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Electrophysiology, hearing aids, Implanted medical devices
Korean Journal of Audiology 2004;8(2):133-138.
Evaluation of Hearing Thresholds in Sound Fields Using Auditory Steady-State Responses for Subjects with Hearing Aids or Cochlear Implants
Mi-Young Bang1, Myung-Hyun Chung2, Jae-Young Choi2, Dukhwan Lim3
1Audiology major Graduate School, Hallym University, Seoul
2Department of Otolaryngology, College of Medicine, Yonsei University, Seoul
3Division of Speech Pathology & Audiology, Hallym University, Chunchon, Korea
음장에서 청성지속반응을 이용한 보청기 및 인공와우 착용자의 청력역치 평가
방미영1, 정명현2, 최재영2, 임덕환3
1한림대학교 대학원 청각학전공
2연세대학교 의과대학 이비인후과학교실
3한림대학교 언어청각학부
Abstract

ObjectivesAuditory steady state response (ASSR) can offer valuable information on the degree of residual hearing in profound hearing loss since ASSR responses can provide objective frequency specific data even in low frequency regions. Thus, the method itself has the potential application in fitting hearing aids or mapping cochlear implanting devices, but sound field measurements of ASSR thresholds with hearing assistive devices have not been studied systematically. The purpose of this study was to explore the applicability of ASSR to sound field measurements of aided threshold levels in subjects with hearing aids or cochlear implants.

Methods:Patients with the age of 4 to 81 years were selected for hearing aid condition (35 ears) and for cochlear implant condition (27 ears). Pure tone audiometry and sound field ASSR thresholds were measured and evaluated for comparison.

Results:In subjects with hearing aids, average differences between PTA and true ASSR thresholds (ASSRT) were noted as 16.4, 18.4, 12.4, and 13.2dB in 500, 1000, 2000, and 4000 Hz, respectively. The same measurements between PTA and estimated ASSR (ASSRE) thresholds showed discrepancies of 1.5, 7.1, 2.5, 0.7 dB in the corresponding frequencies. Both ASSRT and ASSRE exhibited significant differences and correlation coefficients except 4000Hz range (p<0.05). However, ASSRE showed less threshold differences from PTA than ASSRT. In subjects with cochlear implants, PTA and ASSR thresholds resulted in -6.11, -5.19, -11.11, -5.74 dB average differences in 500, 1000, 2000, 4000 Hz while PTA and ASSRE thresholds showed -32.96, -20.0, -32.04, -30.19 dB of differences. Both ASSRT and ASSRE showed significant differences and correlation coefficients (p<0.05). In this group, however, ASSRT showed less threshold differences from PTA than ASSRE.

Conclusion:Sound field ASSR data showed stable responses in estimating thresholds of subjects with hearing aids or cochlear implants. The data suggested the importance of correction factors and the need for modification of current ones in estimating sound field threshold levels in ASSR. Further studies on various speaker angles, appropriate calibrations, and possibility of artifact interactions will also help to achieve reliable application of sound field ASSR on the threshold estimation in the subjects where objective measurements are required.

Keywords: Sound field ASSR;PTA;Hearing aid;Cochlear implant.

교신저자:임덕환, 200-702 춘천시 옥천동 1번지
교신저자:전화) (033) 248-2217, 전송) (02) 6280-9133, E-mail:dlim@hallym.ac.kr

서     론


객관적 검사 중에서 최근에 청성지속반응(Auditory Steady-State Response, ASSR)이 임상적으로 주목을 받고 있다. 청성지속반응(ASSR)은 주파수별 특이성을 제공하며 검사 결과의 주관적인 해석을 최소화시킬 수 있는 장점을 갖고 있어 임상에서 많이 활용되고 있다. 그러나 이 청성지속반응의 결과에 대한 여러 검증이 완전히 해결된 것은 아니다. 예를 들면, 고강도의 음이 사용될 때는 음 자극에 의해서 유발된 청각반응 외에 전자기장으로 인한 가공반응(Picton, 2004)이 나타나거나, 전정유발근전위에 의한 생리학적인 가공반응(Todd, 2000, Welgampola, 2003)이 발생 될 가능성이 있다는 문제점이 제기되고 있다. 또한 현재 나와 있는 상업적 시스템을 사용할 때, 음장에서 주어지는 자극에 대하여 얻어지는 청성지속반응이 음 역치 추정에 제약없이 유용하게 쓰일 수 있는가 하는 점들이 아직 체계적으로 검증되어 있지 않다. 본 연구는 첫째, 보청기착용 시에 청성지속반응의 역치와 음장(sound filed)에서 측정한 주관적 평가(aided PTA)와의 역치를 비교하고 그 상관관계를 살펴보고자 하였다. 이는 피검자의 잔청 존재 및 그 진위 여부를 판별하는데 유용한 정보가 될 것으로 추정된다. 둘째, 인공와우(cochlear implant) 착용시 음장에서 측정한 청성지속반응 역치와 주관적 평가와의 역치를 비교하여 그 상관관계도 살펴보고자 하였다. 이러한 자료는 최근 수술 연령이 점차 감소하면서 인공와우 수술 후 적절한 주관적 평가가 어려운 유소아에 있어서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

대상 및 방법

본 연구의 대상은 2004
~2005년 사이에 대학병원 이비인후과를 내원한 환자 중에서 선택하였다. 만 4~81세(평균 21.74±22.58)에서 보청기를 착용한 35귀(남25귀, 여 10귀)와 만 2~47세(평균 15.96±13.67)에서 인공와우 시술을 한 27귀(남 13귀, 여 14귀)를 대상으로 음장에서 보청기 혹은 인공와우를 착용하고 역치 평가를 시행하였다. 음장에서의 주관적 역치(subjective threshold) 측정은 이중방음벽으로 구성된 방음실안에서 Madsen의 ORBITER 922 audiometer와 ORBITER922에 장착되어 있는 external free-field amplifier speaker를 사용하였다. 환자와 스피커의 거리를 1m로 하고 각도는 45°맞추어서 warble tone으로 측정하였다. 검사 주파수는 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 4000Hz로 하여 측정하였다. 음장에서의 객관적 역치 측정은 이중방음벽으로 구성된 전기적으로 차폐된 방음실안에서 GSI사의 Audera를 사용하여 청성지속반응(ASSR)을 측정하였다.
주관적 검사에서는 일반 순음청력검사 방법과 마찬 가지로 인공와우를 착용한 경우와 보청기 착용시의 주관적 역치를 측정하였다. 이 경우에 양측에 보청기를 착용 하였을 때는 한쪽 씩 착용하고 평가를 하였다.
객관적 검사에서 사용된 전극은 disk형으로 활성전극(active electrode)은 윗 이마(high forehead)에, 기준전극(reference electrode)은 검사귀의 유양돌기(mastoid)에, 접지전극(ground electrode)은 미간에 부착하였다. 임피던스 값은 5 kohm 이하로 유지시켰으며, 전방 1 m 천장에 speaker를 부착하고 음장으로 자극음을 주었다. 자극방법은 100% 진폭변조(AM)와 10% 주파수변조(FM)로 구성된 혼합변조음(mixed modulation, MM)을 사용하였다. 1초간 자극빈도수(modulation frequency, MF)는 500 Hz에서는 74 Hz, 1 kHz에서는 81 Hz, 2 kHz에서는 88 Hz, 4 kHz에서는 95 Hz로 하여 자극주파수 별로 검사하였다. 반응 분석은 자극후 생성되는 뇌파를 FFT(Fast Fourier transform)로 변환시켜서 위상(phase)을 측정한 다음 그 연계정도를 phase coherence 검증법을 적용하여 결정하였다.

결     과

보청기 착용시의 순음검사와 청성지속반응 역치 비교

보청기 착용시 음장에서 검사했을 때 순음역치(PTA)와 보정되지 않은 청성지속반응역치(ASSRT)의 차이는 500 Hz에서 16.4 dB, 1 kHz에서 18.4 dB, 2 kHz에서 12.4 dB, 4 kHz에서 13.2 dB로 나타났다. 순음역치와 청성지속반응의 보정된 역치(ASSRE)의 차이는 500 Hz에서 1.5 dB, 1 kHz 에서 7.1 dB, 2 kHz에서 2.5 dB, 4 kHz에서 0.7 dB였으며, t-test 결과 PTA와 ASSRT의 차이는 7.47에서 12.05까지 통계학적으로 유의미한 차이가 났다. 반면, PTA와 ASSRE의 차이는 0.7 dB에서 7.1 dB까지 통계학적으로 유의미한 차이가 났다. 단, 4 kHz에서는 ASSRT와 ASSRE 모두에서 유의미한 차이를 발견할 수 없었다. 상관계수(correlations coefficient)는 PTA와 ASSRT, ASSRE 모두에서 유의미한 (p<0.05) 높은 상관계수를 관찰할 수 있었으며, ASSRT 보다 ASSRE에서 더 높은 상관계수를 관찰할 수 있었다(Fig. 1, Table 1).

인공와우 착용시의 순음검사와 청성지속반응 역치 비교

인공와우를 착용하고 음장에서 검사 했을 때 순음역치(PTA)와 청성지속반응 역치(ASSRT)와의 차이는 500 Hz에서 -6.11 dB, 1 kHz에서 -5.19 dB, 2 kHz에서 -11.11 dB, 4 kHz에서 -5.74 dB이었다. 순음역치와 청성지속반응의 보정된 역치와의 차이는 500 Hz에서 -32.96 dB, 1 kHz에서 -20.00 dB, 2 kHz에서 -32. 04 dB, 4 kHz에서 -30.19 dB로 나타났다. 한편, t-test 결과 PTA와 ASSRT의 차이는 3.88에서 9.47까지의 통계적으로 유의미한 차이가 났으며, PTA와 ASSRE의 차이는 14.99 dB에서 22.45 dB로 통계적으로 유의미한 차이가 났으나 두 역치간의 차가 너무 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 상관계수(correlation coefficient)는 PTA와 ASSRT, ASSRE 모두에서 유의미한(p<0.05) 상관계수를 관찰할 수 있었다(Fig. 2, Table 2).

Sound field에서의 PTA와 ASSR 역치 차이의 분석

순음청력 역치(PTA)와 청성지속반응 역치(ASSRT), 청성지속반응의 보정된 역치(ASSRE) 차이의 출현율을 5 dB, 10 dB, 15 dB, 20 dB, 25 dB 이상으로 구분하여 분석한 결과 보청기를 착용했을 때는 PTA와 ASSRE의 역치간의 차이가 5 dB 이하에서 차이 나는 도수가 46귀(N=108)로 가장 높았고, 15 dB 이하까지를 모두 포함시키면 80귀(N=108)였다. 인공와우를 착용했을 때는 PTA와 ASSRT의 역치간의 차이가 5 dB 이하에서 차이 나는 도수가 52귀(N=108)로 가장 높았고, 15 dB 이하까지를 모두 포함시키면 103귀(N=108)였다. 이를 백분율로 살펴보면 보청기를 착용했을 때 PTA와 ASSRE간의 역치차이가 5 dB 이하에 있는 경우가 48. 15%이고, 15 dB 이하까지의 누적 백분율은 83.33%였다. 인공와우를 착용했을 때는 5dB 이하에 있는 경우가 48.15%였고 15 dB 이하까지의 누적 백분율은 95.38%였다(Fig. 3).

고     찰

본 연구의 목적은 보청기나 인공와우 착용 후의 객관적 검사를 시행함으로서 주관적 검사의 시행이 어려운 고심도 난청 환자들과 인공와우를 시술한 환자들의 적절한 재활 평가에 유용한 도구를 연구하고자 하였다. 본 연구에서 보청기 착용자의 경우 주관적 역치(PTA)와 객관적 역치(ASSR)을 시행했을 때의 두 검사 간의 차이는 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz, 4000 Hz에서 각각 16.4 dB, 18.4 dB, 12.4 dB, 13.2 dB로, 35명의 평균 56 dB(23
~78 dB)의 청력손실이 있는 유아를 대상으로 한 선행연구와 비교할 때 비슷한 결과를 나타냈다 (Picton et al, 1998). 이 선행 연구는 Master 기기를 이용하여 multiple auditory steady-state response를 시행한 결과였으므로 측정 변수 조건이 다소 차이가 있었을 것으로 추정된다. Master의 경우 자극이 100% AM, 10% FM이었고, 본연구에서 사용된 자극은 100% AM, 10% FM이었다. Modulation frequency(MF)는 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz, 4000 Hz에서 Master의 경우 80.9 Hz, 88.9 Hz, 96.9 Hz, 104.8 Hz였고 본 연구에서는 74 Hz, 81 Hz, 88 Hz, 95 Hz였다(Fig. 4, Table 3).
보청기를 착용했을 때의 결과가 이 선행연구 결과와의 비슷한 결과를 나타낸 것은 ASSRT 역치였으나, 본 연구에서 주관적 역치인 순음청력검사와 차이가 작은 값은 estimated된 역치 결과였다. 따라서 각 field에서 적절한 보정치를 산출하고 주관적 역치와 가까운 값을 임상에 적용하는것이 더 유용한 검사가 될것이라고 생각되어진다. 이 음장에서 보청기를 착용하고 시행한 검사에서는 보청기의 특성에 따른 차이도 있었을 것으로 추정된다. 예를 들면 방향성 송화기 같은 기능 등에 의해서 영향을 받을 수 있으므로 모든 조건에 대한 calibration을 점검할 필요가 있을 것이다.
음장에서 인공와우를 착용하고 검사했을 시에는 본 연구에서 순음검사 결과보다 ASSR 결과가 더 좋은 역치를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이는 건청 혹은 보청기 착용귀의 소리 전달은 음향에너지에서 와우 내의 기계적 에너지로, 이 기계에너지에서 신경에너지로 전달되어 청신경(auditory nerve)을 따라 뇌에 전달되는데, 인공와우의 경우는 전기 에너지가 직접 청신경에 전달되므로 인하여 각 자극양식의 차이에 의한 영향이 많을 것으로 추정된다. 또한 본 실험의 인공와우 착용환자들의 평균적인 역치가 25
~40 dB임을 감안할 때 GSI Audera 기기의 내재된 correction factor에 의한 estimation은 정상 청력자들을 대상으로 하여 보정값이 상대적으로 높게 설정되어 있기 때문에 인공와우 착용시에는 estimation이 되지 않은 threshold를 사용한 것이 더 주관적인 역치와의 차이를 줄일 수 있을던 것으로 추정된다. 따라서, 각 음자극 조건에서 산출해 낸 적절한 보정값을 도출한 후에 임상에 확인, 적용하는 것이 대단히 중요하다고 판단된다.

요약 및 결론

ASSR에서 사용하는 연속적인 변조음은 주파수 특이성이 있고 음장스피커나 보청기에 의한 증폭과정에서 생길 수 있는 왜곡 현상의 영향이 비교적 적고, 안정적 반응을 얻을 있으므로 보청기나 인공와우 착용 후 음장에서의 역치 측정은 임상적으로 대단히 유용한 평가정보라 할 수 있다. 본 연구 결과 보청기 착용시의 PTA와 ASSRE 역치는 0.5 kHz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz에서 각각 1.5, 7.1, 2.5, 0.7의 차이가 있었다. 보청기 착용시에 PTA와 ASSRE 역치 간에는 4 kHz를 제외하고, 통계학적으로 유의미한 상관관계를 보였다(p<0.05). 또한 인공와우 착용시의 PTA와 ASSRT 역치는 0.5 kHz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz에서 각각 6.1, 5.2, 11.1, 5.7의 차이가 있었다. 인공와우 착용시의 PTA와 ASSRT 간에는 0.5 kHz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz 모든 주파수 대역에서 역시 통계학적으로 유의미한 상관관계를 보였다(p<0.05). 역치 간 차이의 분포에서는 현재 기기에서 사용 중인 보정값 (correction factor)을 그대로 사용하는 것이 어려운 경우들이 상당히 나타나서 이러한 경우는 추가적인 재 보정이 필요한것으로 판단된다.
본연구에서 사용된 음장에서의 ASSR은 고심도 난청에 있어서도 보청기를 착용한 후의 역치를 측정할 수 있으므로 고강도 음이 주워 졌을 때도 적용될 수 있는 유용한 도구이다. 이를 위해서는 해당 field에서 적절한 보정값을 산출하고 적용하는 것이 대단히 중요하다. 추후, 청력정도 에 따른 비교 분석, assistive device(보청기, 인공와우)의 종류에 따른 검증 자료, artifact에 의한 상호간섭 가능성 점검, 스피커 각도에 따른 결과의 비교 분석 등 임상적으로 검사의 신뢰도를 더 높을 수 있는 후속 연구들이 추가되어야 할 것이다.


REFERENCES

  1. Cho SJ. A Study of factors affecting auditory steady-state response in normal and severe to profound sensory-neural hearing loss, PhD thesis, Hallym University, 2004.

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  3. Lee SH. Auditory Steady State Evoked Responses (ASSR) , Korean J Otolaryngol 2003;46:621-6.

  4. John MS, Brown DK, Muir PJ, Piction TW. Recording auditory steady-state response in young infants, Ear Hear 2004;254:539-53.

  5. Picton TW, Durieux-Smith A, Champagne SC. Objective evaluation of aided thresholds using auditory steady-state responses, J Am Acad Audiol 1998;9:315-31.

  6. Todd ND, Cody FW, Banks JR. A saccular origin of frequency tuning in myogenic vestibular evoked potentials? Implications for human responses to loud sounds, Hear Res, 2000;141:180-8.

  7. Welgampola MS, Rosengren SM, Halmagyi GM, Colebatch JG. Vestibular activation by bone conducted sound, J Neurol Neurosurg Psychiat, 2003;74:771-8.
     



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