서     론

   인공와우이식 후 성공적인 재활을 위해서는 적절한 말소리합성기(speech processor)의 fitting이 이루어져야 한다.¹⁾²⁾ 그러나 협조가 되지 않는 언어습득 전 농환자나, 특히 어린 소아들에 있어서는 mapping시에 각 전극의 정확한 역치를 찾는데 많은 어려움이 따른다. 이들 환자들의 mapping에 도움을 줄 수 있는 객관적인 방법으로 전기자극 뇌간유발반응(electrically evoked auditory brainstem response, EABR)과 전기자극 등골근반사(electrically evoked stapedial reflex, ESR) 등이 이용될 수 있다.^3-5) 그러나 EABR은 기록시 잡음이나 전기적 인공물(electrical artifact)에 보다 영향을 많이 받으며, 검사하는데 많은 시간이 필요로 하기 때문에 수술 중에 검사하기에는 어려움이 있다. 전기자극 등골근반사는 음자극 대신 전기자극을 주고 등골근반사를 보는 것으로 검사시간이 짧고 검사방법이 간단하여 비교적 쉽게 시행할 수 있다. 1986년 Jerger 등⁶⁾이 Nucleus 다채널 인공와우를 이식 받은 농환자에서 와우내 전기자극을 하여 등골근반사를 일으킬 수 있다고 처음으로 보고한 이후 인공와우이식 환자들을 대상으로 ESR에 관한 많은 연구들이 이루어지고 있다. Shallop,⁴⁾⁷⁾ Spivak과 Chute,⁸⁾ 그리고 Battmer 등⁹⁾은 인공와우이식 환자에서 mapping시 역치(threshold, T-level)와 쾌적치(comfort level, C-level)를 예측하는데 ESR을 이용할 수 있다고 하였다. 또한 ESR은 인공와우이식 수술 중 전극삽입이 정확하게 되었는지 여부와 기기의 작동상태의 평가 등에도 이용될 수 있다고 보고되고 있다.^10-12)
   저자들은 인공와우 이식술 중 ESR 검사를 시행하여 그 출현율과 술중 검사의 유용성을 알아보고, 또한 ESR의 역치와 mapping시의 T-/C-level과의 상관관계를 알아봄으로써 ESR 검사가 mapping을 위한 객관적인 검사도구로 이용될 수 있는지를 알아보고자 본 연구를 시행하였다.

대상 및 방법

대  상
   1996년 1월부터 2000년 3월까지 동아대학교병원에서 인공와우이식을 받은 환자 가운데 술 중 ESR을 시행하였던 18명을 대상으로 하였다. 대상자 가운데 8명은 Nucleus 22 multichannel cochlear implant system(이하 CI 22M)을 시술 받았고(C1-C8), 10명은 Nucleus 24 multichannel cochlear implant system(이하 CI 24M)을 시술 받았다(C9-C18). CI 22M을 시술 받은 환자는 성인이 4명, 소아가 4명이었으며, 남자가 3명, 여자가 5명이었다. 성인은 모두 언어습득 후 농이 된 환자였고, 소아는 모두 언어습득 전 농이 된 환자였다. 수술 당시 대상자의 연령은 2세에서 55세로 평균 21.9세였다. 농의 원인으로는 선천성, 만성중이염 등이며, case 8의 경우 와우의 심한 기형(common cavity)을 가지고 있었기 때문에 전극 삽입시 두개내로의 삽입을 방지하기 위하여 인위적으로 12개의 전극만 삽입하였다. CI 24M을 시술 받은 환자는 모두 언어습득 전에 농이 된 소아로 남자가 5명, 여자가 5명이었고, 수술 시의 나이는 2세에서 10세까지였으며 평균 4.6세였다. 농의 원인으로는 선천성이 4예, 뇌막염이 2예였으며 원인을 알 수 없는 경우가 4예였다(Table 1).

장치 및 방법
   ESR 검사에 사용한 장비 및 장치는 programming control interface(PCI), interface 5(IF5) card, 환자에게 이식한 인공와우 내부장치 및 말소리합성기를 포함한 외부장치, 그리고 IBM호환 PC 등이다. PC에 장착된 IF5 card를 통하여 PC와 PCI를 연결하였고, PCI에 말소리합성기를 연결하였다. PC에 설치된 DPS 프로그램을 이용하여 자극이 주어지면 전기자극이 말소리합성기에 연결된 전기전달장치(transmitter)를 통하여 내부장치로 전달되고 다시 각 전극으로 전달되도록 장치를 설정하였다.
   ESR 검사를 위해 사용한 전기자극으로 pulse width가 25 μs, pulse rate가 250 Hz, 자극시간(stimulus duration)이 500 ms, 그리고 자극간간격(interstimulus interval)이 500 ms인 biphasic 전류를 사용하였고, 자극 방식은 common ground(CG)로 하였다.
   인공와우이식 수술 도중 전극을 삽입하고 전극과 내부장치를 고정한 다음 ESR을 관찰하였다. 말소리합성기에 연결된 전기전달장치는 소독된 비닐에 싸서 레시버에 부착하였다. 수술현미경과 TV 모니터를 통하여 등골근의 수축이나 등골두의 움직임을 술자와 조수들이 동시에 관찰하여 반응의 유무를 확인하였다.
   삽입된 전극 가운데 첨부전극 중 20번 전극(E20), 중간부전극 중 12번 전극(E12), 그리고 기저부전극 중 5번 전극(E5)을 대표적으로 선택하여 ESR을 관찰하였다. 전기자극을 150 stimulus level 정도에서부터 시작하여 10 단위씩 전류량을 올리면서 반응유무를 관찰하였고, ESR이 나타나면 5 단위씩 낮추면서 관찰하여 반사가 나타나는 최저 stimulus level을 그 전극의 역치로 정하였다. 또한 전류를 최대로 올렸을 때(CI 22M의 경우 239, CI 24M의 경우 255 stimulus level)에도 반응이 관찰되지 않으면 그 전극에서 ESR이 나타나지 않는 것으로 정하였다. 세 전극에서 ESR을 검사하는데 소요되는 시간은 약 10분 정도로 수술시간에 큰 영향을 미치지 않고 짧은 시간 내에 검사를 시행할 수 있었다.
   마취에 사용한 근이완제의 효과를 배제하기 위해 검사하기 약 1시간 전부터는 모든 근이완제의 투여를 중지하였으며, 신경자극장치(nerve stimulator)를 이용하여 근육의 긴장도가 완전히 돌아온 것을 확인한 다음 검사를 시행하였다.
   수술 후 1개월경에 첫 mapping을 시행하였으며, 각 전극의 역치와 쾌적치를 측정하여 술 중 ESR의 역치와 비교하였다. 그러나 ESR이 세 전극 모두에서 나타나지 않은 case 8은 분석대상에서 제외시켰다.
   통계처리 및 분석은 SPSS Ver. 9.0을 이용하였으며, 술 중 ESR의 역치와 mapping시 T-/C-level과의 상관관계를 알아보았다.

결     과

반응 출현율
   CI 22M을 시술 받은 대상자 가운데 심한 와우기형을 가지고 있었던 case 8을 제외한 7명과 CI 24M을 시술 받은 모든 환자에서 ESR을 관찰할 수 있었다. 전체 전극에 대한 반응 출현율을 살펴보면 CI 22M을 시술 받은 환자의 경우 전극을 12개만 삽입하여 ESR 검사를 시행할 수 없었던 case 8의 5번 전극을 제외하고 전체 23개 전극 가운데 19 개 전극에서 반응을 보여 82.6%의 출현율을 보였다(Table 2). CI 24M을 시술 받은 환자의 경우 전체 30개 전극 가운데 26개 전극에서 반응을 보여 86.7%의 출현율을 보였다(Table 3).

ESR 역치
   CI 22M을 시술 받은 환자의 경우 5번 전극(E5)의 ESR 역치는 150~230(평균 195.0±28.8) stimulus level이며, 12번 전극(E12)의 ESR 역치는 170~239(평균 211.5±24.6) stimulus level, 그리고 20번 전극(E20)에서는 120~239(평균 151.3±40.2) stimulus level 이었다(Table 2). ESR의 역치는 환자들 간에 많은 차이를 보이고 있으며, 각 전극들 간에는 첨부전극인 20번 전극에서 가장 낮은 역치를 보였으며 다른 전극과의 사이에 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05)(Fig. 1).
   CI 24M을 시술 받은 환자의 경우 5번 전극(E5)의 ESR 역치는 235~255(평균 245.0±7.1) stimulus level 이며, 12번 전극(E12)의 ESR 역치는 220~250(평균 237.5±11.4) stimulus level, 그리고 20번 전극(E20)에서는 220 ~245(평균 235.0±8.3) stimulus level 이었다(Table 3). CI 22M을 시술 받은 환자들의 경우와는 달리 환자들 간의 ESR 역치에 큰 차이를 보이지는 않으며, 20번 전극에서의 역치가 가장 낮았으나 다른 전극과의 사이에 통계학적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다(Fig. 2).

ESR 역치와 Behavioral T-/C-level과의 상관관계
   CI 22M을 시술 받은 군의 경우 20번 전극에서 ESR의 역치와 술 후 첫 mapping시의 T-level(γ＝0.73)과 C-level 사이(γ＝0.60)에 통계적으로 유의한 상관관계를 보였다(Table 4, Fig. 3). CI 24M을 시술 받은 군에서는 5번 전극(γ＝0.84), 12번 전극(γ＝0.91), 20번 전극(γ＝0.95) 모두에서 ESR 역치와 C-level 사이에 높은 상관관계를 보였다(Table 5, Fig. 4).

고     찰

   인공와우이식에 있어 술 전 청신경 생존에 대한 예측, 대상자와 대상귀의 결정, 그리고 술 후 예후 예측과 수술 중이나 수술 후 기기 작동에 대한 평가, 술 후 mapping 등에 도움을 줄 수 있는 여러 가지 객관적인 전기생리학적 방법들이 있다. 이러한 객관적인 방법들에는 EABR, 전기자극 청성중간반응(EMLR), ESR, 그리고 전기자극 복합활동전위(electrical compound action potential, ECAP) 등이 있다.⁴⁾⁵⁾ 이 가운에 ESR은 그 검사방법이 매우 간단하고, 검사시간이 짧기 때문에 술 중 검사로서 최근 많이 연구되어지고 있다. ESR은 술 전 와우갑각이나 정원창 근처에 침전극을 대고 전기자극하여 검사하는 방법과, 인공와우이식 수술 중 전극을 삽입하고 난 후나 술 후에 검사하는 방법이 있다. 수술 중 검사는 와우 내에 삽입된 전극을 통하여 전기자극을 주고 수술 현미경이나 TV 모니터를 통하여 등골근의 수축을 직접 눈으로 확인하거나¹³⁾¹⁴⁾ 임피던스 청력검사기를 이용하여 반대쪽 귀에서 등골근반사를 기록할 수 있다.^6)9)10)
   수술 중 ESR을 검사할 경우 ESR에 대한 여러 가지 마취제의 영향을 염두에 두어야 한다. 근이완제를 투여할 경우 ESR의 역치가 높게 나타나거나 반응자체가 나타나지 않을 수 있으므로 검사전 반드시 투여를 중지하고 충분한 시간이 지난 다음 검사를 시행하여야 한다.^11)13)15) Ketamine과 같은 정맥 마취제의 투여는 등골근반사의 역치에 영향을 미치지 않으나¹⁶⁾ halothane과 isoflurane 등의 흡입마취제를 투여할 경우 그 농도가 높아질수록 ESR의 역치가 증가한다.¹³⁾¹⁵⁾
   전극의 위치나 자극방식에 따라서도 ESR의 역치나 진폭이 영향을 받을 수 있다. Jerger 등⁶⁾은 기저부에서 첨부로 갈수록 ESR의 진폭이 상당히 증가한다고 하였으며, Battmer 등⁹⁾은 첨부전극에서 기저부전극보다 ESR이 더 뚜렷하게 나타나며 더 적은 전류량으로 반사가 일어난다고 보고하였다. Shallop과 Ash⁷⁾는 기저부전극과 중간부전극에서 첨부전극에 비해 더 높은 ESR 역치를 보인다고 하였다. 본 연구에서도 첨부전극인 20번 전극에서의 반응역치가 기저부전극인 5번 전극에서의 역치보다 더 낮게 나타났다. 이와 같이 전극의 위치에 따라 ESR의 진폭이나 역치에 차이를 보이는 것은 정확한 이유는 알 수 없으나 와우내 청신경분포 정도에 따른 차이 때문으로 생각된다.
   자극 방식에 따른 ESR의 차이를 살펴보면, monopolar 자극을 주었을 때 더 일정한 ESR 역치를 보이며 C-level을 보다 정확하게 예측할 수 있다.¹⁴⁾ Battmer 등⁹⁾은 bipolar 자극을 줄 경우 자극의 방식을 BP＋1에서 BP＋2, BP＋3 등으로 넓힐 경우 ESR의 역치가 낮아진다고 하였다. 또한 자극시간을 짧게 할수록 ESR의 역치는 상당한 증가를 보이며, 자극시간을 너무 짧게 하면 반응자체가 나타나지 않을 수 있으므로 자극시간을 최소한 300 ms 이상으로 하는 것이 좋다고 한다.¹⁷⁾
   ESR이 나타나는 빈도는 보고자마다 조금씩 차이가 있다. Battmer 등⁹⁾은 76%, Spivak과 Chute⁸⁾는 69%로 보고하고 있으며, Hodges 등¹⁸⁾은 성인에서는 68%, 소아에서는 78%에서 ESR이 나타났다고 보고하였다. 본 연구에서는 82.6%(CI 22M)와 86.7%(CI 24M)로 비교적 높게 ESR이 관찰되었다. 여러 연구들의 결과를 보면 약 20~30% 정도, 많게는 50% 정도에서 ESR이 나타나지 않는데, 뇌막염을 앓고 난 후에 농이 되었거나,¹³⁾ 그 후유증으로 인해 와우에 골화가 있을 때 반사가 나타나지 않는 경우가 흔하다.^8)9)14) 또한 중이 내에 병변이 있을 경우와 반사를 초래할 만큼 자극강도가 충분하지 않은 경우에도 반사가 나타나지 않을 수 있으며, 그 외 와우나 청신경 신경섬유의 감소도 반사가 나타나지 않는 원인이 될 수 있다.⁹⁾ 본 연구에서 정확한 원인을 알 수는 없으나 심한 와우기형(common cavity)을 가지고 있었던 case 8에서 ESR을 관찰할 수 없었다.
   ESR의 역치와 mapping시 T-/C-level 사이의 상관관계를 밝혀 ESR을 mapping시 이용하고자 하는 많은 연구들이 이루어지고 있다. Spivak과 Chute⁸⁾는 ESR의 역치가 C-level 근처이며 ESR 역치와 C-level 사이에 중등도의 상관관계를 보인다고 하였으며, Shallop과 Ash,⁷⁾ Hodges 등¹⁸⁾은 ESR 역치와 C-level 사이에 매우 높은 상관관계를 보이며 ESR 역치가 UCL을 초과하지 않는다고 보고하였다. 또한 Battmer 등⁹⁾과 van den Borne 등¹⁾은 ESR의 역치가 T-level과 UCL 사이 dynamic range의 70~80%, 68%로 각각 보고하고 있으며, ESR 역치가 UCL을 초과하는 경우는 거의 없다고 하여 mapping 시 C-level을 설정하는데 ESR의 역치를 초과하지 않도록 권장하고 있다. 본 연구의 결과를 보면 CI22를 시술 받은 군에서는 20번 전극에서 ESR 역치와 T-/C-level 사이에 상관관계가 있게 나타났으며, CI24를 시술 받은 군에서는 3 전극 모두에서 ESR 역치와 C-level 사이에 높은 상관관계가 있음을 보여주고 있다. 술 중에 기록한 ESR의 역치와 mapping시 C-level과의 차이에 대해 van den Borne 등¹³⁾은 ESR 역치가 C-level 보다 13 stimulus level 높으며, Shallop과 Ash는 5~8 stimulus level 낮다고 보고하고 있다. Makhdoum 등¹⁵⁾은 일부에 있어 ESR의 역치가 C-level 보다 35 stimulus level 이상 높게 나타나는 경우가 있다고 보고하고 있다. 본 연구의 결과에서 보면 ESR의 역치와 주관적인 반응에 의한 C-level과의 차이는 CI 22M을 시술 받은 군의 20번 전극에서는 39.72였고 CI 24M을 시술 받은 군에서는 58.6~65.3 stimulus level로 나타났다.
   ESR은 인공와우이식에 있어 여러 가지 임상적 유용성을 가진다. 인공와우이식 수술 전 ESR을 확인해 봄으로써 청신경 생존에 대한 예측이나 환자의 선택 시에 참고를 삼을 수 있다.⁴⁾¹⁹⁾ 인공와우이식 수술 중에는 전극 삽입 후 간단하게 검사해 볼 수 있는 방법으로 삽입된 전극과 기기가 바르게 작동하는지 여부를 즉시 확인해 볼 수 있으며, 추후 기기의 작동 상태와 mapping에 대한 기초자료로 이용할 수 있다.^{11) 또}한 수술 후 mapping시 주관적 반응에 의한 역치를 설정하기 어려운 나이 어린 소아나 협조가 잘 되지 않는 언어습득 전 농이 된 성인들에 있어 말소리합성기의 프로그래밍시 시작점으로 이용할 수 있다.²⁾⁸⁾⁹⁾ ESR과 C-level 사이에는 높은 상관관계를 보이며, ESR 역치는 특히 C-level을 설정하는 데 도움이 된다.⁷⁾¹⁸⁾ 실제 mapping시 역치를 설정하는데 있어 Hodges 등¹⁸⁾은 C-level을 ESR 역치보다 15% 정도 낮게, Spivak과 Chute⁷⁾는 ESR 역치보다 10~15 단위 낮게 설정하도록 권하고 있다. 그 이외에 ESR은 인공와우 사용 중 기기의 작동 상태에 이상이 있거나 갑작스런 청력저하를 호소할 때 EABR 등과 함께 시행할 수 있는 검사 배터리로 기기의 이상이나 청각전달로의 이상 유무에 대한 평가를 하는 데 도움이 될 수 있다.^10-12) 본 교실에서는 소아를 포함하여 검사가 어려운 환자들의 첫 mapping시에는 EABR을 주로 이용하여 C-level이 EABR의 역치보다 높지 않도록 설정하여주며, 여러 번의 mapping과정을 거쳐 환자의 주관적인 행동 반응에 따라 단계적으로 수정하고 있다. 또한 앞으로 ESR의 역치와 behavioral T-/C-level 및 EABR과의 상관관계를 밝혀 검사가 어려운 환자들의 mapping에 이용할 수 있으리라 보인다.

결     론

   1996년 1월부터 2000년 3월까지 동아대학교병원에서 인공와우이식을 받은 18명의 환자를 대상으로 술 중 전기자극 등골근반사를 기록하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
   1) 18명의 대상자 가운데 CI 22M을 시술 받은 8명과 CI 24M을 시술 받은 10명의 환자에서 전체 전극의 ESR 출현율은 각각 82.6%, 86.7%였다.
   2) ESR의 평균 역치는 CI 22M 시술 군의 경우 5번 전극, 12번 전극, 20번 전극에서 각각 195.0±28.8, 211.5±24.6, 151.3±40.2 stimulus level로 20번 전극에서 가장 낮았으며(p<0.05), CI 24M 시술 군의 경우 5번 전극, 12번 전극, 20번 전극에서 각각 245.0±7.1, 237.5±11.4, 235.0 ±8.3 stimulus level로 20번 전극에서 가장 낮았으나 다른 전극과의 사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
   3) CI 22M을 시술 받은 군에서는 20번 전극에서 ESR의 역치와 술 후 첫 mapping시의 T-/C-level 사이에 유의한 상관관계를 보였으며, CI 24M을 시술 받은 군에서는 5번, 12번, 20번 전극 모두에서 ESR 역치와 C-level 사이에 높은 상관관계를 보였다.
   이상의 결과에서 인공와우이식 수술중 전기자극 등골근반사 검사는 청신경과 안면신경 등의 등골근 반사궁과 관련된 청각경로와 기기 작동 상태 전반에 대한 평가에 매우 유용하며, mapping시 특히 어린 소아나 검사가 어려운 환자들에서 T-/C-level을 찾는데 도움이 되는 객관적인 검사 도구로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

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