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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1999;42(11): 1359-1363. |
| Properties of SOAEs and Their Correlation with TEOAEs in Neonates. |
| Hyun Min Park, Phil Sang Chung, Hyun Ju Lee, Eui Jin Hwang, Jang Keun Oh, Chung Ku Rhee |
| Department of Otolaryngology, College of Medicine, Dankook University, Seoul, Korea. parkhm@anseo.dankook.ac.kr |
| 신생아에서 자발이음향방사의 특성 및 클릭유발이음향방사와의 상관관계 |
| 박현민 · 정필상 · 이현주 · 황의진 · 오장근 · 이정구 |
| 단국대학교 의과대학 이비인후과학교실 |
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| 주제어:
신생아ㆍ자발이음향방사ㆍ클릭유발이음향방사. |
| ABSTRACT |
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Transient evoked otoacoustic emissions (TEOAEs) have been used as a screening test for early detection of hearing loss in newborns and infants, because most of the normal hearing show TEOAEs. But the lack of understanding about the properties of spontaneous otoacoustic emissions (SOAEs) has limited their usefulness on the clinical basis. This study was designed with the purpose to find out the properties of SOAEs and their correlation with TEOAEs.
MATERIALS AND METHODS:
TEOAE and SOAE tests were performed in 95 neonates (190 ears, male:female=47:48) of well baby clinic in DKUH.
RESULTS:
1) The prevalence of SOAEs were 86.8% (165/190 ears):87.2% (82/94 ears) in male and 86.5% (83/96 ears) in female, 91% (86/95 ears) in the right ears and 83% (75/95 ears) in the left ears. 2) The number of peaks in SOAEs was 4.14+/-1.92 overally, 4.38+/-2.01 in right ears, 3.87+/-1.79 in left ears, and 4.34+/-1.95 in males and 3.94+/-1.88 in females. There was a significant difference between the right and the left ears. 3) The level of SOAEs was -18.4 to 22.6 dB SPL. The highest amplitude of SOAEs in each subject was 3.69+/-8.87 dB SPL. 4) The SOAE frequency was mainly between 1000 Hz and 4000 Hz, and most frequently between 3000 Hz and 4000 Hz. The mean frequency of the highest amplitude of SOAE was 2907+/-1092 Hz. 5) The highest amplitude of SOAE was correlated with the overall response amplitude of TEOAE (r=0.619, p<0.01), but not the number of peaks (r=0.086, p=0.272).
CONCLUSION:
Neonates have robust SOAEs, which correlated with their TEOAEs. |
| Keywords:
Spontaneous otoacoustic emissionㆍTransient evoked otoacoustic emissionㆍNeonate |
서론
전통적인 음향에너지에 대한 와우의 반응은 수동적으로 반응한다는 견해였지만 Kemp(1978)1)의 “Cochlear Echos”라는 음향에너지의 발견과 Brownell(1985)2)의 “Outer hair cell motility”가 설명되면서 와우생리에 대한 견해가 바뀌어 가고 있다. 와우의 외유모세포는 수축과 이완에 의해 기저막과 덮개막의 움직임을 야기시켜 이온통로의 변화를 가져오고 이런 능동적인 움직임은 적은 에너지로도 유모세포의 흥분반응을 일으켜 “cochlear amplifier”로 작용하게 된다. 이음향방사는 이러한 음향에너지의 진동파를 외이도에서 측정하는 것이다.3)
클릭으로 유발되는 이음향방사는 broad-band spectrum(400∼6000 Hz) 반응으로서 거의 모든 정상귀(98∼100%)에서 존재하며 검사의 신속성 때문에 청각기관 특히 와우의 기능에 대한 진단 목적 외에 유소아 난청의 조기 발견을 위한 객관적인 선별검사로서 의의가 크며 미로와 후미로 병변을 감별하는 등 그 임상적 유용성이 확대되고 있다.
자발이음향방사는 좁은 음역의 이음향방사로 외부로부터의 음자극 없이 외이도에서 측정되는 음향신호로서 와우의 병태생리학적 연구방법으로 이용되어 왔다. 이러한 자발이음향방사를 임상에 응용하기 위해 최근 많은 연구가 이루어지고 있지만 이를 이용한 임상적 진단의 유용성이 입증되지 못했다.
본 연구는 청각선별검사로 클릭유발이음향방사가 시행되는 신생아에서 자발이음향방사의 측정을 병행하여 신생아에서 나타나는 자발이음향방사의 특성을 알아보고 클릭유발이음향방사와의 상관관계를 확인하고자 하였다.
재료 및 방법
대상
1998년 4월부터 1998년 11월까지 단국대학교 의료원에서 출생 후 한달 째 well baby clinic을 방문한 신생아 95명(190귀)을 대상으로 하였으며, 남녀비는 남아 47명, 여아 48명이었다.
클릭유발이음향방사의 측정
검사는 Otodynamic analyzer(Otodynamics, London, UK) ILO-88 OAE system Version 3.94를 사용하였고, 소형이어폰(Knowles BP)과 마이크로폰(Knowles EM)이 내장된 신생아용 ILO H-type의 probe에 disposable tapered tips을 끼웠다. 클릭음은 외이도에서 측정될 수 있는 생리학적 잡음을 제거하기 위해 300∼400 Hz high-pass filter된 400∼6000 Hz 주파수 스펙트럼을 가지며, 자극 지속기간은 80 μsec, 강도는 80±3 dB peSPL, 클릭음 사이의 반복 주기는 20 msec로 하였다. 첫 2.5 msec의 반응은 stimulus artifact로 추정하여 제거하였고, waveform과 power spectrum을 보면서 click stimulus의 적합성을 평가하였다. 주파수 스펙트럼 분석은 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용하였다. 주위 잡음을 최소화하기 위해 신생아가 수유 후 잠자는 시간을 이용하여 어머니가 안은 자세 또는 의자에 눕힌 자세로 검사했으며 방음된 청력검사실 내에서 측정하였으며 피검자 신체에서 발생되는 생리학적 소음을 최소화하기 위해 전자식 잡음 거부장치(Real Time Low Cut Filter, RTLC)를 이용하였다.
와우의 특성과 같은 비선형적인 결과를 얻기 위한 자극양식을 사용하였고, 기본 자극음은 260회로, A와 B buffer로 주어 짧은 시간에 충분한 자극을 효과적으로 주어 반복성까지 볼 수 있게 구성되었다.
자발이음향방사의 측정
자발이음향방사의 기록은 ILO 88의 “Spontaneous Search” 작동 mode로 측정하였고, 이 mode에서는 평균 75.4 dB peSPL(SD＝2.5 dB SPL)의 강도로 80 μsec pulse 자극지속음을 가진 클릭음에 의해 동조화되고, 이 pulse는 매 80 msec 마다 반복되어 기록된다. 평균가산된 음향신호는 12.3 Hz의 frequency resolution을 가진 FFT에 의해 분석되었다.
이음향방사의 평가
클릭유발이음향방사의 존재 유무는 A와 B의 response waveform 상관관계를 퍼센트로 나타낸 재현성(reproducibility)이 1600 Hz 대역에서 50% 이상, 2400, 3200 그리고 4000 Hz 대역에서는 70% 이상인 경우를 반응이 있다고 보았으며, 세 주파수 영역에서 두 주파수이상의 범위에서 신호대잡음비(S/N ratio)가 3 dB 이상이면 반응으로 인정하였다.3)
자발이음향방사의 존재유무는 육안으로 신호대잡음비가 3dB 이상이면 반응이 있다고 보고 numerical data로 정확한 자발이음향방사의 주파수와 강도를 측정하였다.
자료의 분석 및 통계
자발이음향방사의 분석은 남녀별, 개체별, 좌우별 출현율을 보았으며 이를 χ2 검정을 통해 통계적 유의성을 검정하였다. 또한 전체 및 각 주파수 범위의 자발이음향방사 출현갯수와 최고 peak를 보이는 주파수 및 이의 강도를 측정하여 평균 및 표준편차를 구하였다. 그리고 자발이음향방사의 출현갯수를 좌우별, 남녀별로 t 검정을 이용하여 유의성을 검증하였다.
전체 자발이음향방사의 출현갯수와 최고 peak를 보이는 자발이음향방사의 강도를 클릭유발이음향방사의 overall response amplitude와의 상관관계를 확인하기 위해 Pearson 상관계수를 이용하였다.
결과
자발이음향방사의 특성분석
개체별 발현율
전체 95명의 신생아 190귀 중에서 165귀에서 나타나 발현율은 86.8%를 보였다. 성별에 따라 남아에서 94귀 중 82귀에서 나타나 87.2%, 여아에서 96귀 중 83귀에서 나타나 86.5%로 남녀 발현율에 차이가 없었다(p＝0.571).
좌우별 발현율
좌우별 분석은 오른쪽 귀에서 90.5%(86/95), 왼쪽 귀에서 83.2%(79/95)로 통계적 의의는 없었지만 우측에서 더 잘 나타나는 경향을 보였다(p＝0.055).
양측성, 일측성 이음향방사반응 개체의 분석
양 귀에서 모두 나타난 경우는 남아 78.7%(37/47), 여아 72.9%(35/48)를 보였는데 남녀간에 통계적 차이는 없었다(p＝0.369). 자발이음향방사가 한 귀씩 나타난 경우는 남아 17.0%(8/47), 여아 22.9%(11/48)였고, 자발이음향방사가 전혀 나타나지 않는 경우는 남아 4.3%(2/47), 여아 2.1%(1/48)였다.
자발이음향방사음의 갯수
자발이음향방사음의 갯수는 4.14±1.92개였고 1개에서 9개까지 분포하였다. 좌우별 각각의 평균은 3.87±1.79, 4.38±2.01개로서 우측의 발현율이 유의하게 높았다(p＝0.045). 남녀별 평균은 각각 4.34±1.95, 3.94±1.88개로 남자에서 많았으나 통계적인 유의성은 없었다(p＝0.09).
반응강도
자발이음향방사의 강도범위는 -18.4 dB SPL에서 22.6 dB SPL이였으며 개인별 최고 진폭은 평균 3.69±8.87 dB SPL이었다.
주파수
자발이음향방사를 나타내는 주파수범위는 1000 Hz에서 4000 Hz 사이에서 많이 나타났다. 이중 3000∼4000 Hz에서 26.2%로 제일 많이 분포했다(Table 1). 최고 peak를 나타내는 주파수 평균은 2907±1092 Hz임을 보였다.
클릭유발이음향방사와의 상관관계
클릭유발이음향방사와 자발이음향방사가 모두 나타난 경우는 86.8%(165/190)였고, 클릭유발이음향방사만 나타나고 자발이음향방사는 나타나지 않는 경우는 11.1%(21/190), 클릭유발이음향방사와 자발이음향방사가 모두 나타나지 않은 2.1%(4/190)였으며 클릭유발이음향방사가 나타나지 않으며 자발이음향방사만 나타나는 경우는 없었다. 자발이음향방사의 최고 peak amplitude는 클릭유발이음향방사의 overall response amplitude와 높은 상관관계를 보였으나(r＝0.619, p<0.01), 자발이음향방사의 출현갯수는 상관관계를 보이지 않았다(r＝0.086, p＝0.272)(Figs. 1 and 2)
고찰
이음향방사는 정상적인 청각시스템을 가지고 있고 와우내의 외유모세포의 능동적인 생물학적 활성에 의해 반사되어 나오는 음향에너지이다. 이 현상은 외유모세포에서 일어나며 와우가 손상받기 쉬운 저산소증, 이독성 약제, 고강도의 소음 등에 의해 영향을 받을 수 있으며 클릭유발이음향방사의 경우 청력손실이 25 dB HL 보다 크면 관찰되지 않는다.4-6)
자발이음향방사는 외부의 음자극 없이 지속적으로 존재하며 외이도에서 측정되는 약 1 Hz의 대역을 가진 음향신호로서 다른 사람의 귀로는 들을 수 없다. 자발이음향방사가 존재하는 주파수 근처의 와우의 청력민감도는 정상으로 추정되며 와우 기원의 난청이 있는 경우 그 주파수 범위에서는 자발이음향방사가 손실된다.7)8)
많은 연구가들이 자발이음향방사를 확인하기 위해 소음바닥보다 적어도 spectral peak이 3 dB 이상을 요구하고 있으며,9)10) 본 연구에서도 육안으로 소음바닥보다 3 dB위에 존재하면 반응이 있다고 보았고 numerical data로 정확한 자발이음향방사의 주파수와 강도를 측정하였다.
최근 자발이음향방사의 발현율은 Morlet 등9)에 의하면 미숙아의 경우 85%가 관찰되었고 Kok 등11)의 연구에서는 미숙아에서 75%, 만삭아에서 67%로서, Chang 등12)의 정상 청력의 성인에서 22.4%, Kim 등13)은 34.7%, Burns 등12)의 62%에 비해 자발이음향방사 발현율이 훨씬 높게 나타난다. Burns 등14)에 의하면 성인과 영유아의 결과가 주파수 범위와 평균 강도에서 차이가 있었는데 성인의 자발이음향방사는 주로 1∼2 kHz에서 평균 -2.6 dB SPL의 특성을 보이는데 반해 영유아에서는 2.5∼5 kHz에서 평균 8.5 dB SPL의 강도로 높게 나타남을 보고한 바 있으며 Chang 등12)도 성인의 자발이음향방사는 주로 1∼2 kHz에서 평균 -15.42 dB SPL의 강도로 나타남을 보고하였다. 본 연구에서는 95명의 신생아를 대상으로 관찰한 결과 86.8%의 비교적 높은 발현율을 보였다. 자발이음향방사가 관찰되지 않았던 신생아의 경우는 가장 큰 요인중의 하나가 소음의 영향으로 보여지는데, 이는 생리학적 소음에 영향을 받는 저주파의 자발이음향방사는 특히 2500 Hz 이하에서는 소음에 가려져서 기록하기 어렵기 때문이다.
자발이음향방사의 발현율은 성인과 영유아의 여자에서 남자보다 더 높게 나타난다는 연구들이 많다.13)14) 그러나 이러한 결과들이 신생아에서는 명확하지 않은데 Kok 등11)도 여아에서 반드시 자발이음향방사의 발현율이 더 높지는 않다고 보고했다. 본 연구에서도 남아에서는 87.2%, 여아에서는 86.5%를 보여 성별 차이는 없었다. 이 결과는 아주 어린 신생아일수록 성별에 따른 자발이음향방사의 발현율이 유사하고 나이가 증가함에 따라 성별 차이를 보이는 것으로 해석할 수 있다. 나이에 따른 변화의 연구에서 자발이음향방사의 주파수는 시간이 갈수록 안정적이며 강도는 변동이 있지만 전체적인 발현율은 영유아, 아동 그리고 성인에 따라 나이와 관련된 중요한 차이는 없었다.6) 이는 와우가 태어날 때부터 성인과 비슷하고 외이와 중이의 발달이 자발이음향방사의 변화에 반영된 것을 암시한다.15)
좌우별 발현율에 있어서는 성인의 경우 왼쪽보다 오른쪽 귀가 높고,14) 신생아에서는 다양하게 보고되고 있다. 그러나 Kok 등11)과 Burns 등14)의 보고에서는 신생아에서도 좌우 차이를 보였고 본 연구에서도 좌우 발현율은 각각 83%, 91%로 통계적으로 큰 의의는 없었으나(p＝0.0549) 오른쪽 귀에서 더 많이 나타나는 경향을 보였다.
신생아에서 또한 흥미있는 소견은 자발이음향방사의 수가 성인에 비해 많이 나타나는 것인데 본 연구에서도 평균 4.1개의 peaks가 관찰되었다. 이 자발이음향방사의 수는 남아에서 그리고 오른쪽 귀에서 다수로 나타났다.
대부분의 성인은 자발이음향방사의 주파수 범위가 1000∼2000 Hz이고 영유아에서는 3000∼4000 Hz인데,12)14) 이것은 중이공명현상의 특성이 반영된 것으로 보인다. 본 연구에서도 자발이음향방사의 주파수 범위는 1000∼40000 Hz에서 많이 분포했고 특히 3000∼4000 Hz에서 제일 많이 나타났다. Burns 등14)15)의 보고에 의하면 3880 Hz 주위에서 최고를 보였는데 본 연구에서는 최고 peak를 나타내는 평균 자발이음향방사의 주파수는 2907 Hz로 약간 낮은 경향을 보였다. 4000 Hz 이상의 자발이음향방사의 강도는 현저하게 감소하는 경향을 보였다.
자발이음향방사의 강도의 범위는 -18.4에서 22.6 dB SPL로 Burns 등14)15)의 -12∼20 dB SPL과 비슷하다. 이 보고에서 성인은 평균 -3∼0dB SPL, 영유아는 평균 10 dB SPL을 나나내며 1개월에서 24개월의 유소아인 경우 24개월까지 평균 자발이음향방사의 강도가 8.5 dB에서 0 dB SPL로 감소되어 나이에 영향을 받고 있음을 보고했는데 이것은 소음바닥의 변화, probe 위치의 미세한 변화, 외이도의 습도 변화, 중이의 변화 등이 이유로 추정하였다. 또한 Whitehead 등16)에 의하면 자발이음향방사의 발현은 인종별 차이를 보이며 흑인이 가장 높고 그 다음 아시아인, 백인 순으로 높다고 보고하고 있다. 그러나 정상 귀일지라도 60세 이상에서는 그 발현율이 급격히 하락한다.17)
자발이음향방사는 클릭유발이음향방사와 변조이음향방사의 측정에도 영향을 준다. 특히 자발이음향방사가 나타난 주파수에서는 클릭유발이음향방사의 반응이 분명하게 나타나고 변조이음향방사의 반응이 더 증가한다.18)19) 본 연구에서도 클릭유발이음향방사와 비교하였을 때 자발이음향방사의 최고 peak amplitude가 높게 나타나는 귀에서 클릭유발이음향방사의 response amplitude도 높게 나타나 상관관계가 있음을 보였다. 클릭유발이음향방사의 변수는 overall response amplitude와 reproducibilty가 있는데 이 중 전자를 비교치로 정한 이유는 일반적으로 받아들여지는 대표값이며 개체마다 다양한 값을 가지는데 반해 후자는 대부분의 신생아에서 90% 내외로 측정되기 때문이다.
자발이음향방사의 최고 peak amplitude가 클릭유발이음향방사의 response amplitude와 연관이 있다는 것은 향후 자발이음향방사의 최고 peak amplitude가 청각예민도의 평가기준으로 사용될 수 있다는 가능성을 의미하지만 임상적인 적용은 매우 제한되는데, 자발이음향방사가 유발반응이 아니며 발생기전이 불명확하고 주파수 범위가 제한적이기 때문이며, 이러한 이유로 향후 자발이음향방사의 생성기전과 임상적 연관성을 밝히는 추가적인 연구가 필요할 것이다.
결론
신생아의 자발이음향방사는 성인에 비해 높은 발현율을 보였고 성별에 따른 발현율 차이는 없었으며 왼쪽보다 오른쪽 귀에서 발현율이 높은 경향을 보였고 peaks의 개수는 유의하게 많았다. 또한 성인에서 알려진 반응보다 강한 반응을 보였으며 좀 더 높은 주파수 범위에 분포하였다. 최고 peak amplitude는 클릭유발이음향방사의 response amplitude와 상관관계를 보였다.
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