| Distortion Product Otoacoustic Emissions in Normal and Sensorineural Hearing Loss Ears. |
| Young Il Seo, Tae Hyun Yoon, Jun Yeon Won, Jong Woo Chung, Kwang Sun Lee |
| Department of Otolaryngology, Asan Medical Center University of Ulsan College of Medicine, Ulsan, Korea. |
| 정상 청력인과 감각신경성 난청 환자에서의 DPOAE의 측정 |
| 서영일 · 윤태현 · 원준연 · 정종우 · 이광선 |
| 울산대학교 의과대학 서울중앙병원 이비인후과학교실 |
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| ABSTRACT |
BACKGROUND:
Distortion product otoacoustic emissions(DPOAE) are otoacoustic emissions evoked by two pure tones. They are proposed as a frequency specific test of the mechanical properties of the cochlea.
OBJECTIVE: The purpose of the this study were to investigate of basic properties of DPOAE in normal hearing subjects and correlations between DPOAE amplitudes and conventional pure tone auditory thresholds in patients with sensorineural hearing losses.
MATERIAL AND METHODS: The amplitude and growth functions of distortion product otoacoustic emissions(DPOAE) at 2f1-f2, elicited by two primary tones f1 and f2 with a constant frequency ratio f2/f1=1.22 and varing geometric mean values 0.5, 1, 2, 4, and 8kHz, were measured for 20 normal subjects and 50 patients with sensorineural hearing losses.
RESULTS:
In normal hearing subjects 1) The average DP audiogram peaked at two frequency ranges, 1 kHz and 8 kHz.
2) In DPOAE amplitudes, inter-subject variability was relatively high, but inter-aural dispersion were remarkably small(correlation coefficent=0.72). In patients with sensorineural hearing loss 3) DPOAE amplitudes were correlated significantly with pure tone auditory thresholds in that higher auditoty thresholds showd lower amplitudes(correlation coefficenct=-0.65 at 1kHz 70dB SPL stimulus, -0.66 at 4kHz 70dB SPL stimulus). 4) Based on the presence or absence of DPOAE, the screening limit values of 50dB HL showed that sensitivity and specificity were 96%, 75% at 1kHz, 97%, 81% at 4kHz with 70 dB SPL stimulus. |
| Keywords:
Distortion product otoacoustic emissionsㆍSensorineural hearing lossㆍPure tone audiometry |
서론
1978년 David Kemp에 의해 이음향 방사의 존재가 알려진후 계속된 연구로 이러한 이음향 방사는 와우 외유모세포의 능동적이고 미세진동에 의하여 발생한다고 밝혀졌다.1)2)3) 특히 변조이음향방사(Distortion product otoacoustic emission, 이하 DPOAE로 기록)는 와우의 비선형성(nonlinearity)의 또 다른 증거로서 두 개의 다른 주파수를 갖는 f1, f2(f1F1) 자극에 대하여 2F1-F2에서 가장 큰 amplitude를 갖게 되며 두 순음의 기하학적 평균(geometric mean)부위의 와우 상태를 반영하는 주파수 특이성을 지닌 것으로 알려져 있다.1)2)3) 정상 청력인에서 DPOAE는 90%이상 발현된다.6)13)14) Lonsbury-Martin등13)은 정상 청력인은 1.5kHz부근에서 저주파수 최대치를, 5.5kHz부근에서 고주파수 최대치를 보이고 2.5kHz부근의 중간주파수에서 가장 낮은 수치를 보인다고 하였고 저주파의 peak는 acoustic signal의 middle ear transmission이 이 주파수대에서 가장 최적이며, 자발 이음향방사가 저주파수에서 발현되는 점으로 설명하였고 고주파수의 peak는 DPOAE자체가 고주파수에서 크다고 설명하였다. 저자들의 결과에서 보인 1kHz와 8kHz의 peak는 이에 부합되는 소견이며 단지 순음청력검사와의 비교를 위해 1, 2, 4, 8kHz에서만 측정하였기 때문이라고 판단된다. 정상청력인에서 각 주파수별 DP amplitude의 절대치는 개체마다 큰 차이를 보였지만(표준편차 평균：7.35 dB) 좌, 우측귀의 DP amplitude의 절대치는 상호 유의한 연관관계를 보여(r＝0.72) 한 피검자에서는 일정하게 나타난다는 Lonsbury-Martin등13), Rasmussen과 Osterhammel14)의 보고와 동일한 결과를 보였다.
감각신경성 난청환자에서 난청의 정도에 따른 DP-OAE의 발현유무는 ILO 88 system을 이용한 Avan과 Bonfils1)의 보고에서는 30dB HL 이상에서, Ohlms등15)은 55dB HL 이상에서 DPOAE가 발현되지 않는다고 하였고 Virtual model를 이용한 엄 등16)은 70dB HL 이상에서도 8%에서 DPOAE가 측정되었다고 하였다. 저자들의 결과는 70dB SPL자극에서는 순음청력역치 5OdB HL 이상에서, 60dB SPL 자극에서는 40dB HL 이상에서 발현율이 급격하게 감소하였으나 60∼80dB HL에서도 발현되는 의외의 경우도 있어 측정기기 및 자극음의 강도에 따라 발현율이 많은 영향을 받게 됨을 알 수 있었다. 이와 같이 두 자극음의 절대적 강도에 따른 발현률의 차이와 더불어 DPOAE는 두 자극음의 상대적 강도에 영향을 받게 되며 일반적으로 L1이 L2보다 15dB SPL정도 강할 때 잘 기록된다고 알려져 있다.6) DPOAE의 양성반응에 대한 판단은 ILO 88 system을 이용하여 DP amplitude가 noise floor보다 3dB SPL 이상일 때를 양성으로 해석한 Lonsbery-Martin등13)의 보고가 일반적으로 인정되고 있으나 저자들의 경우에는 가산된 noise floor의 표준편차 3곱 이상인 경우를 양성으로 판정하였으며 약 6dB SPL정도였다. 이는 time average technique을 통한 sound to noise ratio를 높인 Celesta 503 emission analyser 의 기계적 특성을 반영한 것으로 DPOAE 측정이 검사장비의 민감도, noise floor, 마이크로폰에 영향을 많이 받는 점을 감안할 때 향후 서로 다른 검사장비의 결과에 대한 비교 분석이 필요할 것으로 사료된다. 또한 저자들의 청력역치에 따른 발현율의 결과에 대한 해석으로 STAT나 SISI검사에서 발견하지 못한 후미로성 난청의 가능성, 1회의 순음청력검사나 DPOAE의 측정이 와우의 상태를 정확히 반영할 수 있는지, 서로 다른 개체에서 동일한 순음청력역치가 동일한 와우의 상태를 반영하는가에 대한 의문점 등을 제시하여준다.
DPOAE의 주파수 특이성을 관찰하기 위한 순음청력검사 측정주파수에서의 역치와 이에 해당하는 DP의 기하학적 평균주파수에서의 DP amplitude의 절대값의 비교는 유의한 상관관계를 보였다. 또한 4kHz에서는 각 자극음에 대한 DP amplitude가 기타 주파수(1, 2, 8kHz)의 순음청력역치와는 연관성을 보이지 않았으나 1kHz에서는 2kHz 청력역치와 비교적 연관성을 보였고 이는 측정대상이 대부분 고주파수영역의 감각신경성난청 환자임을 감안할 때, 1kHz와 2kHz의 청력역치가 비슷한 수치를 보이기 때문으로 사료된다. 여러 저자에 의해서1)9)11)12)17) 측정된 DP amplitude로 난청의 정도를 파악하려는 시도가 있었으며 Avan과 Bonfils1)에 의하면 62dB SPL에 대한 순음청력역치와 DP amplitude는 강한 연관성을 보이며 이는 주파수 특이성을 반영한다고 하였으나 DP amplitude의 큰 편차 때문에 청력역치를 예측하기는 어렵다고 하였고 또한 70dB SPL 이상의 강한 자극에 대한 DP amplitude는 복잡하고 광범위한 와우상태를 반영하게 되어 주파수 특이성이 감소하고 난청의 정도에 따른 연관성이 없어진다고 하였다. Moulin등 18)은 DP amplitude는 개체별 차이가 크기 때문에 난청의 정도를 예측하기가 어렵고, DPOAE의 발현역치(detection threshold) 즉 측정강도를 달리할 때, 이음향방사가 noise floor보다 높아지기 시작하는 강도가 80% 이상에서 비정상적 청력역치를 예측할 수 있는 유용한 parameter라고 하였다. 이에 반해 Kimberley17)는 DP amplitude로 순음청력역치가 30dB내에 있음을 85%의 정확성을 가지고 예측할 수 있으며 이러한 결과에는 피검자의 연령에 대한 고려가 필요하다고 하였다. 저자들의 결과에서도 동일한 청력역치를 보이는 다른 개체 사이의 DP amplitude가 다양하게 측정되어 DP amplitude만으로 청력역치를 추측하기에는 불가능하였다. 그러나 60dB SPL 자극에 대한 DPOAE발현유무로 청력역치가 40dB HL내에 있음을 판단하기에는 비교적 높은 감수성, 특이성, 예측도를 보였고 70dB SPL 자극으로는 50dB HL에 관하여 높은 감수성, 특이성, 예측도를 보여 난청의 선별검사로 DPOAE의 유용성을 시사하였다.
DPOAE의 반응의 크기는향후 DPOAE의 결과에 영향을 미친다고 알려진 성별 및 연령, 중이상태19)에 따른 특성에 대한 연구와 함께 측정기기의 특성에 대한 임상적, 기초적 연구가 필요할 것으로 사료된다.
결과
정상청력인과 감각신경성 난청 환자를 대상으로 DPOAE를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 정상 청력인에서는 1kHz와 8kHz부근에서 DP amplitude가 높게 측정되었고 동일인에서 양측 귀는 비숫한 값을 보였다(상관계수＝0.72).
2) 감각신경성 난청 환자에서 순음청력 역치의 증가와 DP amplitude의 감소는 유의한 상관관계가 있었으나 DP amplitude로 청력역치를 추정하기는 불가능하였다.
3) 60dB SPL자극에 대한 DPOAE발현의 유무로 청력역치가 40dB HL 이내에 있음을 판단하기에는 높은 감수성, 특이성 및 예측도를 보였고 70dB SPL자극으로는 50dB HL에 관하여 높은 감수성, 특이성 및 예측도를 보였다.
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