고막을 관찰한 다음 고막의 후하부를 약 2 mm 정도 절개하고 전극을 정원창 근처의 와우갑각에 대고 전극이 움직이지 않도록 전극선 주위 외이도를 작은 솜들로 막아 고정하였다. 전기자극을 위한 접지 전극은 검사측 하악각에 부착하였다.
   기록전극의 저항은 5 kΩ 이하로 하였고, 자극전극의 저항은 10 kΩ 이하로 하였으며, 전기 자극은 자체 제작한 전기자극기를 이용하여 200 μs biphasic pulse를 train mode로 초당 11회로 하였다.
   유발전위의 기록을 위하여 I군에서는 Nicolet CA2000, II군에서는 Nicolet Viking IV 유발반응 청력 검사기를 사용하였다. 필터를 10~3000 Hz, 증폭기의 sensitivity를 50 μV로 하여 전기자극 후 10 msec까지 256회 평균가산하여 유발전위를 기록하였으며, 전기자극의 영향을 줄이기 위하여 자극 반대측 기록(contralateral recording)을 하였다.
   전기 자극을 100 μA부터 시작하여 50~100 μA 단위로 증가시키면서 PS-EABR을 기록하였다. V파가 나타나기 시작하는 최소 전기자극 강도를 PS-EABR의 역치로 하였으며, 참을 수 없는 통증을 호소하여 더 이상 검사를 시행할 수 없는 경우, 직전에 검사하였던 자극 강도를 최대수용자극치(maximal acceptable level, MAL)로 정하였다. 인공물의 수가 10%를 초과하는 경우, V파가 명확하지 않은 경우, 그리고 근원성반응에 의해 정상적인 파형을 관찰할 수 없었던 경우 기록을 중단하고 다시 검사하였다.
   기록된 PS-EABR의 파형을 분석하여 두 군 사이의 PS-EABR의 역치, 최대수용자극치, V파의 잠복시간과 진폭 등을 비교하였다. 통계분석은 SPSS-PC 통계프로그램을 이용하여 Student t-test로 하였다.

결     과

파  형
  
두 군 모두에서 안정되고 재현성 있는 EABR의 파형을 얻을 수 있었다. I군 전례에서 전형적인 PS-EABR의 파형은 2~3개의 정점으로 구성되었으며, 그 가운데 V파가 가장 안정되고 뚜렷하게 관찰되었다. I파는 전기 자극에 의한 인공물로 관찰되지 않았다. 일부 경우 높은 자극강도에서 안면신경의 자극으로 인한 근원성 반응이 관찰되었다(Fig. 1). II군에서의 전형적인 PS-EABR의 파형도I군과 유사하였으며, V파가 가장 안정되고 뚜렷하게 관찰되었다. I파는 전기자극에 의한 인공물로 관찰되지 않았다(Fig. 2). II군의 경우 4귀에서 EABR의 기록이 되지 않아 출현율(detectability percentage)는 78%였다.

역치와 최대 수용 자극치
   I군에서 PS-EABR의 역치는 200~950 μA로 389.3±220.3(평균±표준편차, 이하동일) μA였으며, II군에서의 PS-EABR 역치는 100~2200 μA로 921.4±610.4 μA였다. 최대수용자극치는 I군에서는 746.4±371.3 μA였으며, II군에서는 평균 2150±980.2 μA였다. 평균역치와 최대수용자극치에 있어 두 군간에 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05).

V파의 잠복시간
  
역치에서 V파의 평균 잠복시간은 I군에서는 4.63±0.07 msec였으며, II군에서는 4.58±0.35 msec였다. 두 군 모두에서 역치상 자극 강도를 증가시켜도 V파의 잠복시간은 거의 일정하였으며(Figs. 3 and 4), 두 군의 평균 잠복시간 사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p=0.605).

V파의 진폭
  
역치에서 V파의 평균 진폭은 I군에서는 0.65±0.58 μV였으며, II군에서는 0.89±1.04 μV였다. I군에서는 역치상 자극강도를 증가시킴에 따라 V파의 진폭은 증가하는 경향을 보였으며(Fig. 5), II군에서는 역치상 자극강도를 증가시킴에 따라 400 μA까지는 V파의 진폭이 증가하고 있으나, 그 이상의 자극 강도에서는 다시 감소하는 경향을 보였다(Fig. 6). 두 군의 평균 진폭 사이에는 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p=0.385).

고     찰

   술전 청신경 생존이나 청각전달로의 상태를 평가할 수 있는 방법에는 PST, EABR, 그리고 전기자극 등골근반사(electrical stapedial reflex, ESR) 등이 있다. 그 가운데 EABR은 객관적인 청신경생존에 대한 평가방법의 하나로 연구되어지고 있는데, Dobie와 Kimm11)은 유인원을 대상으로 EABR을 기록하여 유발전위의 청각적 기원을 최초로 보고하였으며, Smith와 Simmons8) 그리고 Hall9)은 EABR의 성장기능(growth function)이 나선신경절 세포의 생존 정도와 관련이 있다고 보고하였다. Fifer 등12)은 정상인과 선천성 및 후천성 고도 감각신경성 난청환자를 대상으로 EABR을 기록 비교하였는데 정상인에서 보다 크고 뚜렷한 초기파들을 보이며 EABR이 청신경 생존을 예측하는데 유용하다고 하였다.
   EABR 검사에는 전기자극 부위에 따라 외이도, 정원창, 또는 와우갑각과 같은 와우 외부를 자극하는 방법과 인공와우 수술중이나 수술 후 와우내에 삽입된 전극을 통하여 기록하는 방법이 있다. 술전 청신경 평가를 위한 EABR 검사에는 와우갑각이나 정원창 전기자극이 주로 이용되는데, 두 자극부위 사이에 유의한 차이를 보이지 않으며 정원창 자극에 비해 와우갑각 자극이 보다 간편하게 검사할 수 있어 술전 청신경 평가나 대상자 선정에 유용한 검사로 여겨진다.5)6)
   EABR의 파형은 음자극에 의한 뇌간유발반응과 유사하며, 각 파의 잠복시간이 짧고 자극 강도에 따른 변화가 적거나 거의 없는 특징을 보인다.2)13)14) 본 연구에서 얻어진 EABR의 전형적인 파형은 중등도 난청 및 농 환자 군 모두 정상 골도청력을 가진 군에서 기록된 EABR의 전형적인 파형과 유사하였으며(Fig. 7),7) 이는 음자극에 의한 ABR과도 유사하였다. 여러 저자들의 보고에서와 같이 전형적인 EABR의 파형은 연속된 2~3개의 정점으로 구성되며, V파가 가장 크고 뚜렷하게 기록된다.2)14)15) 그러나 EABR에서는 ABR의 I파를 비롯한 초기 파들이 잘 기록되지 않는데 이는 전기자극에 의한 인공물이 잠복시간이 1 msec 이내인 I파에 영향을 미치기 때문으로 여겨지며,6)16) EABR의 파형이 ABR의 파형과 유사한 특징을 보이는 것은 전기자극이 음자극과 같은 청각 전달로를 자극하기 때문으로 보고 있다.2)14)
   EABR의 잠복시간은 음자극에 의한 ABR보다 짧으며 자극강도의 변화에 따른 변화가 거의 없는데, 본 연구의 결과를 보면 역치에서 EABR의 V파의 평균 잠복시간은 중등도 난청군에서는 4.63 msec, 농 환자군에서는 4.58 msec였으며, Kileny 등5)도 4.69 msec로 ABR에 비하여 짧다고 보고하고 있다. 이와 같이 EABR에서 각 파의 잠복시간이 단축되는 것은 전기자극이 외이와 중이의 전음과정과 내이에서의 진행파를 거치지 않고 청신경 말단을 직접 흥분시키므로 자극전달에 소요되는 시간이 짧아지기 때문으로 해석된다.17)18) 자극강도의 증가에 따른 EABR 각파의 잠복시간의 변화가 적은 것은 전기자극이 청신경을 직접 자극하기 때문으로 여겨지며, 본 연구에서도 V파의 평균잠복시간이 4.6 msec 근처로 자극강도를 증가시켜도 거의 일정하게 나타났다.
   EABR 진폭의 크기는 자극강도가 증가할수록 커지며 그 성장기능이 청신경생존 정도와 상관관계가 있다는 여러 보고들이 있다.18)19) 본 교실의 연구에서 보면 정상 골도청력과 중등도 감각신경성난청 및 농환자군 모두에서 자극강도를 증가시킴에 따라 EABR의 진폭이 증가하는 경향을 보였으나 각 군간에는 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 농환자 군에서 역치상 자극강도가 400 μA까지는 증가하다가 다시 감소하는 경향을 보이는데 그 이유는 동적범위가 적은 경우가 많아 400 μA 이상에서는 진폭의 계산에 포함된 표본의 수가 적기 때문으로 여겨진다. 또한 중등도의 감각신경성난청 환자군에서 보다 농환자군에서 진폭의 크기가 더 큰데 이는 농환자군에 진폭의 크기가 매우 크게 나온 경우가 포함되었기 때문으로 보이며, 난청정도와 EABR의 진폭사이에 뚜렷한 상관관계를 찾을 수는 없었다.
   PS-EABR 역치와 동적범위(dynamic range)는 개인이나 각 군에 따라 다양하게 관찰된다. I군에 비하여 II군에서 PS-EABR의 역치와 최대 수용자극치가 매우 높게 나타났는데, 이는 청신경생존의 정도와 연관성이 있으리라 생각되나 명확한 상관관계가 밝혀져 있지는 않다. PS-EABR의 역치가 피검자 간에 많은 차이를 보이는 것은 전기자극에 대한 피검자의 통증에 대한 감수성 정도, 중이 점막의 상태, 와우의 골화정도, 그리고 전극의 위치 등에 따라 영향을 받기 때문으로 생각된다. EABR의 역치가 인공와우이식 후의 수행력을 예측하는데 좋은 지표가 된다는 보고도 있으나20) Abbas 등14)은 수행력과 높은 상관관계를 보이지는 않는다고 하였으며, 앞으로 EABR의 역치나 진폭과 인공와우이식 후의 수행력에 대한 연구가 필요하리라 생각된다.
   농환자군에서 PS-EABR 출현율은 78%로 18귀 가운데 14귀에서 V파를 확인할 수 있었다. 4례에서 PS-EABR이 기록되지 않은 정확한 원인을 알 수는 없으나, 농이 된 원인이 청신경 종양과 두부외상인 경우로 후미로의 병변으로 인하여 기록이 되지 않은 것으로 생각된다. 농이된 원인을 알 수 없었던 2례의 경우 PS-EABR이 기록되지 않은 이유는 기록상의 오류, 충분한 자극이 되지 않은 경우, 그리고 잔존 청신경이 없는 경우 등의 가능성을 생각해 볼 수 있다. PS-EABR의 출현율에 대하여 Nikolopoulos20)는 76.4%, Mason은6) 정상 와우를 가진 환자에서는 80%, 그리고 와우 골화가 있는 경우 66%의 출현율을 보인다고 하였으며, Kileny 등10)은 43귀중 41귀에서 EABR을 기록할 수 있다고 하였다. II군에서 농기간에 따른 EABR의 차이는 없었으나 앞으로 농기간과 EABR 각 요소들과의 상관관계에 대한 체계적인 연구가 필요하리라 사료된다.
  
EABR의 기록에 영향을 미칠 수 있는 요소들에는 전기자극의 종류, 기록부위, 환자의 협조정도와 마취 여부, 비청각적 전위 등이 있다. 자극 전기로 monophasic 전류를 사용한 경우보다 biphasic 전류를 사용하였을 때 전기자극에 의한 인공물을 줄일 수 있어 보다 안정되고 나은 파형을 보인다.7)19) EABR의 파형에 영향을 줄 수 있는 비청각적 전위에는 안면신경의 자극, 등골근과 고막장근의 수축, 경부근육의 긴장에 의한 근원성 반응, 말초 전정기관의 자극, 전정신경의 자극으로 인한 외안근의 활동전위 등이 있으며,2)12)16)17) 비청각적 전위는 EABR의 기록에 많은 영향을 미칠 수 있으므로 EABR 파형의 분석에는 청신경의 자극에 의한 신경원성 반응과 비청각적 전위를 구분하는 것이 중요하다. 안면신경의 자극에 의한 근원성 반응은 V파에 비해 잠복시간이 길어 대개 7 msec 근처에 나타나며, 자극강도의 증가에 따른 진폭의 증가정도가 매우 크다.2)16) 전정신경 자극으로 인한 반사적 외안근의 활동전위는 잠복시간 7~8 msec 근처에서 나타날 수 있으며,13) 높은 자극 강도에서는 전정신경의 직접적인 자극에 의한 비청각적 전위가 2 msec 근처에서 음성파로 나타날 수 있으나 전기자극에 의한 인공물과 구분이 어려운 경우가 많다.6)13) 근원성 반응을 줄이기 위해서는 환자에게 검사에 관해 충분히 설명하여 검사에 대한 두려움을 없애고, 환자에게 긴장을 풀고 편안한 자세로 있도록 하여야 한다. 유소아에서는 전신 마취하에서 검사를 시행하는 경우가 많으며, 전신마취하에 검사를 시행할 경우 근이완제를 사용할 수도 있다. 또한 자극 귀의 반대측 귀에서 기록함으로써 전기자극에 의한 인공물의 영향을 줄일 수 있다.4)
   임상적으로 술전 EABR 검사는 와우내 청신경 생존의 평가에 이용될 수 있으며, 인공와우이식 대상자의 선정이나 대상귀의 선택, 그리고 술후 예후 예측 등에 참고자료로 삼을 수 있다.3)6)10) 향후 EABR과 인공와우이식후 수행력이나 주관적 반응에 의한 역치(behavioral threshold)와의 상관관계에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

결     론

   본 연구결과로 보아 PS-EABR 검사는 중등도 난청환자와 농환자 모두에서 잘 기록되었으나 난청의 정도에 따른 차이를 보이지 않았다. PS-EABR 검사는 인공와우이식 대상자의 술전 평가에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대되며, 향후 청신경생존과 PS-EABR의 상관관계에 대한 보다 많은 연구가 필요하리라 사료된다.


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