| Neonatal Hearing Screening with Distortion Product Otoacoustic Emissions |
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Chan Park1, Heung Eog Cha1, Il Hwan Jang1, Sun Tae Kim1, Chan Woo Kim1, Seung Chul Oh1, Sang Hee Kim2 |
1Department of Otorhinolaryngology-Head Neck Surgery &
2Pediatrics, Gachon Medical College, Gil Medical Center, Inchon, Korea |
| 변조이음향방사를 이용한 신생아 청력선별검사 |
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박 찬1, 차흥억1, 장일환1, 김선태1, 김찬우1, 오승철1, 김상희2 |
1가천의과대학 이비인후-두경부외과학교실
2소아과학교실 |
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| Abstract |
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Although hearing impairment is a relatively common congenital disability of the newborns, identification of hearing impairment is difficult in newborns. Distortion-product otoacoustic emissions (DPOAE) hold promise as a neonatal hearing screening technique recently. The aim of this preliminary study was to determine the validity of DPOAE as a neonatal hearing screening technique. A total of 152 ears of 76 infants were tested with DPOAE screening protocols. DPOAE results were analyzed by means of calculation of the difference between the mean of the DPOAE response levels and the mean of the noise floor levels from six frequency pairs between 1,000 and 5,500 Hz. On otoscopic examination, occluding vernix was cleaned. Pass-fail rates for response above noise floor criteria of 5, 10, 15 dB were examined. Pass rates were 90%, 73%, 31% at the 5, 10, 15 dB levels, respectively. The average test time of DPOAE in each ear was 112 seconds in each ear and 8 minutes 24 seconds in each neonate. Cleaning vernix from the ear canal increased the pass rate from 82.9% to 90.1%. The ability to test rapidly the hearing of all infants with DPOAE points to the feasibility of using this test as a first-stage hearing screen. The pass-fail criterion of DPOAE should be based on instrumentation calibration, infant status and an acceptable sensitivity and specificity yield.
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| Keywords:
Hearing screening test;Distortion-product otoacoustic emission. |
서론
유소아기의 정상청력은 언어와 인지능력의 발달에 필수적이며 중등도 이상의 청력장애가 있는 경우 언어습득이 늦고 학업성취도가 떨어지고 사회적, 감정적 발달에 장애를 초래할 수 있다. 통계에 의하면 출생 신생아의 약 750명당 1명에서 중등도 이상의 선천성 난청을 보일 수 있으며 더 많은 수에서 경도의 청력장애가 발생한다. 또한 신생아 중환자실 환자를 포함한 청력장애 고위험군에서는 청력장애의 발생율이 2∼5%로 증가한다.1) 그러나 유소아의 청력장애는 발견이 힘들어 보통 2세 이후에 확인하게 되는 경우가 많아 치료의 기회를 놓치게 되므로 신생아에서 집단선별검사를 통하여 난청을 확인하여 조기에 치료를 시작하면 언어, 인지능력발달에 도움을 줄 수 있다.
청력장애를 진단하기 위하여 소아에서 이용되는 행동관찰 청력검사나 Crib-O-gram 등은 신생아에서 사용하기가 힘들고 객관적이지 못하며 청력장애의 정도를 구별하기가 힘들다. 현재 신생아난청의 조기검진으로 많이 이용되는 청성뇌간유발반응검사(auditory brainstem response, ABR)는 비침습적이고 객관적이며 신뢰도가 높은 검사방법이지만 시간과 비용이 많이 소요되며 검사결과의 주관적 해석이 요구되는 단점이 있다.2)
이음향방사(otoacoustic emission, OAE)는 와우로부터 방사되는 저강도의 음에너지로 외이도에서 측정할 수 있다. 신생아난청의 1차적 선별검사로 많이 사용되고 있는 유발이음향방사(transient evoked otoacoustic emission, TEOAE)는 검사시간이 짧고 비용이 적게 소요되며 경증의 난청을 감지할 수 있다. 변조이음향방사(distortion-product otoacoustic emission, DPOAE)는 두개의 다른 주파수를 갖는 f1, f2의 음자극이 주어졌을 때 와우에서 발생하는 이음향방사로 주파수특이성을 갖는 객관적인 정보를 제공한다. 정상 DPOAE가 존재한다는 것은 와우와 중이기능이 정상이라는 것을 의미한다.3) 이 연구에서는 신생아 난청의 집단선별검사도구로서 DPOAE의 가능성을 확인하고자 하였다.
대상 및 방법
대상
검사대상은 1999년 7월부터 8월까지 가천의과대학부속 길병원에서 출생한 정상신생아로 총 76명, 양측 152 귀에서 검사를 시행하였다. 대상신생아는 재태기간 35주부터 42주까지 평균 38주 6일이었으며 출생시 체중은 2.52 kg부터 4.30 kg까지 평균 3.25 kg이었다. 대상신생아의 남녀비는 1：1이었으며, 자연분만이 51명, 제왕절개출산이 25명이었다. 출생 후 소아과의사의 진찰을 받았으며, 감각신경성난청의 고위험군(풍진 등 자궁 내 감염, 선천성 기형, 저산소증, 고빌리루빈혈증, 뇌수막염 등)과 신생아중환자실 환자는 측정대상에서 제외하였다. 대조군으로 정상청력을 가진 성인남녀 각 10명에서 DPOAE를 검사하여 비교하였다. 검사 전에 신생아의 보호자로부터 사전동의서(informed consent)를 받았다.
방법
대상신생아의 검사일시는 출생 후 9시간부터 165시간까지 평균 52시간이었다. 검사는 신생아실의 부속실로 방음장치는 되어있지 않았지만 소음측정기로 40 dB SPL 이하의 소음을 보이는 격리되고 조용한 방에서 시행되었다. 잡음을 최소화하기 위하여 신생아는 수유 후 자연수면중의 안정된 상태로 요람에 눕힌 상태에서 검사하였다. 검사중 신생아가 울거나 심하게 움직이는 경우 검사를 일시 중지하여 안정된 상태에서 다시 검사하였으며 수면제는 사용하지 않았다. DPOAE를 시행한 후 이경을 사용하여 외이도의 이물이나 귀지를 확인하였으며 외이도 상태를 귀지 없음, 약간 있음, 완전 막힘으로 구분하였다. DPOAE에 통과하지 못한 경우 귀지를 제거한 후 다시 검사를 시행하였다.
DPOAE는 GSI 60 Distortion Product Otoacoustic Emissions System(Grason-Stadler Inc., A Welch Allyn Co., Milford, NH)을 사용하였다. 소형이어폰과 2개의 마이크로폰이 내장된 신생아용 probe에 4∼6 mm 크기의 실리콘 protector를 사용하여 외이도에 고정하였다. 총 500회의 반응을 평균가산하였으며 표집속도 16,000 Hz로 검사하였다.
자극음은 1 kHz부터 5.5 kHz까지 옥타브당 2개씩 6개 주파수대였으며 음강도는 65 dB, 50 dB(L1＝65 dB SPL, L2＝50 dB SPL)로 측정하였다(Table 1). 2회 이상의 검사를 시행하여 낮은 기저소음을 보이며 반복된 DPOAE의 결과를 취하였다.
DPOAE 검사결과에서 주파수별 편차를 줄이기 위하여 6개 주파수대 값의 평균을 계산하였다. Log scale인 dB SPL로 측정된 DPOAE와 기저소음을 linear scale인 sound pressure amplitude(Pa)로 변환하였다. 이 변환값의 평균제곱근(root mean square, RMS)을 계산하여 다시 dB SPL로 변환하였다(Table 2). 평균제곱근으로 계산된 DPOAE와 기저소음과의 차이를 5 dB와 10 dB, 15 dB를 기준으로 비교하였다(Figs. 1 and 2).
통계학적 분석은 대상신생아간의 DPOAE를 비교하기 위하여 Student t-test를 시행하였으며, 귀지와 DPOAE의 관계를 비교하기 위하여 chi-square test를 시행하였다.
결과
출생 후 36시간 내에 변조이음향방사를 검사한 신생아가 31명, 62귀였으며 36시간 후에 검사한 신생아가 45명, 90귀였다. DPOAE의 결과에서 남녀, 좌우측, 출생방법, 출생 후 36시간을 기준으로 한 검사시간에 따른 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 1차 DPOAE를 시행한 후 이경검사에서 귀지에 의해 외이도가 완전히 막힌 경우가 17귀(11.2%)였으며, 귀지가 있으나 통기도가 유지된 경우가 50귀(32.9%)였고, 귀지가 없이 외이도가 깨끗한 경우가 85귀(55.9%)였다. 출생 후 36시간 전 신생아의 46.9%(완전 막힘 14.1%, 약간 있음 32.8%)에서 귀지가 있어 36시간 후 신생아에 비하여 외이도 내 귀지가 많았으나 통계학적 의의는 없었다(χ2＝0.97, p<0.05). 귀지에 의해 외이도가 완전히 막힌 상태에서 DPOAE의 실패율이 70.6%로 귀지가 없거나 약간 있는 경우의 DPOAE 실패율보다 유의하게 높았다(χ2＝38.61, p>0.05). 귀지가 있으면서 실패한 12귀의 경우 귀지를 제거한 후 DPOAE를 다시 시행하여 11귀에서 통과하여 누진 통과율은 82.9%에서 90.1%로 증가하였다(Table 3 and 4).
일측 귀에서 DPOAE를 측정할 때 소요된 시간은 probe를 귀에 꽂고 검사를 시작하여 끝날 때까지 검사당 평균 1분 52초였으며, 신생아 한 명당 DPOAE를 검사하는데 소요된 시간은 평균 8분 24초였다.
DPOAE와 기저소음의 평균제곱근을 구하여 그 차이를 비교하였으며 5 dB를 기준으로 92%, 10 dB를 기준으로 하였을 때 73%, 15 dB를 기준으로 하였을 때 31%의 통과율을 보였다. 신생아실에서 실시한 수 차례의 DPOAE에서 통과에 실패한 경우는 15명, 15귀로 모두 일측이었으며 이 신생아중 9명은 퇴원 후 3주 내에 외래에서 추적하여 DPOAE를 재시행하여 5 dB 기준으로 모두 통과하였으며 4명은 추적관찰되지 않았고 2명은 보호자가 추가적인 검사를 원하지 않았다.
고찰
신생아난청은 경증의 경우에도 정상적인 언어, 인지발달에 지장을 초래할 수 있으므로 조기검진이 필요하다. 출생 후 수개월 내의 청각자극이 청력감각계의 발달에 중요하다고 주장되고 있으며, Apuzzo 등의 연구에 의하면 청력장애의 검사시기에 따른 전반적인 발달상태, 운동능력, 언어, 인지, 사회적 능력지수를 비교하였을 때 일반적으로 청력장애를 발견하게 되는 18개월보다 6개월 이전에 청력장애를 발견하여 치료를 시작하면 더 많은 도움을 줄 수 있었다고 하였다.4) 또한 유소아기에는 효과적인 선별검진이 힘들고 추가적인 비용이 많이 소요되지만, 신생아의 경우 출산 후 수일 내에 병원에서 검사를 시행하면 접근이 용이하고, 중이 감염율이 적으며 장시간 조용한 상태를 유지할 수 있어 선별검사에 보다 적합하다는 장점이 있다.5)
신생아의 청각선별검사로 유아의 행동관찰, Crib-O-gram, 임피던스검사, 등골근 반사검사 등이 이용되어왔으나 민감도나 특이도가 만족스럽지 않았으며, 70년대 중반부터 ABR이 사용되어 이전의 검사에 비하여 정확하고 객관적인 자료를 제공하였다. 그러나 준비와 검사에 소요되는 시간이 길고 비용이 많이 들며 검사를 위하여 수면을 유도해야 하는 제한점이 있어 최근에는 선별검사를 위해 자동화된 ABR(automated auditory brainstem response, AABR)이 시도되고 있다. 자동화된 ABR은 35 dB 또는 40 dB의 click sound를 주어 정상신생아에서 검사된 정상치와 비교하여 통과-실패만을 측정하므로 기존의 ABR에 비하여 검사시간이 짧고 특별한 조작이 필요하지 않아 비숙련자도 시행할 수 있지만 청력장애의 정도를 알 수 없다는 단점이 있다.2)6)
ABR과 함께 이용되고 있는 이음향방사(otoacoustic emission, OAE)는 ABR에 비하여 검사시간이 짧으며 시행이 간편하고 검사비용이 저렴하여 일차선별검사에 더 적합하다고 인정되고 있으며, 유발이음향방사(TEOAE)와 함께 변조이음향방사(DPOAE)가 최근 신생아의 청력선별검사에 이용되고 있다. 현재 많이 사용되는 TEOAE는 빠르고 손쉽게 시행할 수 있지만 광역 주파수대의 정보를 제공하지 못하며 주위소음에 의해 민감도와 특이도가 낮아질 수 있고 비선형성으로 동적 적용폭이 좁고 개체간의 차이가 다양할 수 있다.5)7)
DPOAE 역시 짧은 시간 내에 간편하게 시행할 수 있고 500 Hz에서 8 kHz까지 광역의 주파수 특이적인 정보를 제공하며 특히 고주파영역(6∼10 kHz)에서 TEOAE보다 많은 정보를 얻을 수 있다. DPOAE는 와우를 포함하여 외이도로부터 중이, 내이의 이상에 의한 난청을 감지할 수 있지만 선천성 난청신생아의 1% 미만에 해당하는 중추신경계의 이상에 의한 난청은 감지할 수 없다. 또한 DPOAE는 40 dB nHL보다 청력이 좋을 경우에만 측정되므로 그 이하의 경도의 난청이 간과될 수 있는 단점이 있다.8)9)
이음향방사는 와우로부터의 저강도 음에너지를 측정하므로 주위환경이나 환자의 호흡 등 신체 내 소음의 영향을 많이 받으므로 외부나 체내의 소음이 많은 주파수대에서는 검사시간이 길어지고 정확도가 떨어질 수 있다. DPOAE결과는 1 kHz 이하의 저주파대에서 환자의 호흡음 등에 의해 영향을 받으며, probe fitting에 따라 4 kHz 이상의 주파수대에서 영향을 받는다. DPgram에서 4 kHz부위에 낮은 신뢰도를 보이는 것은 외이도에 probe를 고정할 때 불완전한 폐쇄로 자극음이 손실되기 때문이라는 연구가 있으므로 소음을 줄이고 정확한 검사를 위해서는 적절한 probe fitting이 필요하다.3)5)8) Probe fitting에 주의하면서 DPOAE를 측정하면 동일개체 내에서 높은 신뢰도를 보이므로 신생아 청력선별의 객관적 검사로 임상적 이용이 가능하다.10)
본 연구에서는 신생아실에 부속된 조용한 검사실에서 검사를 하였으며 신생아는 수유 후 자연수면의 안정된 상태였다. Probe를 외이도에 고정시킬 때와 반대편 귀에서 검사를 하기 위하여 자세를 바꿀 때 신생아의 일시적인 요동이 있을 수 있으나 수면제는 사용하지 않았다. DPOAE는 500∼8,000 Hz의 광역주파수대에서 측정할 수 있으나 1 kHz 이하나 6 kHz 이상의 주파수대에서 잡음에 의한 편차의 영향을 고려하여 1,000∼5,500 Hz의 주파수대에서 DPOAE를 측정하였다.
DPOAE는 주변소음 외에도 출생시 외이도 내 귀지나 중이내 삼출액에 의하여 발현율이 저하될 수 있다. 출생 후 24∼48시간 내에는 중이내의 저류액이 남아 있거나 외이도의 젖은 귀지로 DPOAE의 통과율이 저하될 수 있다.11-14) Doyle 등은 신생아 청력선별검사로 자동화된 ABR과 TEOAE를 사용하면서 외이도의 귀지와 중이 내 저류액에 의한 통과율의 차이를 비교하였다.5) 이경검사에서 귀지가 외이도를 완전히 막고 있는 경우가 출생 후 24시간 전이 14.2%로 24시간 후인 11.7%보다 많았다. ABR의 통과율은 귀지가 외이도를 완전히 막고 있는 경우가 66%로 통해있는 경우의 92%보다 낮았으며, TEOAE는 귀지가 외이도를 완전히 막고 있는 경우가 38%로 통해 있는 경우의 85%보다 낮았다. 장 등은 이경검사를 이용한 외이도 이물제거 전후로 TEOAE를 시행하여 76%와 91%의 통과율을 보고하고 있다.15) 본 연구에서는 귀지가 외이도를 완전히 막고 있는 경우가 출생 후 36시간 전에서 14.1%, 36시간 후에서 9.1%로 차이가 있었으나 통계학적인 의의는 없었으며, DPOAE의 통과율은 귀지가 외이도를 완전히 막고 있는 경우가 29.4%로 통해 있는 경우 89.6%보다 유의하게 낮았다.
현재 사용되고 있는 DPOAE에서 통과/실패에 대한 기준과 함께 자극음의 주파수대(f1/f2)와 음강도(L1/L2)에 대해서 합의된 바가 없으며 옥타브당 측정점의 개수도 정해진 것이 없어 검사기관마다 다른 기준으로 시행되고 있다. 따라서 정상청력을 가진 신생아를 대상으로 DPOAE를 측정하여 정상수치의 기준을 확립하는 것이 필요하다. 그러나 청력선별검사의 목적으로 DPOAE를 사용하는 경우 정상 수치를 엄격하게 적용하면 민감도가 감소할 수 있다. Bowes 등은 통과기준을 엄격히 설정하여 2,000 Hz에서 4,000 Hz사이의 6개 주파수대에서 DPOAE를 검사하였다.16) DPOAE의 절대값이 0 dB 이상, 기저소음보다 15 dB높아야 하며 6개 주파수대중 4개 이상의 주파수대에서 반응이 지속되는 것을 통과기준으로 삼았을 때 자동화된 ABR에 비교하여 DPOAE의 특이도가 단지 13%라고 보고하였다. 따라서 청력선별검사를 위하여 정상치와의 비교 외에 다른 기준을 적용할 필요가 있다. 또한 여러 주파수대에 걸쳐 DPOAE를 측정하면 측정 대상에 따라 몇몇 주파수대에서 급상승 또는 급강하를 보이는 주파수대간 편차를 유발할 수 있으므로 Smurzynski 등은 이러한 편차를 줄이기 위하여 평균제곱근을 구하였다.17) DPOAE값과 기저소음값은 log scale인 dB SPL로 측정되므로 linear scale인 sound pressure amplitude(Pa)로 변환하여 변환값의 평균제곱근(root mean square, RMS)을 측정한 후 다시 dB SPL로 변환하여 DPOAE와 기저소음의 차이를 비교하였다. 이러한 방법을 사용하여 Smurzynski 등은 ABR에 대한 DPOAE의 민감도와 특이도를 100%와 74%로 보고하고 있으며,17) Salata 등은 DPOAE와 기저소음 차를 5, 10, 15 dB로 주었을 때 통과율을 94%, 68%, 38%로 보고하고 있다.1) 본 연구에서는 6개 주파수대에서 측정한 DPOAE와 기저소음대의 평균제곱근값을 계산하여 그 차이를 비교하였다. 기저소음대보다 DPOAE값이 5, 10, 15 dB높은 것을 기준으로 하였을 때 통과율은 각각 90%, 73%, 31%이었다.
국제보건기구(WHO)는 신생아난청을 포함한 선별검사의 원칙에 대하여 몇가지 권고사항을 제시하고 있다.18) 선별검사는 해당 질병이 개인이나 사회에 심각한 영향을 끼치는 경우 시행되어야 하며, 환자에게 부담을 주지 않으면서 시행이 쉽고 소요시간이 짧고 비용이 많이 들지 않으며 정확해야 한다. 또한 진단기준이 명확해야 하며 진단 후 초기치료에 효과가 있어야 한다. 신생아난청은 청력과 언어, 인지발달에 심각한 장애를 초래하므로 선별검사의 필요성이 있지만 현재 이용되고 있는 여러 가지 검사는 비용과 소요시간, 정확도 등 여러 면에서 보완이 필요하다. 신생아 청력선별검사로 이음향방사는 현재 많이 사용되고 있지만 민감도와 특이도가 보장된 확진방법으로 인정되기에는 논란의 여지가 있다. 이음향방사는 객관적인 정보를 제공하지만 청력장애의 확정적인 증거는 아니며 통과에 실패한 경우 고위험군으로 인정하여 추가적인 검사가 필요하다는 주장도 있다.11)15) 이러한 경우 외이도 이물이나 중이염을 배제하기 위하여 이경검사와 임피던스검사가 필요하며 추가적인 OAE검사와 ABR검사가 필요할 수 있다.13)
따라서 신생아난청의 집단선별검사로 진찰소견과 OAE, ABR검사를 포함한 청력선별검사의 방법을 확립하는 것이 필요하다. 또한 유소아에서의 DPOAE검사치는 성인과 다르므로 DPOAE검사의 신뢰성을 높이기 위하여 inanimate cavity를 이용한 acoustic ar-tifact에 대한 정확한 정보와 함께 좀더 많은 정상신생아와 고위험군 신생아를 대상으로 청력선별검사를 실시하여 정상자료와의 비교가 필요하다.3)7)9)19)
또한 신생아난청의 선별검사는 검사기관마다 비용과 효율에 대한 입장에 따라 다양한 의견이 있으며, 고위험군 신생아에 대한 청력선별검사가 아닌 모든 정상신생아에서의 청력선별검사의 적용에도 논란이 있다.13)19) 그러나 신생아난청의 비교적 높은 발생비율을 고려할 때 비용이 적게 들고 소요시간이 짧으며 광역주파수대를 검사할 수 있는 DPOAE가 1차적인 청력선별검사로서 의의가 있을 것으로 사료된다.
결론
신생아난청은 조기진단하여 치료를 시작하면 언어, 인지발달에 많은 도움을 줄 수 있다. ABR은 객관적이고 정확한 정보를 제공하지만 비용과 시간이 많이 소요되는데 비하여 DPOAE는 검사시간이 짧고 수면유도가 필요하지 않으며 손쉽게 시행할 수 있다. 출생 후 36시간 내에는 중이내 저류액과 외이도 귀지에 의해 이음향방사측정이 저해될 수 있으므로 이경검사와 함께 검사시간을 조절하여야 한다. DPOAE와 기저소음대의 평균제곱근값을 이용하면 검사대상에 따라 나타날 수 있는 주파수간 편차를 보정할 수 있다. DPOAE는 짧은 시간 내에 광역주파수대에 걸쳐 와우와 중이의 이상을 측정할 수 있어 1차적인 청력선별검사로서 의의가 있을 것으로 사료된다.
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