Address for correspondence : Lee-Suk Kim, MD, Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Dong-A University College of Medicine, Dongdaesin-dong 3-ga, Seo-gu, Busan 602-715, Korea
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서     론

   인공와우이식은 보청기로 도움을 받지 못하는 양측 고도 이상의 감각신경성 난청인 환자에게 시행되며, 특히 소아에서는 말-언어 발달을 위한 효과적인 재활 방법이 되어 왔다. 하지만 말소리 지각력에 있어서 다양한 결과들이 보고되고 있는데, 이는 청신경 생존의 정도에서부터 인지기능까지의 환자 요소와 인공와우의 기계적 요소 등이 인공와우이식 후 말소리 지각력에 영향을 미치기 때문이라고 알려져 있다.^1,2,3)
   인공와우이식 후 결과를 예측하는 것은 술 후 상담 및 재활 방향을 결정하는 데 도움을 줄 수 있기 때문에 술 후 결과를 예측하고자 하는 다양한 연구들이 진행되어 왔다. 일반적으로 수술의 시기가 빠를수록 말소리 지각력이 우수하다고 알려져 있으며 청신경 생존율과 같은 말초기관의 요소 또한 술 후 결과를 결정하는 중요한 요소가 될 수 있다.^4,5) 동물 실험에서는 전기 자극 청성 뇌간 반응과 같은 전기생리학적 검사의 결과와 청각 역치, 가청범위(dynamic range)와 같은 심리음향학적 검사들의 결과가 청신경의 생존과 관련이 있다고 보고되고 있다.^6,7) 하지만 현재까지 인공와우이식 환자에서 연구된 전기생리학적, 심리음향학적 방법들은 대부분 말소리 지각력과의 관련성을 보여주지 못하고 있다.^8,9)
   인공와우이식 환자에서 전기자극에 대한 역치는 전극과 청신경 사이간 거리 또는 청신경 생존율 등으로 인한 자극에 대한 청신경의 민감도를 반영할 수 있다. Pfingst 등^10,11)은 행동반응 역치(behavioral threshold)가 전극간에 다양하게 나타나는 경향을 확인하였고, 각 전극에서 얻어진 행동반응 역치의 평균과 역치의 전극간 차이(across site variation)를 평가하는 방법으로 역치의 분산(across-site variance), 역치의 범위(across-site range), 그리고 인접 전극간 역치 차이(site-to-site variation)를 이용하여 말소리 지각력과 비교하였다. 이 연구에서 역치의 평균은 술 후 말소리 지각력과 관련성이 없었으나 역치의 전극간 차이는 말소리 지각력과 상관관계가 있었다. 이들은 행동반응 역치의 전극간 차이 정도는 전극간 전기 자극에 대한 청신경의 민감도 차이를 반영할 수 있고, 이러한 차이는 place pitch code의 왜곡을 초래하여 말소리 지각력에 영향을 줄 수 있다고 하였다. 
   청신경 복합 활동 전위(electrically evoked compound action potential, ECAP)는 비침습적이며 객관적인 검사방법이다. 현재까지의 많은 연구에서 ECAP 역치는 행동반응 역치보다 항상 높게 나타나지만 서로간에 상관관계가 있다고 보고되고 있다.^12,13) 따라서, 임상에서 ECAP 역치는 협조가 잘 되지 않아 어려움을 겪게 되는 환자나 소아의 초기 매핑 과정에서 보조적인 도구로 쓰여지고 있다.¹⁴⁾ 하지만 ECAP의 역치와 술 후 말소리 지각력의 관계에 대한 연구는 많지 않으며, 특히 ECAP 역치의 전극간 차이와 술 후 말소리 지각력의 관계를 연구한 것은 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 Nucleus Freedom 인공와우이식 환자에서 술 중 측정한 ECAP 역치의 평균과 전극간 차이 정도가 술 후 말소리 지각력에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.

대상 및 방법

대  상
   2006년 5월부터 2010년 9월 사이에 동아대학교병원에서 인공와우이식을 받은 환자 216명 중 인공와우 사용기간이 2년 이상이고 심한 내이기형이나 중복장애가 없는 언어습득 전 농인 소아 57명을 대상으로 하였다. 남자가 43명, 여자가 14명이었고, 수술 당시 나이는 평균 3세 9개월(최저 11개월~최고 7세)이었다. 대상자 모두는 Nucleus Freedom(Cochlear Limited, Austrlia)을 이식 받았으며, advanced combined encoder (ACE) 말소리 처리방식을 이용하였다. 

검사방법
   ECAP 측정은 수술 중에 Custom Sound Software를 이용하여 automated neural response telemetry(AutoNRT)로 검사하였다. 자극은 단극 자극형(monopolar stimulation)의 방법으로 25 µs biphasic pulse를 사용하였고 자극 빈도는 250 Hz로 하였다. 자극 잡음을 줄이기 위한 방법으로 forward masking과 subtraction 방법을 이용하여 기록하였고 gain은 50 dB, 자극과 기록의 잠복기인 delay는 120 µs로 하였으며 35회 평균가산하였다. 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22번 11개의 전극을 활성 전극으로 사용하였고 첨부 방향으로 두번째 전극을 기록 전극으로 사용하였다.
   인공와우이식 후 말소리 지각력은 2년째의 결과를 사용하였고, 보기가 없는 말소리 지각력 검사인 일음절 단어 검사(Monosyllabic Word Test)¹⁵⁾를 통해 평가하였다. 일음절 단어 검사는 일음절 단어 50개씩 두 개의 목록으로 구성되어 있으며, 검사 점수는 아동이 따라서 말하거나 받아쓴 음소와 단어의 수를 백분율로 계산하였다.

분석방법

환자별 ECAP 평균 역치와 역치의 전극간 차이의 정도
   Custom Sound Software를 통해 기록한 각 전극에서의 ECAP 역치를 이용하여 평균을 구하고, 역치의 전극간 차이를 계산하였다. ECAP 역치의 전극간 차이는 Pfingst 등¹¹⁾이 사용한 1) 역치의 분산, 2) 역치의 범위, 그리고 3) 인접 전극간 역치 차이의 세 가지 방법으로 평가하였다. '역치의 분산'은 전극간 역치 편차 제곱의 평균으로 하였고, '역치의 범위'는 가장 높은 역치에서 가장 낮은 역치를 뺀 값으로 하였으며, '인접 전극간 역치 차이'는 한 전극의 역치와 첨부쪽 인접 전극간 역치 차이의 절대값을 평균한 것으로 정의하였다. 인접 전극간 역치 차이의 공식은 다음과 같다. T는 검사 전극(2i)에서의 역치이며 N은 검사한 전극의 총 수를 의미한다. 

  

   세 가지 방법으로 평가한 ECAP 역치의 전극간 차이값을 서로 비교하여 세 가지 방법이 동일한 결과를 보여주는지도 알아보았다. 분석은 상관분석(correlation analysis)으로 하였고, 유의수준은 0.05 미만을 의미 있는 것으로 해석하였다.
   계산된 ECAP의 평균 역치와 역치의 전극간 차이의 정도는 환자에 따라 어느 정도의 차이가 있는지를 알아보기 위해 ECAP 평균 역치와 역치의 전극간 차이값에 대한 변동 계수(coefficient of variation)를 구하였다. 

ECAP 평균 역치 및 역치의 전극간 차이와 말소리 지각력의 상관관계 
   ECAP 평균 역치와 세 가지 방법으로 평가한 역치의 전극간 차이 정도를 술 후 말소리 지각력과 비교하였다. 통계분석은 선형회귀분석방법을 이용하여, 유의수준 0.05 미만을 의미 있는 것으로 해석하였다.

결     과

환자별 ECAP 평균 역치와 역치의 전극간 차이의 정도
   인공와우이식 환자 57명을 대상으로 ECAP 측정을 시행한 627개 전극 중 12개의 전극을 제외한 대부분의 전극에서 술 중 AutoNRT를 이용하여 ECAP를 기록할 수 있었다(98%).
   Fig. 1은 두 명의 대상자에서 얻은 ECAP 역치를 전극별로 나타낸 예를 보여준다. S2는 역치의 평균은 높으나 전극간에 역치의 변화가 크지 않은 경우를, S39는 역치의 평균은 낮으나 상대적으로 전극간에 역치의 변화가 큰 경우를 보여준다.
   ECAP 역치의 전극간 차이를 측정한 세 가지 방법이 유사한 결과를 가지는지를 알기 위해 분석한 결과 서로 간에 통계학적으로 의미 있는 상관관계를 가졌다(Fig. 2).
   각각의 대상자에서 구한 평균 역치와 역치의 전극간 차이가 대상자 간에 차이가 있는지를 보기 위해 이용한 변동계수는 평균 역치가 9%, 역치의 분산이 69%, 역치의 범위가 34%, 그리고 인접 전극간 역치 차이가 36%였다(Figs. 3 and 4). 평균 역치에 비해 역치의 전극간 차이가 대상자 간에 상당함을 알 수 있었다.

ECAP 평균 역치 및 역치의 전극간 차이와 말소리 지각력의 상관관계 
   낮은 역치는 전극과 청신경 사이의 거리가 가깝거나 좋은 청신경 생존율을 의미할 수 있으므로 역치가 낮을수록 술 후 결과가 좋다고 가정할 수 있지만 ECAP 역치의 평균은 술 후 말소리 지각력과 유의한 상관관계가 없었다(p>0.05)(Fig. 3).
   또한, 역치의 전극간 차이 정도는 자극에 대한 전극간 청신경의 민감도 차이를 나타낼 수 있고, 전극간 변이가 심할수록 말소리의 왜곡 등의 현상이 나타나 술 후 결과가 좋지 않을 것이라고 가정할 수 있다. 따라서 ECAP 역치의 전극간 차이와 말소리 지각력의 관계를 보기 위해 역치의 전극간 차이를 나타낼 수 있는 세 가지 방법을 이용하여 말소리 지각력의 점수와 비교하였다. 하지만 인공와우이식 환자에서 역치의 전극간 차이는 말소리 지각력과 통계학적으로 유의한 관련성을 보여주지 못했다(p>0.05)(Fig. 4).

고     찰

   본 연구에서는 Nucleus Freedom을 이식 받은 소아를 대상으로 ECAP의 역치(평균 및 전극간 차이)와 말소리 지각력의 상관관계를 연구하여 인공와우이식 후 예후를 예측할 수 있는지를 보고자 하였다.
   현재까지 ECAP을 이용한 많은 연구들이 술 후 말소리 지각력과의 관계에 대해서 알아보고자 시행되어 왔다. 청신경 생존율과의 관계를 보기 위한 ECAP 진폭의 성장 곡선(growth function), 청신경에서 청각의 시간적 정보 처리와의 관계를 보기 위한 ECAP 진폭의 recovery function, 그리고 전기 자극으로 인한 주위 전극과의 간섭현상을 보기 위한 channel interaction 등이 말소리 지각력과 비교되었다.^8,9,16,17) 그러나 제한적으로 말소리 지각력과의 관련성을 보여주기도 하지만 대부분의 ECAP 연구들이 술 후 결과와의 상관관계에서는 유의한 결과를 보여주지 못했다.^8,16,17,18)
   본 연구에서는 먼저 ECAP를 이용한 방법 중에 역치의 평균과 술 후 말소리 지각력과의 상관관계를 조사하였다. 전극과 청신경 사이의 거리가 차이 날 경우 ECAP 역치에 영향을 미칠 수 있으므로 modiolus hugging 전극을 사용하는 CI24RE를 이식 받은 환자를 대상으로 하여 기계적 요소에 의한 거리의 편차를 최소화하고자 하였다. 또한 술 중에 술 후의 결과를 예측한다면 술 후 상담 및 재활 방침을 정하는 데 더 도움이 될 수 있고, 술 중 ECAP의 역치는 술 후 ECAP 역치보다 높게 나타나지만 높은 상관관계를 가지기 때문에¹⁹⁾ 현재 보편적으로 사용되는 술 중 AutoNRT를 이용해 ECAP 역치를 측정하였다. 본 연구에서는 ECAP 역치를 술 중 AutoNRT를 통해 대부분의 전극에서 얻을 수 있었으며(98%), 이는 다른 연구들의 결과와도 일치하는 소견이다.^20,21) 따라서 ECAP는 술 중에 대부분의 환자에서 청각신경계의 integrity나 인공와우 기계의 이상여부 등의 정보를 객관적으로 제공해 줄 수 있다고 사료된다.²²⁾ 인공와우이식 환자에서의 ECAP의 낮은 역치는 상대적으로 좋은 청신경 생존율 혹은 전극과 청신경 사이의 거리가 가깝다는 것을 의미할 수 있으므로 낮은 역치를 가지는 경우 더 좋은 말소리 지각력을 기대할 수 있다. 하지만 Pfingst 등¹¹⁾은 ECAP 역치와 유의한 상관관계를 가지는 것으로 보고되고 있는 행동반응 역치의 평균이 술 후 결과와 관련성이 없다고 하였다. 또한 Cosetti 등²²⁾은 술 중 ECAP의 역치와 술 후 1년째 말소리 지각력의 상관관계 연구에서 유의한 관련성을 보여주지 못했다. 이는 술 중 ECAP의 역치와 술 후 2년째의 결과를 비교한 본 연구에서의 결과와도 일치하는 소견이다.
   또 다른 역치에 관한 연구로 Pfingst 등¹¹⁾은 행동반응 역치의 전극간 차이와 말소리 지각력의 상관관계에 대해 연구한 결과를 보고하였다. 이 연구에서 저자들은 이들 간에 의미 있는 상관관계를 보여주었다. 즉, 평균 역치가 높음에도 불구하고 역치의 전극간 차이가 적으면 술 후 말소리 지각력이 우수하고, 평균 역치가 낮더라도 전극간에 역치의 차이가 크면 술 후 말소리 지각력이 부진하다는 것을 보여주었다. 이는 전극간에 역치의 변화가 심할수록 청각 정보에 대한 왜곡이 올 수 있고 이는 술 후 말소리 지각력에 영향을 미칠 수 있다는 것이다.
   현재까지 행동반응 역치와 술 중 또는 술 후 ECAP 역치의 상관관계에 대해 많은 연구들이 이루어져 왔고 대부분의 연구에서 이들 역치 간에는 상관관계가 있는 것으로 보고하고 있다.^12,13) 또한 ECAP 역치를 이용한 매핑과 행동반응 역치를 이용한 매핑을 사용하여 비교한 말소리 지각력의 결과들이 크게 다르지 않다고 보고되고 있다.^14,23) 이러한 상관관계를 바탕으로 본 연구에서는 Nucleus Freedom 인공와우이식을 시행 받은 소아들을 대상으로 술 중 ECAP 역치의 전극간 차이와 말소리 지각력을 비교하였다. 하지만 이전의 Pfingst 등¹¹⁾이 보여준 행동반응 역치의 전극간 차이와 말소리 지각력과의 유의한 상관관계와는 달리, 본 연구의 결과는 ECAP 역치의 전극간 차이와 말소리 지각력 간의 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 많은 연구에서 보여준 행동반응 역치와 ECAP 역치의 상관관계에도 불구하고 이들 대부분에서 보여준 중등도 또는 중등도 이하의 상관관계 때문일 것으로 생각되며, 이러한 두 역치 간의 차이는 중추 신경계에서 담당하는 temporal integration의 차이가 주로 작용했을 것으로 사료된다.
   인공와우이식을 받은 환자에서의 다양한 술 후 결과는 청신경 생존율과 같은 말초신경계의 요소뿐만 아니라 중추신경계의 요소에 의해서도 영향을 받을 수 있으며 개인별 인지기능에 의해서도 영향을 받을 수 있기 때문에 술 후 결과를 예측하기 위한 방법을 연구할 때 상호 보완적인 연구가 필요할 것으로 사료되며, 술 후 결과를 평가하는 도구가 변별력이 낮을 수 있으므로 이에 대한 보완도 필요할 것으로 사료된다.

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