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교신저자：정하원, 156-707 서울 동작구 신대방2동 395
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서
론
전기와우청력검사(electrocochleography)는 청각계의 가장 말단에 위치한 와우와 여기서부터 시작되는 청신경이 주어진 음자극에
반응하여 나타나는 전기생리전위(stimulus-related electrophysiologic potentials)를 측정하는 청력검사의
하나이다. 청각 전달 경로의 전기생리전위(stimulus-related electrophysiologic potentials)는 와우(cochlea)에서
발생되는 cochlear microphonic(CM), summating potential(SP)과 청신경에서 발생되는 compound
action potential(CAP)로 구성된다.
이러한 전기생리전위는 일부에서는 뇌간유발반응검사에서처럼 표면 전극(surface electrode)으로 측정이 가능하기도 하지만 좀더 정확하고
세밀한 검사를 위해서는 와우와 근접하여 전극을 위치시켜야 한다. 이러한 측정 방법의 어려움으로 인하여 초기에는 널리 사용되지 못하였으나
점차 비침습적 측정 방법이 발달함에 따라 1980년 이후 청력검사의 약 1/4에 해당하는 부분을 전기와우청력검사가 담당하게 되었고 그 임상적
응용의 범위도 점차 확대되고 있는 실정이다.1)2)
본 논문은 이러한 전기와우청력검사의
조감과 현재 응용되고 있는 임상분야를 고찰하기 위하여 작성되었다.
와우내 전위(Endocochlear potentials)
와우내 전위는 와우의 cochlear microphonic(CM), summating potential(SP)와 청신경의 compound
action potential(CAP)로 구성된다. CM은 감각기 전위(receptor potential) 라고도 불리며 음자극의 형태와
같은 파형을 나타내는 교류 전위(alternating current) 반응이다. 이 전위는 코티기관(organ of Corti) 속에 위치한
외유모세포에서 발생하는 전위로 생각되며 정확한 역할은 아직 불분명하지만 유모세포가 활성화(activation of hair cell)되는
현상과 동반되어 발생하는 전위로 알려져 있다.3) CM의 크기는 자극음의 크기와 비례하지만 절대값은 측정하는
전극과 위치에 따라 변동이 커서 큰 의미가 없다. 또한 외부의 소음에 의한 변동 역시 커서 임상에 적용하기에는 적당하지 않다.2)
Summating potential(SP)은 CM과는 달리 직류 전위(direct current)이고 사람에서 대개 negative potential을
갖는다. SP는 와우내의 유모 세포에서 발생한다고 알려져 있고 특히 와우내 기저막(basilar membrane)의 움직임에 의해 발생한다고
생각된다. CM과는 달리 음자극에 대한 와우처리과정(cochlea processing)의 복잡한 반응들의 합으로 나타나는 전위이며 CM이
음자극의 파형을 그대로 반영하는 것과는 달리 직류전위의 변이(DC shift)로 나타난다.3)
Compound action potential(CAP or AP)는 와우신경섬유의 음자극에 의한 전체적인 반응을 나타내는 전위이며 CM과
같이 교류 전위의 형태를 띤다. AP의 파형은 N1이라 불리는 음성 변위(negative deflection)가 먼저 나타나는 데 이는
뇌간유발반응청력검사(ABR)의 제 1 파형과 같은 것이다. AP의 크기와 잠복기는 음자극의 강도에 영향을 받는데 잠복기는 와우내 전위의
전파 시간을 반영한다고 생각되며 AP의 크기는 음자극에 의해 반응하는 신경섬유들의 수(number)라고 생각된다. 음자극의 빈도를 증가시키면
불응기내에 반응이 들어가 AP의 반응이 나오지 않게 되는 피로현상(fatigue)이 관찰된다.4)5)
측정방법에는 크게 침습적인 방법과 비침습적 방법으로 구분이 되는데, 전자는 고막을 천자하여 전극을 위치시키는 방법(transtympanic
ECoG)으로 promontary needle electrode와 round window ball electrode가 있고, 후자는 고막을
천자하지 않고 외이도(extratympanic ECoG) 또는 고막(tympanic membrane ECoG)에 전극을 위치시켜서 측정하는
방법이다. 침습적인 방법은 반응을 유발하는 와우와 근접하여 전위를 측정하기 때문에 배경 소음(background noise)의 영향을 덜
받고 명확한 반응 전위를 기록할 수 있다는 장점이 있는 반면 대상 환자의 불편을 감수해야 하는 단점이 있다. 비침습적인 방법은 초기에는
artifact가 많아 사용이 많지 않았으나 최근 측정기의 발달과 컴퓨터 averiging technique의 발달로 점차 그 이용이 증가하고
있다.2)6)
전기와우청력검사의 측정은 보통 초당 7회의 음자극을 주는데 80~90 dB의 1~4 kHz click sound를 사용하여 SP와 AP를
측정하며 SP의 반응이 약할 경우에는 초당 자극횟수를 증가시켜(>80회/sec) AP의 반응을 불응기에 넣음으로써 SP만 측정되도록 할
수 있다. CM의 측정에는 tone burst 음자극을 사용하며 음자극을 rarefaction과 condensation 으로 나누어서 반응을
측정함으로써 CM의 측정을 용이하게 할 수 있다. 음자극후 5~12 msec사이의 반응을 기록함으써 뇌간 이상의 반응을 배제하고 초기반응인
와우내 전위를 선택적으로 얻을 수 있다. Fig. 1은 고막 전극을 이용한 전기와우청력검사의 파형으로 정상 반응과 비정상 반응의 예를 보여주고
있다.7)
임상 응용 분야
메니에르씨병의 진단과 치료 후 경과 관찰
전기와우청력검사는 임상적으로 메니에르씨병의 진단에 유용한 수단으로 이용될 수 있다. 메니에르씨병에 동반하는 내림프수종(endolymphatic
hydrops)에서 내림프와 외림프사이에 압력차가 발생하여 기저막(basilar membrane)이 고실계(scala tympani)쪽으로
변이가 일어나게 된다. 이 결과 기저막이 음자극에 대하여 진동이 일어날 때 불균형을 초래하고 이는 SP amplitude의 증가를 나타낸다.
메니에르씨병에서는 임상적으로 사용되는 parameter인 SP/AP ratio가 0.4이상으로 측정되며, 특히 1 kHz의 tone burst를
사용하였을 때 SP의 amplitude가 약 85%에서 증가되는 것으로 보고되었다.8)
또한, 메니에르씨병에 대한 gentamicin 치료후 추적 관찰을 위한 도구로써 전기와우청력검사가 이용될 수 있다. aminoglycoside는
메니에르씨병과 관련된 내림프수종을 개선시키는 효과가 보고되었는데 메니에르씨병 환자에서 gentamicin 치료후 통계적으로 유의하게 SP/AP
ratio가 감소됨이 증명되었다.9)
메니에르씨병의 한 분류인 와우 메니에르씨병(cochlear Meniere’s disease)은 전형적인 형태와는 달리 현훈이 없이 진행되는
질환으로 정의된다. 이 경우 진단이 곤란할 경우가 많은 데 이러한 환자의 67%에서 전기와우청력검사로 내림프수종이 같이 동반되어 있음을
알 수 있었다는 보고도 있다.10)
진단 목적의 유발검사에서도 전기와우청력검사가 이용되는데 현훈의 병력이 있으나 SP/AP ratio가 정상 범위인 실험군에서 염류(NaCl
4 g/day×3day)를 투여하였을 때 SP/AP ratio의 상승이 정상군과 비교하여 유의하게 증가하였다는 보고도 있다.11)
이렇게 전기와우청력검사는 메니에르씨병의 진단과 경과 관찰에서 유용한 정보를 주는 수단으로 이용되고 있다.
청력검사를 받기 어려운 환자의 청력 역치 추정
청력검사를 수행하기 어려운 환자나 소아의 경우에서 CAP 또는 SP가 청력역치를 추정하는 데 도움이 된다. 행동관찰청력검사와 비교하였을
때 전기와우청력검사의 역치와 6dB이내의 차이만을 나타냄이 보고되었고 결과의 86%가 20dB 이내 위치함이 발표되어 전기와우청력검사가
청력 역치를 가늠하는 하나의 수단이 됨이 밝혀졌다.12)
또한, 고도난청을 가진 환아에서 잔여 청력을 평가하는
수단으로도 이용되는데 뇌간유발반응청력검사(ABR)에서 반응이 나오지 않는 환아의 68%에서 전기와우청력검사상 반응이 나오기 때문에 청력재활의
방향을 결정하는데 도움을 줄 수 있다.13)
중추신경계의 질환을 가진 환자에서는 중추신경계의 질환으로 인하여 뇌간유발반응청력검사가 부정확한 결과를 나타낼 수 있기에 전기와우청력검사가
더 믿을만한 청력역치를 제시한다는 연구 결과도 있다. 약 30%의 중추신경계 질환자에서 뇌간유발반응청력검사의 역치가 전기와우청력검사의 역치보다
크게 나오며 뇌간유발반응청력검사에서 반응이 나오지 않는 경우라고 27%에서 전기와우청력검사의 반응이 나온다는 사실이 위의 결론을 뒷받침한다.14)
청신경종 환자에서 청력 예후의 평가
CM의 측정역치는 청신경종 환자에서 정상보다 낮거나 같게 측정된다. 만일 CM의 측정역치가 순음평균역치(PTA)와 비교하여 낮게 측정된다면
청신경종에의한 영향으로 후미로성 난청을 시사한다. 또한 전기와우검사의 AP역치는 순음평균역치와 비슷하게 측정되는데 AP역치와 CM의 측정역치의
차이가 와우신경의 침범정도를 간접적으로 나타낸다고 보고되었다.15) 만일 이 두 역치의 차이가 크다면 와우신경의
침범으로 향후 청력예후가 좋지 않음을 알수 있고 순음평균역치와 CM 측정역치의 차이는 종양의 크기와 후미로성 손상의 정도와 비례한다.16)
청신경종 환자의 중두개강 접근법에의한 수술시 그 청력의 예후를 전기와우검사를 통하여 알수 있는데, CM 측정역치가 40dB이내인 경우 술후
사회적 청력(serviceable hearing)을 유지하는 경우가 76.7%였던 반면, CM측정역치가 40dB이상이었던 경우는 21.4%에서만
술후 사회적 청력을 유지할 수 있었다.17)
전정계 수술중 감시 장치
메니에르씨병에 대한 내림프낭 감압수술에서 내림프낭을 개방하였을 때 SP/AP ratio가 감소함이 증명되어 수술중 내림프낭의 정확한 위치선정과
그 내강의 개방을 확인할 수 있어서 술중 전기와우청력검사가 이용될 수 있음이 보고되었다.18)
메니에르씨병
환자 중 불치의 현훈을 호소하는 경우 전정신경의 절단술이 사용될 수 있는데 전정신경 절단 후 SP/AP ratio가 25%이상 감소함이
보고되어 역시 술중 감시장치로 이용될 수 있음을 시사한다.19)
전기 갑각 자극(Electrical promontary stimulation) 에 의한 이명 억제 현상의 분석
전기 갑각 자극(electrical promontary stimulation)에 의해 이명이 억제되는 환자에서 CAP의 크기가 유의하게
증가됨이 관찰되었다. 이는 청신경 섬유의 활성화가 전기 갑각 자극에 의해 동기화(synchronization)됨으로써 나타나는 현상으로
이해되는데 전기와우청력검사에 의해 그 기전이 밝혀지고 있다.20)
동물 실험에서 와우의 기능을 평가
실험적으로 유발된 내림프수종을 가진 guinea pig에서 와우의 기능을 평가하는데 전기와우청력검사가 이용된다. 예를 들어 위의 동물에서
삼투성 탈수를 시켰을 때 SP와 SP/AP ratio가 감소된다는 연구 보고가 있었고 이외에도 다수의 동물 실험에서 와우 기능의 변화를
측정하는 수단으로 이용되고 있다.21)
결 론
전기와우청력검사(electrocochleography)는 청각계의 말단 감각기의 기능적 상태와 관련된 유용한 정보를 제공한다. 이러한 정보는
임상에서 감별진단을 위한 도구로써 이용되기도 하며 신경외과-이과 수술에서 와우기능의 감시장치로써 역할을 하고 있다. 전기와우청력검사는 다른
검사에서는 얻을 수 없는 정보를 제공함과 동시에 다른 유발반응청력검사와 더불어 복잡한 청신경-감각기에 대한 이해를 넓히는데 도움을 주고
있어서 향후 그 임상적용이 더 확대되리라 생각된다.
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