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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 40(2); 1997 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1997;40(2): 292-299.
Statistical Estimate Formula Using Prognostic Factors for Predicting Hearing Recovery in Idiopathic Sudden Sensorineural Hearing Loss.
Han Kyu Suh, Ho Jeong Park, Hyun Ho Lim, Soon Soon Hwang
Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, College of Medicine, Korea University, Seoul, Korea.
돌발성 난청 예후 인자의 통계적 분석을 통한 청력회복 추정식의 산출과 검증에 관한 연구
서한규 · 박호정 · 임현호 · 황순재
고려대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실
ABSTRACT
Sudden deafness is not rare but its pathophysiology has not been fully determined and treatment is controversial at present. About concerning factors for the recovery of sudden deafness, various studies have been done, but there are still many unknown things. The probability of recovery from sudden deafness depends on many factors. To evaluate hearing recovery and prognostic factors we studied 65 patients treated with bed rest, steroid, vasodilator, plasma expander, vitamines from March 1988 to October 1995 at our department. Data were statistically examined and we present a model for calculating the probability of patient recovery based on the combined effects of risk factors determined for these variables. Interrelationships among the prognostic factors and their relative importance in predicting hearing recovery are discussed.
Keywords: Idiopathic sudden sensorineural hearing lossPrognostic factorsCalculating model
서론 돌발성 난청은 임상적으로 드물지 않게 볼 수 있는 질환으로 De Kleyn10)이 처음 보고한 이래 현재까지 그 정확한 병리기전과 원인이 확실하게 밝혀져 있지 않으나6)14)16) 여러 인자에 의하여 회복에 영향을 미치고 있다고 알려져 있다. 현재 알려진 예후인자 중 발병 초기의 청력 손실 정도, 발병 후 치료 개시까지의 기간, 연령, 현기증 및 이명의 동반 유무, 청력형, 적혈구 침강반응 등이8)9)11)13)15) 많은 영향을 주는 인자로 보고되어져 있고 그 외에도 많은 인자들에 의하여 청력회복이 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 예후인자를 평가함으로써 어느 정도 청력 회복치를 추정할 수 있다고 보고되어 있다. 평소 정상적인 생활을 하던 사람이 갑자기 일측 혹은 양측에 청력손실이 오면 일상생활의 괴로움을 주는 것은 물론, 치료에도 불구하고 청력회복이 되지 않을 경우에는 자신에게 큰 병이 진행되는 것이 아닐까하는 두려움이 발생할 수 있다. 따라서 돌발성 난청이 발생한 경우 초기 진료를 통하여 환자의 청력회복의 기대치를 미리 예측해 주는 일이 매우 중요하며 환자의 정신적 안정에 필요한 일이라 생각된다. Byl8)은 치료개시 당시의 청력 손실 정도와 발병 후 치료 개시까지의 기간에 대하여 나이, 청력형, 건측의 청력, 적혈구 침강반응 등을 수정 변수로 하여 청력 회복을 예측하는 예후 판정표를 보고한 바 있으나 완전 회복에 대한 예측치만 표시하였으며 Laird와 Wilson의12) 보고에서는 예후인자가 개별적으로 청력회복에 미치는 영향만을 포함하여 예측 표를 제시하였으며 이 표를 이용할 경우에는 각각의 예후인자가 청력회복에 미치는 영향을 일일이 계산하여야 하는 번거로움이 있었다. 본 연구는 돌발성 난청 환자의 초기 진단시 환자가 가지고 있는 예후인자를 이용하여 치료 후 예측되는 청력 회복치를 추정할 수 있는 추정식을 만들기 위하여 기존의 알려진 예후인자들을 통계학적으로 재검증하고 각 인자가 청력회복에 미치는 기여도를 수치화 하여 계산 방식(calculating model)을 만든 후 실제 회복치와 추정식에 대입한 예측치를 비교, 분석하여 저자들이 만든 계산방식을 평가하였다. 연구대상 및 방법 1988년 3월부터 1995년 10월까지 고려대학교 의과대학 부속병원 이비인후-두경부외과에 돌발적으로 발생한 난청을 주소로 내원한 환자에 대하여 자세한 병력청취, 이학적 검사, 청력 검사, 혈액 검사 및 방사선학적 검사 등을 시행하여 돌발성 난청으로 진단 받은 환자를 대상으로 하였다. 돌발성 난청으로 진단된 환자 중 양측성인 경우는 제외하고 청력 개선율의 산출을 위하여 건측 청력이 40dB 이상인 환자 중 동일한 치료를 받은 환자들만 연구대상으로 하였다. 치료는 입원하여 안정 가료한 경우를 원칙으로 전 환자에서 스테로이드와 혈류개선제를 사용하였다. 스테로이드는 일일 80mg부터 사용하여 12일에 걸쳐 감량하여 복용시켰으며 한 주기의 약물치료 후에도 회복되지 않았을 경우는 한 주기를 더 추가하였다. 환측 귀의 과거력상 만성 중이염이나 소음폭로, 두경부 외상, 이독성 물질, 내이염 등의 명확한 원인이 있다고 생각되는 예는 제외하였다. 대상 환자는 총65명으로 남자 30명, 여자 35명이었고 50대가 20명으로 가장 많았고, 다음이 40대 순이었다. 입원 후 치료의 경과를 추적하기 위하여 1일 1회의 청력 검사를 하였으며 청력소실의 정도는 500, 1000, 2000Hz의 주파수에서 4분법을 사용하였다. 청력 회복의 정도는 퇴원 후 6개월에서 1년까지 추적 관찰하여 3회 이상 순음청력검사에서 청력의 변화가 없었을 경우의 청력 역치를 최종 고정청력으로 정한 후 건측 청력과 비교하여 청력 개선율을 산출하였다.4)20) 청력 개선율=초진시 환측청력-고정시 청력/초진시 환측청력-초진시 건측청력 돌발성 난청의 발생 후 동일한 치료를 시행했을 경우 발병시 환자가 가지고 있던 예후인자를 이용하여 최종 청력을 예상할 수 있는 추정식을 만들고 검증하기 위하여 분산분석, 회귀분석 및 로지스틱 판별분석법을 사용하였고 이러한 통계의 처리는 통계프로그램인 SAS(statistical analysis system, version 6.04)를 이용하였으며 p-value가 0.05 이하인 경우를 유의하다고 판정하였다. 1. 분산분석을 통한 예후인자의 유의성 판정 본 연구에서는 돌발성 난청의 예후에 영향을 준다고 알려져 있는 예후인자들을 변수로 사용하였다. 환자의 입원 및 외래 기록지에 기입된 병력기록과 청력검사에서 초진시 청력, 발병 후 치료개시까지의 기간, 연령, 성별, 현기증의 동반 유무, 이명, 초기 청력형, 발병계절, 일측성 혹은 양측성인지, 두통, 자발안진의 유무, 보충현상의 유무, 어음명료도 등의 인자와 입원시 시행한 혈액 화학 검사에서 적혈구 침강속도, 혈액 응고시간, 매독반응의 유무, 간 기능 검사의 이상, 혈중 콜레스테롤치, 혈당, 면역 글로브린, 전해질 및 요산의 농도 등의 변화를 예후인자로 이용하였다. 그러나 대부분의 혈액 화학검사에서는 적혈구 침강속도 외에는 비정상적인 수치를 가진 경우가 매우 적어 통계적 검증을 할 수 없어 분산분석에서 제외하였고 Table 1에서 10까지의 인자들을 분산분석 하였다. 이상의 예후인자들 중 각각의 인자가 환자의 청력회복에 미치는 영향을 알아보기 위하여 각 인자를 하나씩 분산분석을 하여 유의성을 검증하여 p<0.05인 경우의 인자들을 유의성이 있는 것으로 판정하였다. 2. 회귀분석을 통한 추정식의 산출 분산분석에서는 돌발성 난청의 청력회복에 미치는 개개의 예후인자의 유의성을 검증하였으나 이러한 예후인자들은 서로 상호 작용하여 예후에 영향을 줄 수 있다. 이의 검증을 위하여 전체 예후인자를 회귀분석하여 의미가 없는 인자들을 하나씩 제외하여 청력회복에 영향을 미치는 각각의 예후 인자들간의 상호작용과 상대적 중요성을 조사하여 청력 회복을 추정하는 계산 방식을 구하였다. 3. 로지스틱 판별분석법을 통한 회귀분석의 검증과 청력회복 예측 구간 추정식의 산출 회귀 분석법에 의한 추정식의 오차를 최소화하기 위하여 로지스틱 판별분석법을 이용하여 예측하는 청력 개선율을 건측 청력의 25% 이하의 청력손실이 남을 것으로 예상되는 1군, 26∼60%의 청력손실이 예상되는 2군 그리고 건측청력에 비하여 61% 이상의 청력손실이 남을 수 있는 3군으로 나누어 각각의 군에 포함될 확률을 추정하는 계산 방식(calculating model)을 제시하고 예측 값과 실제 값의 차이를 비교하였다. 결과 1. 분산분석의 결과 예후인자들 중 개별적으로 청력회복에 영향을 주는 인자의 유의성을 판정한 분산분석의 결과 초기 청력손실, 환자의 나이, 발병 초기의 청력형, 치료 개시일까지의 기간 등의 예후인자가 환자의 청력회복에 영향을 주고 있었다. 성별에 따른 청력 개선율은 서로 차이가 없었으며(Table 1), 10세 미만과 60세 이상인 군에서는 10세 이상, 60세 미만인 연령군에서보다 청력 개선율이 유의하게 낮아 소아기나 고령에 돌발성 난청이 발병한 경우가 청력회복에 나쁜 영향을 준다는 것을 알 수 있었다(Table 2). 초진시 청력과 청력 개선율 사이에는 유의성이 없었으며(Table 3), 청력형에 따른 청력 개선율에서는 발병시 청력 검사상 상승형의 청력손실이 있을 경우가 수평형이거나 하강형일 경우 보다 유의하게 청력 개선율이 낮았다(Table 4). 좌우측의 차이는 없었으며(Table 5), 치료개시까지의 기간이 10일 이상인 경우에서는 10일 이전에 치료를 시작한 경우보다 청력 개선율이 현저하게 낮았고(Table 6), 현훈증(Table 7)이나 이명(Table 8)이 돌발성 난청에 동반되어 나타날 경우나 적혈구 침강속도가 증가되어 있을 경우(Table 9)는 통계적으로 유의한 청력 개선율의 차이가 없었다. 그러나 청력형이 수평형이거나 하강형일 경우와 상승형이거나 전농일 경우, 초진시 청력과 교호작용효과가 유의하게 있었으며 이 결과는 청력형에 따라 초진시 청력이 청력 개선율에 미치는 효과가 다름을 나타내었다(Table 10). 2. 회귀분석의 결과 회귀 분석법을 이용한 각각의 예후 인자들간의 상호작용과 청력 회복을 추정하는 계산 방식에서는 초진시 청력, 청력형, 연령, 초진시 청력과 청력형의 교호작용 등이 청력 개선율에 유의하게 작용하고 있었다(Table 11). 회귀분석에서 청력개선에 유의한 영향을 주는 인자들을 이용하여 돌발성 난청 환자의 치료 후 청력개선을 예상할 수 있는 추정식을 만든 결과 아래와 같은 식을 얻을 수 있었다. 청력 개선율= (-0.17)+0.0034α+1.68β-0.24γ-0.015αβ α:초진시 청력(dB) β:수평형이거나 하강형일 경우=1하강형이거나 전농일 경우=0 γ:10세 미만이거나 60세 이상인 경우=110세 이상, 60세 미만인 경우=0 이 추정식을 오차율을 알아보기 위하여 전체 대상 환자의 자료를 추정식에 대입하여 청력회복의 예상치와 실제 회복되는 고정 청력을 비교한 결과 추정식의 예측 값은 결정계수(coefficient determination) R2=0.731로 약 73%의 기대치를 보여 27%의 오차가 있음을 알 수 있었다(Fig. 1). 3. 로지스틱 판별분석의 결과 로지스틱 판별분석에서도 초진시 청력, 청력형, 나이, 초진시 청력과 청력형의 교호작용 등이 청력의 회복에 유의하게 작용하고 있었다(Table 12). 회귀분석을 이용한 추정식을 이용한 결과 27%의 오차율이 있어 이 추정식을 검증하고 오차율이 적은 공식을 만들어 보기 위하여 로지스틱 판별분석의 결과 청력회복에 유의성을 갖는 인자들을 이용하여 청력회복의 예상 구간을 세 구간으로 나눈 후 각각의 구간에 속할 확률을 구하였다. 청력 회복이 건측의 청력을 기준으로 25% 이하로 회복될 경우(제 1 군), 26%이상 60% 이하로 회복될 경우(제 2 군), 61% 이상 회복될 경우(제 3 군)등 3군으로 나누고 각각의 군에 포함될 확률을 조사하여 청력 개선율을 예측하는 계산방식을 얻었다. p1:건측 청력의 25% 이하(제 1 군)로 회복될 확률 p2:건측 청력의 26∼60% 내(제 2 군)로 회복될 확률 p3:건측 청력의 61% 이상(제 3 군) 청력손실이 남으며 회복될 확률 청력회복의 각 예상 구간에 포함될 확률은 다음과 같다. p1=exp A/1+exp B (exp:exponent) p2=exp A/1+exp B -p 1 p3=1-p 1-p 2 A =log(p 1/p 2+p 3 ) =7.75-0.066α-21.98β+2.51γ+0.21αβ B =log(p 1+p 2/p 3 ) =11.56-0.068α-21.98β+2.51γ+0.21αβ α:초진시 청력(dB) β:수평형이거나 하강형일 경우=1하강형이거나 전농일 경우=0 γ:10세 미만이거나 60세 이상인 경우=110세 이상, 60세 미만인 경우=0 이 식에 의한 실제 회복율에 대한 오분류율은 0.23으로 약 77%의 기대치를 보여(Table 13) 실제 회복되는 고정청력을 추정함에 있어 23%의 오차가 발생하였다. 고찰 돌발성 난청이란 수 시간 내지 수일사이에 돌발적으로 발생하는 원인불명의 감각 신경성 난청으로 발생빈도는 Byl7)은 10만 명중 7.5명, 임 등2)은 이과영역의 환자중 약 0.85%정도로 보고하였다. 발생원인은 바이러스 감염설19)과 내이의 혈관장애설16)로 주로 설명되고 있으나 대부분의 경우 원인 불명인 경우가 많다고 한다.6)18) 치료방법으로 Willson등19)은 중등도의 청력 손실이 있는 돌발성 난청의 경우에서는 steroid가 가장 효과적인 치료제라고 하였으며 홍 등5)은 중등고도 및 고도의 청력 손실이 있는 경우 steroid가 효과적이라고 하였다. 본원에 입원한 환자에 대한 치료는 입원 및 절대 안정을 원칙으로 하고, 저염식과 prednisolone을 80mg에서부터 2주간에 걸쳐 감량하였으며 저분자 dextran, 혈관 확장제(nicotinic acid), 대사 개선제(ATP)등을 투여 하였다. 돌발성 난청에서 예후에 관계되는 요소로는 환자의 연령, 청력손실 후 치료시작까지의 기간, 현훈의 동반유무, 청력손실의 정도, 청력형, 적혈구 침강반응(ESR), 동반된 질환의 상태 등 여러 가지로 보고되고 있으며8)9)12)14) Sheehy 16)는 조기 치료함으로써 예후가 양호하다고 하였으나 Siegel17)은 치료개시 시기와 예후는 무관하다고 하였다. 본 조사에서는 발병 후 10일 이내에 치료를 시작한 경우와 10일 이후에 치료를 시작한 경우에 있어서 서로 유의하게 청력 개선율에 차이가 있었다. 전 등3)은 49세 이하 군에서는 50세 이상 군에 비해 양호한 청력회복을 보였다고 하였는데 본 연구에서는 10세 미만과 60세 이상인 군에서 나머지 연령에서보다 청력 개선율이 유의하게 낮았다. 발병시 청력형은 임 등 2)의 경우 수평형과 상승형이 하강형과 전농보다 청력 회복이 좋았다고 하였으며 Danino등9)은 현훈을 동반하지 않은 경우 청력 회복의 예후가 좋으며 이명의 경우 수평형의 청력과 잘 동반되고 청력 회복의 예후가 좋다고 하였으나 본 연구에서는 수평형이거나 하강형일 경우가 상승형이거나 전농일 경우보다 청력 개선율이 좋았으며, 이명과 현훈증의 동반여부는 청력 개선율에 유의한 영향을 주지 않았다. Wilson등19)과 전 등3)은 청력소실의 정도가 심할수록 청력회복이 좋지 않다고 하였으나 본 연구에서는 초진시 청력과 청력 회복율만의 유의성은 없었으나 청력형이 수평형이거나 하강형일 경우 초진시 청력이 좋을수록 청력 개선율이 높았다. 또한 성별이나 병변에 따른 청력 개선율은 차이가 없었다. Byl8)은 나이, 청력형, 건측의 청력, 적혈구 침강반응 등을 수정변수로 하여 예후 판정표를 보고한 바 있으며 본 연구에서는 이러한 예후인자들을 이용하여 회귀 분석법을 통해 청력 개선율을 추정하는 계산 방식을 구하였다. 여러 가지 예후 인자들 중 상대적 중요성과 상호작용결과 초진시 청력, 청력형, 연령, 초진시 청력과 청력형의 교호작용 등이 청력 회복율에 유의하게 영향을 미치고 있었다. 회귀분석결과 예측 값과 실제 값과의 오차는 결정계수(coefficient determination) R 2=0.731로 약 73%의 기대치를 나타내었다. 로지스틱 판별분석을 이용한 청력 개선율의 추정에 있어서도 초진시 청력, 청력형, 연령, 초진시 청력과 청력형의 상호작용 등이 유의한 영향을 미치고 있었으며 전체 오분류율은 0.23으로 회귀분석을 이용한 경우 보다 높은 약 77%의 기대치를 나타내었다. 그러나 이런 실제 값과의 오차는 여러 가지 알려진 청력회복에 관여하는 예후인자들 외에 다른 인자들이 함께 작용하고 있음을 나타내며, 돌발성 난청의 원인 및 치료에 대한 연구와 함께 예후에 관여하는 인자들에 대한 연구가 발전함에 따라 좀 더 정확한 청력 회복에 대한 예측이 이루어질 것으로 생각된다. 결론 저자들은 1988년 3월부터 1995년 10월까지 돌발성 난청을 주소로 내원하여 steroid치료를 받은 65명의 환자에 대하여 예후인자와 청력회복의 관계를 분산분석법을 통하여 유의성을 검증한 결과 10세 미만과 60세 이상인 군에서, 치료개시까지의 기간이 10일 이상인 경우, 청력형이 상승형일 때가 수평형이거나 하강형일 때보다 유의하게 청력 개선율이 낮았다. 현훈증이나 이명에 따른 청력 개선율의 차이는 없었으며 초진시 청력과 청력 개선율 사이에는 유의성이 없었으나 청력형이 수평형이거나 하강형일 경우와 상승형이거나 전농일 경우에는 초기 청력과 교호작용의 효과로 청력 회복에 유의하게 작용하였다. 회귀분석법을 이용하여 아래의 청력 회복을 추정하는 계산 방식(calculating model)을 산출하였다. 청력 개선율(dB)=(-0.17)+0.0034α+1.68β-0.24γ-0.0153αβ α:초진시 청력(dB) β:수평형이거나 하강형일 경우=1하강형이거나 전농일 경우=0 γ:10세 미만이거나 60세 이상인 경우=110세 이상, 60세 미만인 경우=0 로지스틱 판별분석법을 이용한 예후 인자에 따른 청력 개선율을 예측하는 계산방식은 다음과 같으며 이 식에 의한 실제회복율에 대한 오분류율은 0.23으로 약 77%의 기대치를 나타내었다. p1= exp A / 1+exp B (청력 회복율이 건측의 25% 이하일 확률) p2= exp A /1+exp B -p 1 (청력 회복율이 건측의 26% 이상 60% 이하일 확률) p3=1-p 1-p 2 (청력 회복율이 건측의 61% 이상일 확률) A=7.75-0.066α-21.98β+2.51γ+0.21αβ B=11.56-0.068α-21.98β+2.51γ+0.21αβ α:초진시 청력(dB) β:수평형이거나 하강형일 경우=1하강형이거나 전농일 경우=0 γ:10세 미만이거나 60세 이상인 경우=110세 이상, 60세 미만인 경우=0 이상의 두 추정식을 이용하여 얻은 예측치와 실제값을 비교한 결과 23%에서 27%의 오차가 발생하였으며 이는 아직 밝혀지지 않은 예후인자의 작용이나 통계적으로 구할 수 없는 인자들 상호간의 작용에 의한 오차율이라 생각된다.
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