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Electrophysiology,
Korean Journal of Audiology 2003;7(1):57-62.
A Comparison of Auditory Steady-State Response Thresholds to Pure Tone Thresholds in Persons with Normal Hearing and Sensorineural Hearing Loss
Soo Jin Cho1, Jung Hak Lee2, Jin Sook Kim3, Hyung-Jong Kim2
1Interdisciplinary Program, Graduate School
2Department of Otorhinolaryngology-Head & Neck Surgery
3Division of Speech Pathology Audiology, Hallym University, Chunchon, Korea
정상인과 감각신경성 난청인에서 청성지속반응역치와 순음청력역치 비교
조수진1, 이정학2, 김진숙3, 김형종2
1한림대학교 대학원 협동과정
2한림대학교 의과대학 이비인후과학교실
3한림대학교 자연과학대학 언어청각학부
Abstract

Objective:Recently, auditory steady-state response (ASSR) tests have been developed as a new objective method for estimating hearing level especially. in profound hearing loss. The ASSR is proposed as an alternative to the auditory brainstem response (ABR) and uses continuous stimuli to elicit a response from the auditory system. The goal of this study was to compare ASSR thresholds to pure tone thresholds.

Methods:The subjects included 15 adults with normal hearing and 21 subjects with sensorineural hearing loss (11 adults, 10 children). A clinical audiometer (Interacoustic, AC33 Audiometer) and MASTER system (Bio-logic) was used to evaluate pure tone thresholds and ASSR thresholds. ASSRs were obtained using 100% AM and 20% FM tones at 500, 1000, 2000, 4000 Hz for carrier frequency and at 82 to 99 Hz for modulation frequency.

Results:Results were as follows. Firstly, ASSR thresholds appeared to be higher than pure tone thresholds in total combined subjects. The mean of differences between PTA and ASSR thresholds were 16.4-22.0 dB across frequencies and the largest difference was observed at 500 Hz and the highest correlation was found at 2000 Hz. Secondly, The correlation between ASSR and PTA thresholds was lower in subjects with normal hearing than in subjects with sensorineural hearing loss. Finally, In case of sensorineural hearing loss (adult), the mean of differences across frequencies between PTA and ASSR thresholds were 12.8-26.2 dB and the highest correlation was found at 1000 Hz.

Conclusions:The results indicated that the ASSR may provide a useful data for the prediction of behavioral hearing thresholds in subjects with sensorineural hearing loss as well as normal hearing. It also suggested, however that the MASTER technique including the software should be improved to reduce the measuring time which was considerable longer than expected to get the appropriate data.

Keywords: ASSR;Hearing threshold.

교신저자:조수진, 200-702 강원도 춘천시 옥천동 1번지
            전화) (033) 248-2210, 전송) (033) 256-3420, E-mail:sj2434@hallym.ac.kr

서     론


청력검사는 크게 객관적인 검사와 주관적인 검사로 나눌 수 있는데, 그 중 청성뇌간반응(auditory brainstem response)과 이음향방사(otoacoustic emission)를 포함한 객관적인 검사 방법은 오랜 시간동안 환자의 청력 상태를 정확하게 측정하는 도구로 널리 사용되어 왔다. 클릭음(click)을 주로 사용하는 청성뇌간반응은 직접적인 청력평가가 불가능한 어린이나 성인에게 실시하여 청력을 예측할 수 있고, 와우 혹은 와우보다 중추적인 청신경의 병변여부를 진단하는데 사용된다.1) 특히 수면이나 마취제의 영향을 받지 않기 때문에 유소아들의 검사에 유용하다. 하지만 1
~2 kHz보다 낮은 주파수에 대한 청각역치(auditory threshold) 측정이 쉽지 않아서 주파수 특이성(frequency specificity)이 떨어진다.2) 또한 클릭음과 같이 짧은 지속시간을 가진 자극음을 사용해서 역치 수준의 반응을 구하기 위해서는 이어폰(earphone)의 입력 전압이 높아야 하므로 변환기(transducer)에 의존적인 최대 입력전압은 당연히 최대 출력레벨을 제한하게 되어 심도난청(profound hearing loss)과 고도난청(severe hearing loss)을 구별하는데 어려움이 발생하게 되는 것이다.3)4)5) 이런 단점을 극복하고 주파수 특이적인 청각역치를 구하기 위해서 toneburst 혹은 tone pip의 자극음을 사용하기도 하지만, 저주파수에서 측정된 청각역치의 신뢰도가 떨어지고, 특히 저강도의 자극음(low stimuli)에서 클릭음을 자극음으로 하는 반응과 비교했을 때 파형을 더 구분하기 어려운 경우가 있다. 이음향방사의 경우에도 약 40~50 dBHL 이상의 청력손실이 있는 경우에는 반응을 구할 수 없고, 주파수별로 청력손실의 양상을 자세히 볼 수 없는 단점이 있다.6)
이런 객관적인 기존 청력검사의 단점을 보완하여 최근 들어 활발히 연구되고 있는 방법 중 하나가 바로 지속유발전위(steady-state evoked potential, SSEP)이다. 하지만 이 용어는 "체성유발전위(somatosensory evoked potential, SSEP)"의 약자와 혼동될 우려가 있어서 현재는 청성지속반응(auditory steady state response, ASSR)을 주로 사용하는 추세이다(Cone-Wesson et al., 2002).7) Regan(1966)8)에 의해 처음으로 사람의 주기적인 자극 파형을 시각적인 자극을 통해서 측정하였고, 1981년 Galambos 등9)은 청성중기반응(auditory middle response)에 변화를 주어 청각역치를 쉽게 구할 수 있는 40 Hz 사건관련전위(event-related potential)를 측정하였다. 이 반응은 자극음을 초당 40회 반복 자극하여 평균 가산했을 때 반응의 강도가 크기 때문에 반응을 신속히 관찰할 수 있고, 청력역치 및 자극강도와 밀접한 관련이 있다. 또한 주파수별 측정이 가능하다는 점에서 유용한 검사방법이라고 말할 수 있다. 하지만 수면이나 안정상태에 의해 영향을 많이 받기 때문에 반응 역치가 상승하고, 신뢰도도 떨어질 수 있다. 특히 어린이의 경우 깊은 수면단계에서는 반응의 신뢰도가 더 떨어지는 것으로 알려져 있다.10)
그 이후의 연구에서 밝혀진 바에 의하면 수면상태의 환자로부터 유용한 결과를 얻기 위해서는 70 Hz 이상의 변조율(modulation rates)에서 측정하는 것이 더 효과적이라고 한다.11)
또한 정상 청력을 가진 유소아나, 어린이(4개월~15세)를 대상으로 ASSR을 측정한 결과 80 Hz 이상의 변조율에서 가장 안정적이고, 신뢰도도 좋았다.12) 특히 ASSR은 신생아와 와우이식 대상자 아동들의 잔존 청력(residual hearing)을 측정하는 방법 및 보청기의 착용 이득(functional gain) 검사와 신생아 선별검사에도 이용될 수 있다.13) 이러한 ASSR은 다른 검사에 비해 주파수 특이성이 높고, 더 높은 강도의 출력음으로 검사를 시행할 수 있어서 좀 더 객관적인 검사가 가능해졌다는 의미에서 그 의의가 더 크다고 말할 수 있다.
ASSR의 또 다른 흐름은 빠른 자극 비율을 이용하여 반응 강도의 손실 없이 여러 개의 주파수를 동시에 측정할 수 있는 Multiple Auditory Steady-State Response(MASTER)에 대한 연구이다.14) 이 반응의 장점은 각 전달 주파수(carrier frequency, CF)마다 다른 변조율을 가지고 있기 때문에 측정된 반응의 강도를 주파수별로 구분하기가 쉽고, 여러 개의 자극음을 양쪽 귀에 동시에 제시하기 때문에 검사 시간을 단축할 수 있다는 것이다. 하지만 측정하고자 하는 전달 주파수가 한 옥타브 이상 차이나지 않는다면, 전달 주파수사이에 중요한 상호작용이 일어나서 정확한 검사가 어렵다.15) 이러한 단점에도 불구하고 가장 객관적이고, 높은 강도의 음을 이용하여 빠른 시간 내에 환자의 청력 역치를 검사할 수 있다는 점에서 활발한 연구가 이루어지고 있으며, 우리나라에서도 새로운 검사 도구로 소개되고 있다.
따라서 이번 연구에서는 청력역치를 추정할 때 사용할 수 있는 MASTER 역치와 순음청력역치를 비교해 보고, 그 상관관계를 살펴보고자 하였다.

연구방법

연구대상

정상인의 경우 이비인후과 진료 시 중이에 질병이 없거나, 고막운동성검사(tympanometry)에서 A형이고, 순음청력검사 상 평균역치가 15 dB 이내의 성인 15명(30귀)으로 정상인의 평균 연령은 25.7세, 연령범위는 21
~31세였다. 감각신경성 난청의 경우 역시 중이에 질병이 없거나 고막운동성검사에서 A형이고, 기도와 골도의 차이가 10 dB 이내인 성인 11명(21귀)과 아동 10명(20귀)을 대상으로 하였다. 성인의 평균연령은 47.5세, 연령범위는 19~71세였고, 아동의 평균연령은 6.5세, 연령범위는 4~11세였다. 평균순음역치는 성인이 66.8 dBHL, 아동이 76.8 dBHL였다.

연구절차

순음청력역치는 Interacoustic사의 AC33 Audiometer와 TDH-39 headphone을 이용하여 측정하였으며, 역치 측정방법은 수정상승법(modified method of limits)을 사용하였다. 즉 검사음에 대해 친숙하도록 하기 위하여 최초 자극음을 30 dBHL에서 제시하고 반응이 있으면 10 dB씩 감소시켜 최초로 반응이 없는 수준에서 5 dB씩 증가시켜서 역치가 측정될 때까지 "5 dB 상승, 10 dB 하강" 과정을 반복하여 역치결정은 피검자가 동일수준에서 2회 이상 반응하는 가장 낮은 자극음으로 간주하였다. 중이검사는 Welch Allyn사의 Microtymp2를 이용하여 측정하였다.
ASSR은 Bio-logic사의 MASTER system을 사용하여 조용한 방음실에서 피검자를 편안하게 한 후 활성전극(active)을 앞이마(high forehead)에, 기준전극(reference)은 목 뒷부분(nape of the neck)에, 접지전극(ground)은 어깨부분에 부착하는 1 channel 전극을 사용하였다. 저항은 모두 5 kΩ 이하로 하고, 전극간 저항 차이가 2 kΩ 이하가 되도록 하였다. 전달주파수는 500, 1000, 2000, 4000 Hz로 하고, 변조주파수(modulation frequency)를 82
~99 Hz로 주파수마다 달리하여 4개의 주파수음을 동시에 양측 귀에 제시하여 검사하였다. 최초의 자극강도는 순음청력역치보다 20 dB 높은 수준에서 제시하였고,16) 자극 강도가 80 dBHL 이상인 경우는 환자의 귀에 불편을 초래할 수 있으므로 1개의 주파수씩 선정하여 검사하였다. MASTER 역치 측정법은 F-test에 근거하였으며, 자료 분석은 MASTER와 순음청력검사상의 각 주파수별 역치 및 상관관계를 통계프로그램 SPSS 10.0 software를 사용하였다.

연구결과

전체 연구 대상자의 MASTER 역치가 모든 주파수에서 순음청력역치보다 높게 나타났으며, 두 역치간의 차이는 500 Hz에서 가장 크게 나타났고, 2000 Hz에서 표준편차(SD)가 9.3 dB으로 가장 작은 값을 보였다. 두 역치간의 상관관계는 2000 Hz에서 상관계수(correlation coefficient) .977로 가장 높았고, 1000, 4000, 500 Hz의 순으로 높게 나타났다(Table 1).
전체 대상자 중 정상인의 순음청력역치와 MASTER 역치를 비교한 결과 500 Hz에서 24.8±7.7 dB, 1000 Hz에서 20.0±8.1 dB, 2000 Hz에서 15.2±7.5 dB, 4000 Hz에서 18.3±7.6 dB로 500 Hz에서 가장 큰 차이를 나타내었고, 2000 Hz에서 표준편차가 7.5 dB로 가장 작은 값을 보였다. 두 역치간의 상관관계는 1000 Hz에서 .671로 가장 높았지만, 전반적으로 낮은 수준이었다(Table 2). 전체 대상자 중 감각신경성 난청인의 순음청력역치와 MASTER 역치를 비교한 결과 성인의 경우 500 Hz에서 가장 큰 차이를 나타내었고, 순음청력역치와 MASTER 역치의 상관관계는 1000 Hz에서 .886으로 가장 높았다(Table 3). 아동의 경우는 총 10명 중 3명(6귀)은 500 Hz와 2000 Hz만을 분석에 포함시켜 4000 Hz에서 18.6±16.2 dB로 순음청력역치와 MASTER 역치가 가장 크게 나타났다(Table 4). 정상인과 감각신경성 난청인 중 성인의 순음청력역치와 MASTER 역치를 비교한 결과 둘 다 500 Hz에서 그 차이가 가장 컸고, 500 Hz를 제외하고는 정상인에서 감각신경성 난청인보다 두 역치 차이가 더 크게 측정되었다(Fig. 1).

고     찰

ASSR은 ABR이나 OAE와 같은 객관적인 청력검사에 비해 주파수 특이성이 더 높고, 더 높은 자극음의 강도에서도 측정할 수 있는 장점이 있다. 특히 주관적 청력검사인 순음청력검사의 역치와 ASSR 역치의 상관관계는 고도 및 심도의 난청을 가진 신생아의 경우 역치 차이가 5 dB 이내로 매우 높다고 한다.17) 또한 Vander Werff 등5)의 연구에 의하면 32명의 신생아를 대상으로 실험한 결과 click음 및 500 Hz tonburst ABR과 ASSR(500, 2000, 4000 Hz)의 역치는 높은 상관관계를 나타내며, 특히 clcik ABR과 2000 Hz와 4000 Hz의 ASSR의 경우에는 .97의 높은 상관관계를 나타낸다고 한다. 그리고 정상 청력의 성인의 경우에도 ASSR과 ABR은 주관적 역치인 순음청력역치의 20 dB 이내에서 측정되며, ABR과 마찬가지로 주관적 역치와 ASSR의 차이는 저주파수에서 더 크고, 감각신경성 난청인보다 정상 청력인에서 더 크다고 한다.18) 이러한 현상은 감각신경성 난청인의 경우 와우의 누가현상(recruitment)때문이라고 설명하고 있다. 또한 일반적으로 청력손실이 클수록, 전달주파수가 증가할수록 주관적 역치와 MASTER 역치 차이가 작아진다.
최근 들어 4개의 주파수를 양쪽 귀에 동시에 측정할 수 있는 MASTER에 대한 관심이 높아지면서 여러 연구 결과들이 나오고 있다. MASTER로 측정한 경우에도 하나의 주파수씩 검사하는 일반적인 ASSR의 결과와 마찬가지로 주관적인 청력역치와의 상관관계가 높다는 사실을 보여주고 있는데, Lins & Picton(1995)의 연구14)에 의하면 MASTER의 역치가 주관적 역치보다 약 14 dB 더 높다고 한다.
본 연구에도 MASTER의 역치는 모든 주파수에서 순음청력역치보다 더 높게 나타났으며, 기존의 연구14)16)19)와 비교해 볼 때 순음청력역치와의 차이가 더 크게 나타났다. 하지만, 감각신경성 아동의 경우를 제외하고는 저주파수 대역인 500 Hz에서 두 역치간의 차이가 가장 크게 나타났고, 500 Hz를 제외한 주파수 대역에서 정상인이 감각신경성 난청보다 그 차이가 큰 것으로 나타나 기존의 결과와 같은 양상을 나타내고 있었다.
감각신경성 아동의 경우 총 대상자 10명 중 3명은 아동의 사정으로 500 Hz와 2000 Hz만을 분석에 포함시켰기 때문에 측정된 두 역치간의 상관관계 역시 1000 Hz와 4000 Hz에서 낮게 측정되었고, 주파수에 따른 역치차이도 기존의 연구 결과와는 다소 차이가 있었다.
일반적으로 유소아의 ASSR 역치는 성인 역치의 10 dB 내에서 측정되고, 평균적으로 신생아의 반응은 성인의 1/2 혹은 1/3,에 해당되며, 역치는 약 10
~15 dB 더 높은 것으로 알려져 있다.20) 이번 연구에서는 감각신경성 난청을 가진 성인과 유소아가 동일한 난청군이 아니기 때문에 직접 비교는 할 수 없었지만, 앞으로 좀 더 다양한 연령층과 난청군을 대상으로 한 연구가 필요할 것이다.

요약 및 결론

본 연구에서는 청력검사 상 평균역치가 정상인 성인 15명(30귀)과 감각신경성 난청을 가진 성인 11명(21귀), 아동 10명(20귀)을 대상으로 측정한 순음청력역치와 ASSR 역치를 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
첫째, 전체 대상자를 분석한 결과 ASSR 역치는 전 주파수에서 순음청력역치보다 평균 16.4
~22.0 dB 더 높게 측정되었으며, 그 차이는 500 Hz에서 가장 크게 나타났다. 두 역치간의 상관관계는 2000 Hz에서 .977로 가장 높았으며, 1000, 4000, 500 Hz의 순으로 나타났다.
둘째, 정상인의 경우 순음청력역치와 ASSR 역치는 통계적으로 유의한 수준에서 상관관계가 있었지만, 비교적 낮았다.
셋째, 감각신경성 난청인의 경우 성인은 ASSR 역치가 전 주파수에서 순음청력역치보다 평균 12.8
~26.2 dB 더 높게 나타났으며, 1000 Hz에서 상관계수가 .886으로 가장 높았다. 아동의 경우 두 역치 차이는 주파수가 증가할수록 더 증가하는 경향을 보였고, 상관관계가 2000 Hz와 500 Hz에서 더 높게 나왔다.
결론적으로 ASSR은 여러 연구에서도 언급한 바와 같이 여러 가지 장점 때문에 다른 주관적 혹은 객관적 청력검사와 더불어 정확한 청력역치 추정에 유용한 정보를 제공해 줄 수 있을 것으로 생각된다. 하지만 검사 시간이 예상했던 것보다 지연되었고, software 프로그램이 좀 더 개선되어야 할 것이다. 앞으로 더 다양하고, 많은 난청군을 대상으로 한 연구가 진행되어야 하며, 이 외에 인공와우 시술이나 보청기 착용 후 이득평가와 신생아의 선별검사로서의 유용성에 대해서도 연구가 필요할 것으로 생각한다.


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