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Hearing sciences, Electrophysiology
Korean Journal of Audiology 2004;8(2):139-144.
Comparison of Air and Bone Conduction Thresholds in Normal and Conductive Hearing Loss using ASSR, ABR, PTA
Sangmo Hong1, Dukhwan Lim2, Hyung-Jong Kim3
1Audiology Major, Graduate School, Hallym University, Seoul
2Division of Speech Patrology & Audiology, Hallym University, Chuncheon
3Department of Otolaryngology, Hallym University College of Medicine, Chuncheon, Korea
ASSR, ABR, PTA를 이용한 정상인과 전음성 난청인에서의 기골도 역치 차이 비교
홍상모1, 임덕환2, 김형종3
1한림대학교 대학원 청각학전공
2한림대학교 언어청각학부
3한림대학교 의과대학 이비인후과학교실
Abstract

Auditory brainstem response (ABR) is frequently chosen to objectively estimate hearing thresholds at audiometric frequencies for the individuals who cannot be tested using conventional behavioral measures (PTA). This objective technique, however, requires skilled judgement of correct responses especially in young infants and results generally lack specificities in low frequency regions (<1 kHz). Auditory steady state response (ASSR) is currently of great interest since responses seem to indicate some frequency specific thresholds in both air and bone conduction stimulations and correct responses are determined with statistical decision rules. The purpose of this study was to investigate air-bone gaps in normal hearing subjects and in conductive hearing subjects using ASSR, ABR, and PTA with special reference to ASSR as a prospective measure of the air-bone gap. Data were obtained from 10 ears with normal hearing and 9 ears with conductive hearing loss. Results showed that air and bone conduction thresholds in ABR and ASSR were elevated significantly more than thresholds in PTA at 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, and 4 kHz. Howerevr, air-bone gaps in PTA, ABR, and ASSR were not statistically different in all three methods. Differences in absolute thresholds between ASSR and PTA suggested the inclusion of appropriate correction factors. Results also indicated that ASSR could be a useful objective tool for conductive hearing loss in the cases where conventional behavioral measures were difficult to achieve.

Keywords: ASSR;ABR;PTA;Conductive hearing loss;Air-bone gap.

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

서     론


순음검사와 같은 주파수 특이적인 정보는 청각의 상태를 판정하는데 있어 중요한 변수이며 의학적, 청각학적 재활에 있어서도 유용한 자료로 쓰이고 있다. 순음검사를 시행하기 어려운 대상에게서는 객관적인 전기 생리적인 검사로 주파수 특이적인 정보를 얻고 있으나, 방법에 따라서 현재 여러 제한 점들이 있다. 아직 보편화 되지는 않았지만, ASSR을 이용한 검사법이 보완 가능한 방법으로 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 정상인과 전음성 난청인에서 ASSR, ABR, 순음검사의 기골도 역치를 비교하여 검사의 유용성을 검증하고, 특히 객관적 검사인 ASSR이 전음성 난청의 정도를 정확히 분석할 수 있는지를 조사하고 그 결과를 청각평가에 응용하고자 하였다.
정상적인 ABR의 파형은 자극 시작 후 8 ms 내에 양성 꼭지점(peak)들이 나타나며, ABR에서 주파수 특이적인 정보는 기도나 골도의 tone 자극에 의해 유발되기도 한다.1)4) ABR에서 tone burst(TB)는 특정한 주파수에서 청력민감도를 반영 할 수 있는 주파수 특이적 자극이다. 그러나 시간 축에서 자극 시점에서 짧은 변화시간을 갖는 TB는 자극을 원했던 부위와는 다른 곳의 부위도 자극이 되어 자극에 대한 반응의 신뢰성을 잃게 되는 현상인 주파수 산란(spectral splatter)을 발생시키게 된다. 이러한 점들이 임상적으로 난청의 패턴을 결정하는데 장애가 될 수 있다.
선천성 외이도 폐쇄증이 있는 경우에 골전도 ABR을 통해 잔청의 정도나 공기 전도를 통한 역치의 측정을 가능하게 할 수 있다. 주관적 행동 청력검사(behavioral test)가 불가능하거나, 중이염을 앓고 있는 영유아에서 전음성 난청 요소를 제외한 감각 신경성 난청의 정도를 파악하기 위해서 골도를 직접 자극하여 측정하는 것이 필요할 수 있다.2) 이 경우에 기도 ABR과 비교하여 몇 가지 기술적 단점이 있게 된다. 첫째, 자극음의 역동범위(dynamic range)가 좁게 된다. 둘째, 변환기(transducer)의 스펙트럼이 다르게 된다. 셋째, 두개골에서의 변환기(transducer)위치에 따라 측정치가 변화할 수 있다. 네째, 검사귀 반대측에 차폐가 필요할 수 있다. 추가하여 골도 ABR에서 두개골에서의 왜곡에 기인한 전달 특성의 문제가 있을 수 있다는 점이 지적된다. 두개골의 일차적인 공명 배음(resonant harmonic frequency)은 약 1800 Hz이고, 이러한 특성은 기도 ABR은 2
~3 kHz의 주파수 특성을 반영하는 반면, 골도 ABR은 1~2 kHz의 주파수 특성을 보이게 되며, 이 경우 하강형의 감각신경성 난청에서는 기골도차이가 없음에도 불구하고 기골도 차이가 발생된 것처럼 보일 수가 있다.
ABR의 제한점은 각 주파수의 동시 측정이 불가능하고 파형 분석의 숙련된 기술과 경험이 필요하며, 객관적 검사임에도 불구하고 현재 검사자의 주관적인 판단에 상당히 의존한다는 제한점이 있다. 그리고, 1
~3 kHz부근에서의 반응의 주파수 특이성은 뛰어 나지만, 0.5 kHz 이하에서의 반응 주파수 특이도는 이에 미치지 못한다는 특징이 있다.3) 이러한 점을 보완하기 위한 방법 중의 하나가 청성 지속 반응(auditory steady state responses, ASSR)이다. ASSR은 짧은 시간에 객관적으로 주파수 특이적인 반응 정보를 얻을 수 있기 때문에 현재 많은 연구가 되고 있다. 순음의 진폭이나 주파수를 주기적으로 변조하여 자극 하는 청각 유발 반응이고 반응 판정에 통계적인 방법을 사용하므로 비교적 쉽게 검사를 할 수 있는 특징이 있다. 또한, 한귀 혹은 양귀에서 동시에 한 가지뿐 아니라 multiple carrier frequencies로도 측정이 가능하기 때문에 검사 시간을 감소시킬 수 있다.
   기도 ASSR의 경우 정상인과 감각 신경성 난청인을 대상으로 다수의 논문들이 나와 있고, 그 결과는 주관적 행동 청력검사(behavioral test)와 비교할 때, ABR에서의 경우와 유사한 형태의 결과를 보이고 있다.2)5) 반면에 골도 ASSR의 경우는 그 특징이나 유용성의 검증이 아직 체계적으로 이루어져 있지 않다. 따라서 주파수별 특이도가 높다고 알려진 ASSR의 기도, 골도역치와 주관적 검사의 기도, 골도역치 그리고 ABR의 기도, 골도역치의 비교를 통해서 ASSR의 기도, 골도역치와 기골도 차(air bone gap, ABG)의 유용성을 알아보는 것이 필요하다. ASSR에서 기골도 차와 관련된 한 연구를 보면, 정상 성인과 고도감각 신경성 난청인(인공 와우 착용자)을 대상으로 인위적으로 전음성 난청의 정도를 조작하여 ASSR의 기도와 골도역치를 측정하여 이를 순음 결과와 비교하였다.2) 이 결과에서 재현성(reproducibility)은 순음 검사 결과와의 상호관계가 높은 상관관계를 보였고, ASSR의 기골도 차이가 다소 과장되게 평가되었으며, 골도 ASSR 역치의 재현성은 높았다.2) 이러한 선행연구 결과들을 기반으로 하여, 본 논문에서는 전음성 난청과 정상인에서 순음검사, ABR, ASSR의 기도, 골도의 역치를 체계적으로 비교해보고자 하였다. 각 검사의 기골도 차이를 순음검사의 기골도 차이와 비교하여 특히 ASSR 골도 검사의 주파수별 유용성을 검증하고, 주관적 청력검사가 어려운 환자나 이 폐쇄증이 있는 유소아의 기골도 측정 등에 유용성을 제공 할 수 있는지 검토하고자 하였다.

재료 및 방법

중이에 질병이 없으며, 고막운동성계측(tympanometry)에서 A형이고, 순음청력검사 상 0.5
~4 kHz의 순음평균역치(4분법)는 20 dB HL이하인 정상 청력인 10귀(남 4, 여 6), 전음성 난청군 9귀를 대상으로 순음검사를 통한 기골도 차이와 ABR, ASSR을 통한 기골도 차이를 상호 비교 분석하였다. 순음검사는 Grason Stadler의 GSI 61와 TDH-50P headphone을 사용하여 기도 125 Hz~8 kHz와 골도 0.25~4 kHz 범위를 측정하였고, ABR은 Biologic사의 Navigator Se를 사용하여 기골도 모두 alternating mode를 이용한 tone burst로 0.5 kHz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz에서 측정하였다. ASSR은 Biologic사의 Navigator-Pro system(version 2.01)을 사용하여 기도 0.5 kHz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz를 양이에서 동시 측정하였고, 골도는 0.5 kHz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz를 비검사 측을 차폐한 후 검사하였다. 유효 측정 시간(sweep number)는 232초로 17 sweep 이상을 기준으로 하여, 경우에 따라 32sweep까지 반응을 측정하였다. 자극음은 AM2/FM 자극음을 사용하였고, artifact rejection은 40 μV로 하였다. ABR과 ASSR에서의 기도 자극은 ER-3A 삽입이어폰을 사용하였으며, 골도 자극은 Radioear B-71 골도 자극기를 사용하였다. 순음검사, ABR, ASSR 검사는 신뢰성 있게 측정 할 수 있는 이중 벽 방음실(30dB A 이하)에서 측정 하였다.

결     과

청력검사기를 이용하여 정상인과 전음성 난청인의 기도, 골도 역치와 ABR의 주파수별 기도, 골도 역치 그리고 ASSR의 기도, 골도역치를 측정하여 주파수별로 평균값과 표준편차(SD)를 기록하였다(Table 1).
정상인 10귀에서 측정한 기도 순음, 기도 ABR, 기도 ASSR의 주파수별 평균 역치를 비교하면, 0.5 kHz에서 기도 순음역치와 기도 ASSR역치에서 가장 큰 차이를 나타내고, 2 kHz에서 기도 ABR과 기도 ASSR이 가장 유사한 결과를 나타내었다(Fig. 1).
전 주파수에서 기도 순음검사와 기도 ABR간, 그리고 기도 순음검사와 기도 ASSR간에 통계적으로 유의미한 차이를 보였고, ABR과 ASSR사이에는 유의미 한 차이가 없었다.
정상인의 골도 역치에서 골도 ABR과 골도 ASSR 모두 0.5 kHz와 4 kHz에서 가장 변동폭이 크고, ABR은 1 kHz와 2 kHz에서 순음역치에 근접하고, ASSR은 2 kHz에서 순음역치에 가장 근접하다는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 2). 이 결과를 one way ANOVA를 통해 통계적으로 분석하였고, 이 결과에서 전 주파수에서 골도 순음검사에 대한 골도 ABR 역치와 골도 순음검사와 골도 ASSR 역치 사이에는 유의미한 차이가 있었지만, 골도 ABR과 골도 ASSR 간에는 유의미한 차이가 없었다. 정상인의 검사에 따른 주파수별 기·골도 역치 차이를 주파수 별로 평균하였고 표준편차(SD)를 기록하였다(Table 2). 정상인에서의 검사별 기골도 역치차이를 순음 기골도 역치차이와 비교하기 위해 one way ANOVA로 분석하였다. 주파수에 따라 평균의 차이는 보이지만(Table 2), ABR의 기골도 차이는 순음 기골도 차이와 유의미한 차이가 없었고, 1 kHz와 4 kHz의 ASSR 기골도 차이는 순음 기골도 차이와 통계적으로 유의미한 차이가 있었다.
전음성 난청인의 기도/골도 순음역치와 ABR 기도/골도 역치, ASSR의 기도/골도 역치는 기도 ABR과 기도 ASSR의 역치 차가 약 1 dB로 평균적으로 약간의 차이가 있을 뿐, 통계적으로 유의미한 차이는 없었다. 평균결과의 비교에서는 4 kHz를 제외한 나머지 주파수에서 기도 ABR이 기도 ASSR보다 기도 순음검사에 근접한 결과를 보였다(Fig. 3).
골도 ABR과 골도 PTA의 차이와 골도 ASSR과 골도 PTA는 통계적인 유의미 한 차이는 없었다. 검사별 골도 역치결과를 골도 순음검사와 비교하기 위하여, one way ANOVA를 통해 통계적으로 분석한 결과, 0.5 kHz와 4 kHz에서 골도 순음과 골도 ABR, 골도 순음과 골도 ASSR간에 유의미 한 차이를 보여주었고, 골도 ABR과 골도 ASSR은 전 주파수에서 차이가 없었다(Fig. 4). 여기서 주파수 별 평균의 차이는 0.5 kHz와 4 kHz에서 나타났다.
전음성 난청인의 순음검사에서 기도와 골도 역치 차는 평균 30.3 dB HL이었고 ABR의 기골도 역치 차이는 30.9 dB 그리고 ASSR의 기골도 역치 차이는 27.6 dB이었다. 순음검사에서의 기골도차와 비교하였을 때, ABR의 기골도 차이에서 평균 0.6 dB의 차이를 보여 순음검사에서의 기골도 역치와 유사한 결과를 나타내어, 순음검사의 기골도 차이를 정확히 반영한다는 것을 알 수 있었다. ASSR의 기골도 차이와 순음 기골도의 차이는 2.7 dB의 차이를 보이지만 통계적인 차이는 보이지 않았다(Table 3). 이 전음성 난청인의 기골도 차이를 각 검사 항목 별로 정리해 볼 수 있었다(Fig. 5). 주파수별로 순음 기골도 차이와 비교하여보면, ASSR의 기골도 차이는 0.5 kHz에서 가장 큰 차이를 보이며, ABR과 ASSR의 기골도 차이는 2 kHz에서 순음의 기골도 차이와 비교했을 때, 높은 차이를 보였다. 통계적인 분석을 위해 one-way ANOVA를 이용하였고, 분석 결과 전음성 난청인에서의 검사간의 기도 및 골도 역치 차에서 유의미한 차이는 없었다.

고찰 및 결론

ASSR검사는 ABR의 주파수별 검사에 비해 다중 주파수를 이용하여 신속히 검사하고, 판정에 있어서 객관적인 통계기법을 이용한다는 장점을 지닌 검사이지만, 그 신뢰도가 현재 검증 받고 있는 단계이다. 정상인과 감각신경성 난청인에서는 ASSR 연구가 어느 정도 이루어지고 있지만, 전음성 난청을 대상으로 시행된 연구는 상대적으로 적은 실정이다. 인위적으로 유발된 전음성 상태의 피검자를 대상으로 한 ASSR검사에서 0.5 kHz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz에서 기도 순음은 약 38, 36, 38, 42 dB HL이고, 기도 ASSR은 대략 61, 58, 58, 61 dB HL로 기도 역치에서는 23, 22, 20, 19 dB HL로 비교적 큰 역치 차이를 보였다.2) 본 연구에서는 기도 ASSR이 63.3, 61, 58.3, 66.6 dB HL로 순음과의 차이가 13.3, 10.2, 14.2, 12.5 dB HL로 나타났다. 선행 연구 중에서 정상인과 감각신경성 난청인에서 ASSR과 순음역치 비교에서 얻어진 자료를 보면, 감각신경성 난청인의 검사 간 역치 차이인 26.2, 15.7, 12.8, 12.9 dB와 0.5 kHz에서의 결과를 제외하면, 나머지 주파수에서 비슷하거나 조금 낮은 역치 차이를 보였다(Fig. 6).
기존 연구2)에서 골도 순음과 골도 ASSR의 비교에서 순음 검사 골도 역치는 대략 19, 10, 22, 25 dB HL이었고, 골도 ASSR은 28, 21, 40, 39 dB HL로 검사 간 차이는 9, 11, 18, 14 dB HL이었다(Fig. 7). 전음성 난청인에서 골도 순음 역치와 골도 ASSR의 역치의 차이를 선행 결과와 비교해보면, 순음기도 역치와 ASSR의 차이 비교에서는 2 kHz의 차이가 가장 유사하였으나 골도 차이 비교에서는 1 kHz에서 가장 근접한 차이를 보이고 있다.
현행 연구에서 보고자 했던 순음 검사의 기골도 차이와 ABR의 기골도 차이, ASSR의 기골도 차이는 기도와 골도 역치를 개별적으로 비교 시에는 다양한 차이를 보였지만, 단지 기골도 차이만으로 비교 시에는 순음의 기골도 차이와 ABR의 기골도 차이, ASSR의 기골도 차이에서 큰 차이가 없었다. 이 결과를 통해 보면, ASSR에서 순음검사 결과의 기골도 차를 예측 가능하게 하는 자료를 보여 주었다. 또한, 이러한 자료의 축적이 ASSR를 이용한 순음 역치추정에 필요한 correction factor를 만드는데 중요할 것으로 판단된다. 이 ASSR은 기골도 검사 모두에서 유용할 것으로 기대되며, 검사 시간에 있어서도 ABR보다 짧은 시간에 여러 주파수의 정보를 보여 줄 수 있을 것이라 사료된다. 따라서 ASSR은 주파수 특이적인 정보를 통해 청각상태를 평가하고, 진단하며, 청각학적 재활을 계획하는데 중요한 자료를 제공할 것으로 생각된다.


REFERENCES

  1. Hall JW. Handbook of auditory evoked response-effect of stimulus factor, Allyn and Bacon;1992.

  2. Jeng FC. Estimating air-bone gaps using auditory steady-state response, J Am Acad Audiol 2004;15:67-78.

  3. Krame SJ. Frequency-specific auditory brainstem response to bone-conducted stimuli, Audiology 1992;31:61-71.

  4. Katz J. Handbook of clinical audiology, WIliams & Wilkins. 5th edition;2002.

  5. 조수진. 정상인과 감각신경성 난청인에서 청성 지속반응역치와 순음청력역치 비교, 대한청각학회지 제 7 권 2003;1:57-62.
     



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