서     론

   내이의 기능은 언제나 중이 수술에 의해 영향을 받을 수 있다. 중이 수술의 종류는 환측 중이의 병리, 청력 소실의 정도와 반대측 귀의 청력 상태에 따라 결정하게 되는데 중이 수술에서 유양동의 병적 조직을 완전히 제거하는 것이 중요하며 이를 위해서 수술용 드릴이 사용되고 있다. 드릴을 사용하는 수술에서 과다한 소음에의 노출이 불가피하기 때문에 내이에 미치는 소음의 영향에 대하여 일찍부터 논의되어 왔다. 중이 수술 중 발생하는 드릴 소음은 보고자에 따라 약간의 차이는 있지만 동측 귀에서 100 dB내지 130 dB Sound Pressure Level(SPL)까지 보고되었고 반대측 귀에서는 동측보다 6 dB내지 8 dB SPL 낮게 측정된다고 하였다.¹⁾ 드릴에 의한 소음이 반대측 내이에 미치는 영향과 기전을 이해하는 것은 술 후 발생할지 모르는 난청을 예방하기 위해서 매우 중요하다. Kylen등¹⁾과 Tos등²⁾은 직접적인 골전도를 통한 소음의 영향으로 술 후 난청이 발생한다고 하였고 그 외에도 Man, Winerman³⁾에 의해 해부학적 이유 등의 가설이 제기되었다. 초기에는 신경초종 수술 후 반대측 청력의 소실에 대한 연구가 보고되었는데 이러한 연구는 표준순음청력검사와 뇌간유발반응 검사를 사용한 연구들이었으며 청력소실이 상당히 진행된 상태에서 측정된 것이었다. 또 동 연구들에서 중이 수술 후 반대측 귀의 청력 소실에 대한 결과는 보고되었지만 주파수 대역별에 따른 영향을 관찰하지는 못하였다. Subramaniam등⁴⁾에 따르면 변조이음향방사검사는 소음에 의한 청각기의 손상에 있어 가장 민감한 부분으로 알려져 있는 코르티기(Organ of corti) 내 외유모세포(outer hair cell)의 미세화학적 기능을 잘 평가할 수 있는 검사로, 소음성 난청에서 초기 변화를 가장 예민하게 알 수 있는 검사 중 하나로 알려져 있다. 본 연구는 드릴을 사용한 중이 수술에 있어 거의 같은 정도의 소음이 측정되는 반대측 귀에서 청력 소실이 올 수 있다는 전제하에 구상되었다. 본 연구에서는 수술 전후 반대측 귀에 대한 순음청력검사와 변조이음향방사를 사용하여 첫째, 드릴 소음에 의한 난청의 유발 여부와 그 정도를 규명하고 둘째, 변조이음향방사 강도의 변화정도를 주파수 대역별로 알아보며 셋째, 드릴 시간에 따른 변조이음향방사 강도의 변화를 알아보고자 하였다.

재료 및 방법

   1998년 1월 1일부터 1999년 7월 31일까지 한림대학교 의과대학 부속 한강성심병원 이비인후과에서 만성중이염으로 외과용 드릴을 이용하여 유양돌기삭개술을 시행 받은 환자 중 반대측 고막 소견은 정상인 환자로서 고실도검사상 최대 compliance가 ­100에서 ＋100 mmH₂O 사이에서 관찰되고 수술 전 표준순음청력검사상 청력역치가 20dB이하인 27명을 대상으로 하였다. 중이 수술에는 electric drill(50,000 rpm, Stryker Co. USA.)을 사용하였고 최대 지름 6.5mm까지의 cutting burr와 6mm까지의 diamond burr가 사용되었다. Type 2231 modular precision sound level meter(Bruel & Kjaer Co. Denmark)를 이용하여 C모드로 드릴의 기계적 소음정도를 측정한 결과 수술 field에서는 6.5mm cutting burr는 87.0 dB SPL, 6 mm diamond burr는 85.5dB SPL, 측두골 드릴 시에는 6.5 mm cutting burr는 94 dB SPL, 6 mm diamond burr는 90.9 dB SPL로 측정되었다. 표준순음청력검사는 GSI 10 audiometer(Grason-Stadler Co. USA.)로 검사하였고 임피던스 오디오메트리는 GSI 33 middle ear analyser(Grason-Stadler Co. USA.), 변조이음향방사검사는 ILO92 Distortion Product Analyser(Otodynamics Ltd. UK.)를 사용하였다. 모든 검사들은 소리의 반향이 적은 방음실에서 시행하였다. 변조이음향방사검사는 먼저 두 주파수 f1, f2(f2>f1)에서 지속적 순음을 1.22(f2/f1)의 비율을 유지하면서 70dB SPL로 주었다. 자극음이 지속되는 동안 변조이음향방사 반응은 25,000 Hz의 sampling rate로 analog-to -digital converter에 의해 표본추출되었고, 2,048-point array로 나누어 평균화(avera-ging)되었다. 각 표본의 추출 시간은 40 μs(1 sec/25,000)였으며, 기본스펙트럼의 추출시간은 81.92 ms(40 ms×2,048)였다. 각 주파수(1~6 kHz)대마다 강도(Amplitude)를 측정, 분석하였다. 모든 유양동 삭개술은 동일한 한 명의 이과 전문의에 의해 시행되었으며 드릴 사용시간은 stop watch로 측정하였다. 수술 반대측 귀를 대상으로 수술 전, 후 1일과 7일에 표준순음청력검사와 변조이음향방사검사를 동일한 방법으로 시행하였다. 이상의 자료를 가지고 첫째, 표준순음청력검사를 통한 500 및 4000 Hz의 청력치의 합과 1000 및 2000 Hz의 청력치의 합을 두 배 한 것을 합하여 6으로 나눈 값을 계산하여 술 전, 술 후 1일, 7일을 비교하였다. 둘째, 변조이음향방사의 강도의 총 평균과 주파수 대역별 평균을 술 전, 술 후 1일, 7일을 비교하였다. 셋째, 드릴 시간에 따른 술전과 술 후 1일의 변조이음향방사의 강도의 변화를 비교 분석하였다. 통계처리는 paired t-test, Pearson correlation을 이용하여 시행하였으며 유의성은 p value 0.05 미만으로 하였다.

결     과

술 전과 술 후 1일과 7일에 측정한 표준순음청력검사역치의 비교

   수술 전 표준순음청력검사역치의 평균은 12.4±7.5 dB HL이었으며 술 후 1일 째는 13.6±8.4 dB HL, 술 후 7일 째는 12.9±8.3 dB HL이었다. 표준순음청력검사 역치는 술 전과 술 후 1일 평균 1.2 dB의 감소가 관찰되었고 술 후 7일 째 술 후 1일에 비해 0.7 dB의 상승이 관찰되었다(Table 1).

술 전과 술 후 1일 변조이음향방사검사 결과의 비교

   수술전에 비해 술 후 1일 째 1 kHz에서는 평균적으로 2.97 dB SPL, 1.5 kHz에서는 4.45 dB SPL, 2 kHz에서는 3.2 dB SPL, 3 kHz에서는 1.53 dB SPL, 4 kHz에서는 1.09 dB SPL, 5 kHz에서는 0.77 dB SPL, 6 kHz에서는 2.14 dB SPL의 변조이음향방사의 평균강도의 감소를 보였으며, 특히 1 kHz, 1.5 kHz, 2 kHz에서의 평균 강도의 감소는 통계학적으로 의의가 있었다(Fig. 1). 술 후 1일째 2 dB SPL이상의 의미있는 변조이음향방사의 강도의 감소를 보인 환자는 1 kHz에서 16명(59%), 1.5 kHz에서 20명(74%), 2 kHz에서 16명(59%), 3 kHz에서 13명(48%), 4 kHz에서 14명(52%), 5 kHz에서 9명(33%), 6 kHz에서 14명(52%)이었다.

술 후 1일과 7일의 변조이음향방사의 결과 비교

   술 후 7일 변조이음향방사의 평균 강도는 수술 전 수준으로 회복되었으며 술 후 1일과 비교하여 1 kHz에서는 평균적으로 3.3 dB SPL 증가하였고, 1.5 kHz에서는 3.78 dB SPL, 2 kHz에서는 2.56 dB SPL, 3 kHz에서는 1.5 dB SPL, 4 kHz에서는 0.3 dB SPL, 5 kHz에서는 1.5 dB SPL, 6 kHz에서는 3.2 dB SPL의 변조이음향방사의 평균강도의 증가를 보였으며, 1 kHz, 1.5 kHz, 2 kHz, 6 kHz에서의 평균 강도의 회복은 통계학적으로 의의가 있었다(Fig. 2, Fig. 3). 술 후 1일 비하여 2 dB SPL이상의 의미있는 변조이음향방사의 강도의 증가를 보인 환자는 1 kHz에서 18명(67%), 1.5 kHz에서 17명(63%), 2 kHz에서 12명(44%), 3 kHz에서 11명(41%), 4 kHz에서 11명(41%), 5 kHz에서 12명(44%), 6 kHz에서 15명(56%)이었다.

드릴 시간에 따른 변조이음향방사의 강도의 변화량의 비교

   전 주파수 중 술 후 1일 변조이음향방사 강도의 감소가 통계학적으로 의의가 있었던 1 kHz, 1.5 kHz, 2 kHz에서의 드릴 시간에 따른 변조이음향방사 강도의 변화량을 비교한 결과 상관 계수가 1 kHz에서는 0.776, 1.5 kHz에서는 0.740, 2 kHz에서는 0.586으로 드릴 시간이 길어질수록 변조이음향방사의 강도의 변화량이 많아진다는 것을 알 수 있었다(Fig. 4).

고     찰

   Kylen등¹⁾에 의해 알려진 바에 의하면 유양동 삭개술 시의 드릴에 의한 소음은 동 측귀에서 130 dB SPL까지, 반대측 귀에서는 동 측보다 8 dB SPL정도까지 낮게 측정된다고 보고되고 있다. 그러나 Kylen등¹⁾이 사용한 방법은 사체를 대상으로 중이내에서의 소음을 측정한 것이나 이 연구에서는 드릴 사용시 수술 field에서의 소음을 측정한 것으로 측정 방법에 차이가 있으며 실제 환자가 느끼는 소음과는 다를 수 있다. 드릴에 의한 소음은 골진동을 통해 와우에 직접 전달이 가능하며 두개골에서는 이간감약(耳間減弱, interaural attenuation)이 거의 없기 때문에 양쪽 와우는 거의 동일하게 영향을 받는다. 다른 경로는 직접 반대측 귀에서 공기 전도를 통해 듣는 것인데 동측에 비해 5 dB이하의 손실이 일어나는 것으로 알려져 있다. 그러므로, 수술 받는 귀는 드릴 사용 중 발생하는 소음 이외에도 여러 인자가 관여하지만 반대측 귀는 드릴에 의해서만 영향을 받는다고 간주할 수 있다.³⁾
   Palva등⁵⁾에 의해서 중이 수술 후 발생하는 감각신경성난청은 1.2%에서 4.5%까지 보고되고 있으며 그 원인으로는 진주종(cholesteatoma)제거 후 생길 수 있는 외림프누공, 드릴에 의한 소음, 등골 주위 육아조직제거 시 주변 조직 손상, 등골의 족판(footplate)조작, 온전한 이소골 연쇄(ossicular chain)에 대한 drilling, 흡입기에 의한 소음, 선천성 기형 등이 알려져 있으며 대개 4 kHz 이상의 주파수에서 영향을 받는다. 그 원인 중 하나인 드릴 소음에 의한 영구적인 청력손실에 대해 Palva등⁶⁾은 18%, Tos등²⁾은 발견할 수 없었다고 보고하고 있다. Miller⁷⁾는 드릴에 의해 유발되는 소음은 2~4 kHz 밴드의 에너지를 가지는 데 와우는 이 옥타브 밴드의 소음에 가장 민감하다고 하였고, 100 dB의 소음에 5분 노출되면 15 dB, 40분 노출되면 35 dB, 한 시간 이상 노출되면 40 dB정도의 일시적인 청각역치의 변화가 4 kHz에서 올 수 있다고 하였다.
   또, Kylen등⁸⁾은 4 kHz와 8 kHz에서 소음에 노출된 시간과 동 측 귀에서의 일시적인 청각역치의 변화에는 관계가 있음을 밝힌 바 있다. 그러나 Schuknecht등⁹⁾은 드릴에 의해 유발되는 소음의 정도는 매우 안전한 level이며 술 후 발생하는 감음신경성 난청은 드릴을 사용할 때 발생하는 소음 때문이 아니라 수술 중 발생 가능한 다른 손상에 의한 것이라 하였다. 결국 드릴 사용 시 발생하는 소음은 난청의 원인 중 하나라 생각되지만 아직까지 그 영향이 확실하게 밝혀지지는 않았다. 일반적으로 소음에는 주로 와우의 코티기가 가장 민감한데 그 중 외유모세포의 입체선모(stereocillia)의 변성이 잘 유발된다. 이러한 변성은 소음의 강도와 기간에 영향을 많이 받는데, Lonsbury-Martin등¹⁰⁾에 의해서 초기에는 대개 3 kHz와 6 kHz사이의 중주파수 범위에서 영향을 받고 진행할수록 저주파수와 고주파수 대역으로 파급된다고 알려져 있다.
   실험을 통한 연구결과들을 보면 Soudijn¹¹⁾은 guinea pig를 이용하여 드릴 소음이 대부분 골전도를 통해서 내이에 전달되어 감각세포에 손상을 줄 수 있다는 사실과 이러한 손상이 영구적일 수도 있다는 사실을 일찍이 증명하였고 Cody등¹²⁾도 소음에 노출된 후 발생하는 와우의 변화는 개인간에 차이가 있으며 주로 입체섬모의 변성을 초래하고 일시적인 청력소실이 영구적인 청력소실보다 흔하다고 보고하였다. Suits등¹³⁾은 뇌간유발반응검사를 통해 드릴 소음은 일시적인 청력소실은 있으나 영구적인 청력소실은 없다는 사실을 동물실험을 통해 밝힌 바 있다. Man등³⁾은 드릴 후 반대측 귀에서 골전도 역치를 측정한 결과 중이 수술 시 발생하는 소음은 반대측 귀에 손상을 주지 않음을 밝혔다.
   국내에도 Woo 등¹⁴⁾의 연구가 있었는데 표준순음청력역치가 수술 전 후 변화가 없음을 보고한 바 있다. 본 연구에서는 중이 수술 후 1일 째 평균 1.2dB HL의 감소가 관찰되었으며 수술 후 7일째는 1일째에 비해 0.7 dB HL의 상승이 있었는데 이는 통계적으로 의미없는 결과였다. 변조이음향방사는 음자극에 의해 와우내의 외유모세포의 수축, 진동의 능동적 기전에 의해 발생되는 음 에너지로서 청신경으로 전달될 뿐 아니라 중이를 거쳐 외이도로 전달되어 나타난다. 대부분의 정상적인 귀에서 존재하고 일반적으로 30~35 dB 이상의 청력 소실이 있는 경우 관찰되지 않으며, 정상적 기능의 와우의 생리와 밀접한 관계를 가지고 있다. 또한 와우의 기능을 객관적으로 관찰할 수 있고 검사가 신속하며, 표준순음청력검사보다 청력의 변동에 민감하여 매우 작은 음향성 손상도 측정할 수 있는 검사이다.
   또한 Franklin등¹⁵⁾은 변조이음향방사의 반복검사에 의한 reliability coefficient가 0.9 이상 측정되었다고 밝혔으며 Lee 등¹⁶⁾도 검사와 재검사 사이에 유의한 차이는 없으며 검사간 상관관계가 높다고 보고할 정도로 변조이음향방사는 안정적인 검사이다. Subramaniam등⁴⁾은 동물 실험을 통해 소음에 노출된 후 변조이음향방사의 반응이 감소하였다가 수일 후 반응이 소음에 노출되기 전의 수준으로 완전히 회복되는 것을 보고하였으며, Ferber등¹⁷⁾은 일과성유발이음향방사(Transient Evoked Otoacoustic emission)를 이용하여 유양돌기 삭개술을 받은 군과 고막 수술만을 받은 군을 비교하여 드릴 사용이 와우의 미세화학적 성질에 영향을 준다는 것을 보고한 바 있다. Cruz등¹⁸⁾은 술 중 변조이음향방사검사를 시행하여 12명 중 2명에서 드릴 소음과 관련된 일시적인 강도의 변화를 증명해 드릴 소음이 일시적인 외유모세포의 기능 이상을 유발할 수 있음을 밝혀냈다. 그러나, 이 보고는 주파수 대역별에 따른 영향을 규명하지는 못하였다.
   주파수 대역에 대한 연구는 여러 상반된 결과를 보고하고 있는데 Schuknecht등⁹⁾은 소음에 의해 와우의 기저 회전(basal turn)이 가장 손상을 많이 받으므로 고주파에서 청력소실을 가장 많이 나타낸다고 하였고, Libermann등¹⁹⁾은 고양이를 116dB의 소음에 노출시킨 후 와우의 기저회전 부위의 유모세포에 특징적인 파괴소견이 있음을 증명하여 전 연구를 뒷받침하였다. Kylen등⁸⁾은 전기와우청력검사를 이용하여 중이 수술 후 동측 귀에서 4000 Hz와 8000 Hz에서 일시적인 청력소실을 보고하였고, electrostimulation 청력검사를 통하여 드릴 소음이 고주파수에서 일시적인 청력소실을 유발함을 밝힌 바 있으나 Palva등⁶⁾은 반대로 반대측 귀에서 저주파수대역의 청력소실을 보고하고 있다. 본 연구에서는 수술 후 1일 째 수술 전에 비해 평균 2.33 dB SPL의 변조이음향방사 강도의 감소가 관찰되었고 수술 후 7일 째 1일에 비해 2.31 dB SPL의 강도의 증가를 보여 드릴에 의한 소음이 외유모세포의 가역적인 변성을 유발함을 발견하였다. 이번 연구의 결과는 Franklin등¹⁵⁾이 보고한 변조이음향방사검사의 반복 시 발생할 수 있는 측정오차 2dB SPL을 초과함으로 의미가 있다고 할 수 있다.
   Robinette과 Glattke²⁰⁾에 의하면 변조이음향방사의 강도는 상관 관계가 일반적으로는 높지 않지만 청력 역치와 반비례하는 것으로 알려져 있으며 특히 청력 역치의 10% 이내의 변화를 잘 반영하는 것으로 알려져 있다. 주파수 대역별로 보면 전 주파수에서 변조이음향방사 강도의 감소를 보였지만 통계학적으로는 1 kHz, 1.5 kHz, 2 kHz에서만 보여 전반적인 주파수에서 드릴에 의한 소음의 영향을 받지만 저주파수 영역에서 더 많은 영향을 받음을 알 수 있었다. 변조이음향방사의 강도의 변화의 정도는 다양하였는데 이는 개인간의 소음에 대한 민감도(susceptibility)의 차이가 있기 때문이라고 생각되며, 이는 와우 partition의 stiffness차이, 유모 세포의 밀도의 차이라고 알려져 있지만 아직까지 왜 이러한 차이가 존재하는지는 완전히 밝혀지지 않았다. 또 하나의 추정되는 이유는 술 중 간헐적인 드릴 사용의 중단으로 인한 휴지기인데 이때 부분적인 와우의 회복이 일어나기 때문일 것으로 사료된다.
   드릴 사용시간과 일시적 청력 소실과의 상호 관계에 대한 연구에 있어 둘 간에 통계학적인 의미는 없다고 밝혀졌지만 그 이유가 철저하지 않은 자료의 수집과 정확한 드릴 사용시간을 측정하지 못했기 때문이라고 생각되어 진다고 보고된 바 있고 국내에서도 Woo등¹⁴⁾은 표준순음청력검사를 통해 드릴 사용 20분 이하인 군과 이상인 군의 술 후 반대측 청력역치를 측정하였는 데 술 후 1일, 7일, 30일째 청력역치변화의 유의한 차이는 나타나지 않았다고 보고하였다. 이에 비해 Kylen등¹⁾은 내이의 손상을 줄일 수 있는 유일한 방법은 드릴의 속도를 높혀서 수술 시간을 감소시키는 것이라고 하였다. 변조이음향방사를 이용한 본 연구에서는 1 kHz, 1.5 kHz, 2 kHz에서의 드릴 시간에 따른 변조이음향방사 강도의 변화량을 비교한 결과 통계적으로 의미가 있는 감소가 관찰되어서 긴 드릴 사용 시간이 내이의 손상을 유발할 수 있는 것으로 생각되었다.

결     론

   드릴을 이용하여 유양동삭개술을 포함하는 중이 수술을 시행 후 반대측 귀의 표준순음 청력검사의 역치는 술 전 결과와 유의한 차이가 없었지만 변조이음향방사를 통한 검사에서는 수술 후 저주파수 영역에서 의미 있는 변화가 관찰되었고, 드릴사용시간과 변조이음향방사의 강도는 반비례 하였는데 이러한 변화는 술 후 수일 뒤 회복되었다. 즉 중이 수술에 사용되는 드릴은 음향성 외상을 유발하고 이는 외유모세포의 일시적인 손상을 유발한다. 또 변조이음향방사 검사는 기존의 청력 검사로 발현되지 않는 드릴 소음으로 인한 외유모세포 수준의 기능부전을 민감하게 알아낼 수 있는 검사로 사료되었다.

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