Application of DPOAE in Hearing Screening

Lim, Dukhwan

Review

Electrophysiology

Korean Journal of Audiology 2002;6(1):14-17.

Application of DPOAE in Hearing Screening

Dukhwan Lim

Department of Otolaryngology, College of Medicine, Seoul National University, Seoul, Korea

선별청력검사에서 DPOAE 적용

임덕환

서울대학교 의과대학 이비인후과학교실

교신저자：임덕환, 110-744 서울 종로구 연건동 28번지
전화) (02) 760-2445 · 전송) (02) 745-2387 · E-mail：wavelet@plaza.snu.ac.kr

서 론

조기 청력선별의 중요성이 꾸준히 여러 나라에서 제기되어 왔으며 미주의 경우 Joint Committee in Infant Hearing(JCIH)나 National Institute of Health(NIH) 등에 의해서 많은 주에서 제도적으로 조기선별검사를 권장해오고 있다.⁵⁾⁸⁾ 이러한 청력선별검사는 시행초기에 많은 수의 기본 자료를 필요로 하며, 이를 위한 자료간 상호비교와 추가 자료 보충 시에 여러 가지 주의가 필요하다. 특히 위험인자가 많은 경우에는 조기 선별검사와 동시에 진단검사가 이루어져야 한다. 이는 유소아에서는 난청의 조기 발견과 조치 시기에 의해서, 언어와 관련된 행동 등이 많은 영향을 받게 되기 때문이다. 일반적으로 청력선별검사에서는 일차 선별과정을 거치고, 다시 재 선별검사를 하게 된다. 여기서 통과하지 못한 경우에 정밀 진단검사를 실시하게 된다. 이러한 선별검사에서 흔히 transient evoked oto-acoustic emission(TEOAE)가 쓰여 왔다. 본 논문에서는 비슷한 장점과 특징을 가지고 있으면서 진단검사에서 많이 사용되는 distortion product oto-acoustic emission (DPOAE)를 조기 청력 선별검사에 활용하는 방법과 관련 실험자료를 제시하려고 한다.

재료 및 방법

변조이음향방사(DPOAE)는 주파수 별로 검사할 수 있다는 여러 특징 때문에 주로 청력 선별검사보다는 진단검사에서 많이 사용되어왔다. 일반적으로 널리 알려진 기본원리는 두개의 주파수 성분(f1, f2)을 동시에 주고서 반사되어 나오는 성분을 검사하는 방법이다. 변조이음향방사는 주로 2f1-f2(f1 변조이음향방사 반응의 크기가 작기 때문에 흔히 사용되는 평균가산법을 이용하여 소음을 제거한다. 이러한 변조이음향방사 측정기기는 최근에는 소형화 된 상용 기기도 많이 있다. 음향과 관련된 조정을 잘 할 수 있는 경우에는 이러한 기기를 간단히 직접 만들어서 사용할 수도 있다. 변조이음향방사를 가장 잘 만들어 낼 수 있는 변수 조합은 여러 가지가 있을 수 있으며, 검사자가 몇 가지 규칙을 만들어 사용할 수 있다. 따라서 각 기관마다 나름대로의 표준을 확인하여서 활용해야 할 것이다. 이 변조이음향 방사에서는 distortion product audiogram(DP청력도)이 얻어진다. 이 DP 청력도의 표시에서는 수평축이 f2주파수이거나, 혹은 두 주파수의 기하평균값(fe)을 나타낸다. 수직축은 변조이음향방사 성분의(2f1-f2) 크기를 dB SPL로 나타내게 된다. 이러한 DP청력도를 선별검사에 직접 사용할 수도 있다. 현재는 이러한 자료가 선별검사에 비교적 많이 사용되고 있다. 다른 활용변수는 변조이음향방사 성분의 크기를 자극 음의 크기에 따라서 보여주는 입출력 곡선을 이용할 수도 있다. 물론 이 방법도 주파수 별로 할 수 있는 장점이 있다. 여기서 변조이음향방사 성분이 적어도 주변소음 표준편차보다 약 2배 이상 크거나, 크기가 noise floor 경우보다 약 5 dB 이상 더 커야 하는 등의 판정기준을 제시 할 수가 있다.⁷⁾ 그리고, 이러한 변조이음향 방사 성분의 지연되는 시간을 측정하여 임상적으로 응용하고자 하는 연구도 여러 관점에서 진행 중에 있다.

결 과

선별검사에서 일반적인 청력검사의 경우보다 검사환경이 나쁜 경우가 많다. 따라서, 변조이음향방사는 그 진폭이 주변소음보다 충분히 크지 않으면 판정이 어려운 경우가 많다. 일반적으로는 흔히 소음레벨보다 약 5 dB 크거나, 소음의 표준편차보다 약 2배정도 커야 한다는 기준이 적용되나 변형하여 사용되는 경우도 많다. 최근에 개발된 상용기기 들은 주변소음과 변조이음향방사 성분을 모두 측정하여 표시하여 주는 기기가 많다.
비교적 합리적인 표준화 방법은 주변 소음레벨과 비교해서 정상 청력치를 가진 사람들의 자료를 정리하는 것이다. 이러한 결과를 이용하여 선별검사에 사용하면 통계적으로 유의하게 비교 판정을 할 수 있기 때문이다. 이러한 방식은 유소아 선별검사 뿐만 아니라 다른 경우에서도 유용하게 사용된다.⁹⁾ 예를 들면 소음성 난청의 경우에 이 정상청력 자료와 비교하여 보면 임상적으로 유용한 대조영역 들을 보여줄 수 있게 된다.
DPOAE 크기가 입력의 크기에 따라서 변화하는 입출력 곡선도 청력손실의 선별에 중요하게 쓰일 수가 있다. 단 이 경우에 입출력곡선의 형태가 단순하지 않은 경우들이 있고, 순음청력검사에서 쓰이는 역치와 이 역치가 일치하지는 않는다는 어려운 점 들이 있다.¹⁰⁾ 이렇게 기록된 변조이음향 방사가 청력도와 어떤 관계가 있는지 추정하는 것이 선별검사에서도 중요한 점이다. 일반적으로 DP 청력도 상에서 변조이음향방사 발생에 기여하는 유효 주파수 성분이 비교적 f2주파수 성분에 가깝다는 연구결과 들이 있다.⁴⁾ 이는 f1과 f2의 기하평균 주파수과도 근사한 결과를 보인다.⁶⁾ 현재 정확한 발생위치를 지정할 수는 없지만 개략적으로 f2가 비슷한 영역의 순음 청력도와 관련성을 보여준다고 추정되고 있다. 또한 임상적으로는 이러한 이음향방사와 소음간의 비를 이용하기도 한다.⁴⁾ 몇 가지 연구 결과를 종합해보면, 청력손실이 약 45 dB 이상이 되면 변조이음향방사 성분을 관찰하기는 사실상 어려운 것으로 판단된다. 본 병원 소아 신생아실에서 위험인자를 가진 아이들을 선별하기위해서 실행한 검사결과를 보면 아래와 같다.¹⁾
이것은 변조이음향방사를 주어진 환경에서 특정기기로 기록했을 때 얻어지는 평균 DP오디오그램을 나타낸 것이다.
여러 결과를 요약해보면, DP청력도는 약 3~6 kHz부근에서 유용한 청력 선별검사방법으로 쓰일 수 있음이 판단된다. 넓은 연령 층에서 기록될 수 있고, 언어적인 면에서도 중요한 3 kHz 부근에서의 변조이음향방사 입출력곡선은 선별검사의 의의를 더 높여 줄 수도 있다고 생각된다.²⁾ 여기서 검사를 통과하지 못한 신생아들은 뇌간유발전위검사와 같은 다른 검사들로 진단 과정을 거치게 할 수 있다.
다음 그림은 앞서 언급된 동일 검사그룹에서 입출력곡선에서 결정된 역치와 뇌간유발성전위 역치사이의 상관관계를 나타낸 것이다. 근사적으로 청력역치 사이에 약한 상관관계가 보이지만, 일치하지는 않는다.²⁾
이때, 동일한 실험 군에서 이음향 방사의 크기와 뇌간유발성전위 간의 상관관계도 살펴볼 수가 있다. 여기서 그 상관관계가 크지는 않음을 알 수가 있다.
다음은 역시 동일 그룹에서 변조이음향방사 역치와 그 크기 간의 상관관계를 나타낸 것이다.
이와 같이 임상적으로 중요한 검사 주파수에서의 입출력 곡선을 활용할 수 있다는 점이 특히 신생아 중환자실 같이 소음이 심한 환경에서 유용한 변수로 쓰일 수 있을 것이다.

고 찰

선별청력검사에 기존의 TEOAE를 사용할 것인지 아니면 DPOAE를 사용할 것인지를 결정하는데 여러 가지 기준이 있을 수 있다. 현재까지의 자료들을 보면, 500에서 1000 Hz까지의 청력을 선별하는 경우에는 TEOAE가 다소 유리한 결과를 보이는 자료들이 있다.³⁾ 그러나 이 영역은 임상적인 검사 환경상 소음의 영향을 많이 받는 대역이라서 TEOAE나 DPOAE 모두 상대적으로 주어진 환경에서 어려운 검사가 될 것이다. 2000 Hz 부근에서는 두 방법 모두 비슷한 결과를 나타낸다. 그러나 4000 Hz 부근에서는 DPOAE가 더 우수한 결과를 나타내는 경우가 많다. 그리고 5000 Hz이상에서는 현재는 DPOAE만이 사용될 수가 있다. 그러나 이러한 상호간의 특징이 각 측정 기법의 변형과 기기의 발전에 의해서 변할 수 있음을 고려해보면, 추후 두 검사방법의 개선을 더 주목해보아야 할 것이다.

요약 및 결론

진단 목적으로 많이 사용되는 변조이음향방사는 비교적 짧은 검사시간과 간단한 조작과 같은 임상적으로 여러 가지 유리한 장점을 가지고 있다. 이러한 변조이음향방사를 선별난청검사에도 활용하는 방법에 관해서 여러 가지 연구들이 진행되어 왔다. 변조이음향방사 결과에서 난청의 정도를 아직 정확히 추정할 수는 없지만, 개략적인 난청의 정도를 추정할 수 있다고 판단된다. 이러한 관점에서 본원의 정상 신생아에게서 난청의 조기발견을 위하여 시행한 검사결과를 분석하였다. 이 변조이음향방사는 여러 가지 임상적으로 활용될 수 있는 변수들이 알려져 있다. 그 중에서 변조이음향 방사의 진폭과 주변 소음간의 관계를 이용할 수 있다.⁴⁾ 진폭의 크기를 이용하는 변조이음향방사 청력도에서는 와우에서의 음에대한 수동적 반응을 때문에 너무 큰 음압 레벨은 피하는 것이 유리하다. 임상적인 목적의 선별검사에서는 주변 소음과의 관계와 변조이음향 방사의 입출력 곡선을 기록하여 변조이음향방사의 역치를 추정하는 것도 의미가 있다. 이러한 임상상황에서 변조이음향방사는 약 2 kHz 미만에서는 주변소음 크기 때문에 그 변별이 어려운 경우가 많다. 또한 아주 높은 주파수에서도 신뢰도가 낮아지는 점을 감안하면, 약 3 kHz 부근에서 변조이음향방사의 입출력 곡선을 추적해보는 것도 선별검사에 유용하다. 신생아의 경우 일차 검사에서 통과하지 못하는 경우에, 약 한달 뒤에 재 검사를 받기도 한다. 이러한 선별과정이 실패할 경우, 한번으로 끝나는 것이 아니고, 그 후 다른 여러 검사법과 병행되어야 한다. 다른 생리학적 청력 검사의 경우와 마찬가지로, 최종확인에는 종합적인 접근방법이 필요하다. 현재 선별검사를 위하여 TEOAE나 DPOAE 중 어느 것을 우선 사용할 것인지는 현재 방법상의 장단점이 있지만, 이 장단점 자체가 추후 변화 될 가능성이 높고, 더 연구가 필요할 것으로 생각된다. 또한, 이러한 검사자료를 상호 비교 정리를 하기 위한 여러 가지 표준화작업도 필요하다. 더불어 임상적으로 선별검사 시에 발생할 수 있는 측정 잡음과 probe주변에서 발생할 수 있는 공명주파수 문제도 주의하여야 한다.

REFERENCES

Chang SO, et al. Distortion product and spontaneous otoacoustic emissions in normal neonates. Korean J Otolaryngol 2000;43:363-8.
Chang SO, et al. The efficacy of the hearing threshold level at 3 kHz I/O curve in DPOAE in screening the high risk neonates in NICU, Korean J Otolaryngol 2002;45:323-7.
Gorga MP, et al. Otoacoustic emissions from normal hearing and hearing impaired subjects: distortion product responses. J Acoust Soc Am 1993;93:2050-60.
Gorga MP, et al. From laboratory to clinic: a large scale study of distortion product otoacoustic emissions in ears with normal hearing and ears with hearing loss. Ear Hear 1997;18:440-55.
Joint Committee on Infant Hearing 1994 Position Statement. Pediatrics 1995;95:152-6.
Lonsbury-Martin BL, et al. Distortion product otoacoustic emissions. In: Robinette MS, Glattke TJ, eds. Otoacoustic emissions: Clinical applications. New York: Thieme 1997;83-109.
Maroc J, et al. Distortion product otoacoustic emission in healthy newborns: normative data. Acta Otolaryngol (Stockh) 1995;115:187-9.
National Institutes of Health Consensus Statement. Early identification of hearing impairment in infants and young children, NIH Consensus Statement, March 1-3, 1993;11:1-24.
Smurzynsky J, et al. Distortion product otoacoustic emissions in normal and impaired adult ears. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 1990;116:1309-16.
Stover L, Norton SJ. The effects of aging on otoacoustic emissions. J Acoust Soc Am 1993;94:2670-81.