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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1999;42(9): 1089-1092. |
| Monitoring by ABR, TEOAE and DPOAE of Noise Induced Hearing Loss in Guinea Pig. |
| Yong Ju Jang, Phil Sang Chung, Eui Jin Hwang, Min Hwan Hyun, Chung Seok Cho, Young Hoon Kim, Yun Hwan Kim, Min Young Kim, Chung Ku Rhee |
1Department of Otolaryngology, Dankook University College of Medicine, Cheonan, Korea. yjang@anseo.dankook.ac.kr
2Department of Otolaryngology, Wonkwang University School of Medicine, Iksan, Korea. |
| 기니픽에서 청성뇌간유발반응검사, 일과성음에 의한 유발이음향방사 및 변조이음향방사를 통한 실험적 소음성 난청의 추적관찰 |
| 장용주1 · 정필상1 · 황의진1 · 현민환1 · 조정석1 · 김영훈2 · 김윤환1 · 김민영1 · 이정구1 |
| 단국대학교 의과대학 이비인후과학교실1;원광대학교 의과대학 이비인후과학교실2; |
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| 주제어:
소음성 난청ㆍ일과성음에 의한 유발이음향방사ㆍ변조이음향방사. |
| ABSTRACT |
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Noise-induced hearing loss (NIHL) is associated with the damage in outer hair cell (OHC).
Otoacoustic emmision (OAE) is sensitive to the detection of damage in OHC. We intended to evaluate the usefulness of transient evoked OAE (TEOAE) and distortion product OAE (DPOAE) on early detection and monitoring of NIHL in guinea pigs.
MATERIALS AND METHODS:
Ten healthy guinea pigs were exposed to 90+/-3 dBA white noise 8 hours daily for 9 days. Daily measurements of auditory brainstem response (ABR), TEOAE and DPOAE were performed before the noise exposure and daily after the noise exposure.
RESULTS:
ABR threshold became poorer gradually until the 8th day of post noise exposure, and some recovery on the 9th day. Wave reproducibility on TEOAE demonstrated an abrupt decrement on the 6th post-exposure day, and a tendency of recovery from the 7th day. While the echo amplitudes in f2=2002 Hz and f2=4004 Hz showed similar pattern of change with ABR threshold, the echo amplitude of f2=6348 Hz showed marked decrease on the 5th day compared to two other frequencies (f2=2002 Hz, 4004 Hz).
CONCLUSION:
The results of this study suggest that wave reproducibility in TEOAE and echo amplitude in high frequency in DPOAE may have applicability for early detection and monitoring of NIHL. |
| Keywords:
Noise-induced hearing lossㆍOtoacoustic emissonㆍDistortion product |
서론
소음성 난청은 수술적 치료나 약물 요법으로 치료가 불가능하다. 그러므로 소음환경의 예방적 조절 및 고위험군 대상에서의 난청의 조기 발견 및 경과의 추적관찰, 소음 환경으로부터의 격리가 중요하다. 소음성 난청의 와우의 손상과정에서는 외유모세포의 손상이 가장 선행된다.1) 이러한 외유모세포의 손상은 소음의 강도, 노출 기간, 주파수, 발생빈도 등 여러 요소에 따라 미세구조의 변화에서부터 전 소실에 이르기까지 다양한 정도의 손상이 발생하는 것으로 알려져 왔다.
한편, 이음향방사의 생성에 관한 많은 연구에 의하면 외유모세포가 이의 생성에 관여하는 것으로 이해된다.2-4) 따라서 와우 외유모세포의 손상이 중요한 병리 현상인 소음성 난청에서 이음향방사가 청력감소의 조기발견에 유용하게 사용될 수 있을 것이라는 가정을 가능하게 하였고, 그에 따라 이에 대한 몇몇 연구가 행해져왔다.5-10) 그러나 지금까지 행해진 소음성 난청의 조기발견에 관한 기존의 연구에서는 일과성음에 의한 유발이음향방사와 변조이음향방사를 동시에 시행하여 결과를 비교한 시도는 없었다. 이에 본 연구에서는 기니픽에서 실험적으로 소음성 난청을 유발하여 청성뇌간유발반응과 일과성음에 의한 유발이음향방사 및 변조이음향방사검사를 동시에 시행하여 각 검사결과의 시간에 따른 변화를 관찰하여, 소음성 난청의 추적관찰에서 이음향방사의 유용성을 알아보고자 하였다.
재료 및 방법
실험동물
수술현미경 하에서 중이염의 소견 없이 양측 정상 고막을 가지고 있음이 확인되었으며, 정상 청성뇌간유발반응을 보인 200∼250 gm의 10마리의 guinea pig(20귀)를 대상으로 하였다. 실험 동물의 마취는 ketamine hydrochloride(30 mg/kg)와 xylazine(2 mg/kg)을 근육내 주사하여 시행하였다.
소음노출
Noise box(Korea Electronic Products Co., Seoul, Korea)에서 하루 8시간 동안 90±3 dBA의 white noise에 9일간 노출시켰다. Noise box는 0.7 m×0.7 m×0.6 m 의 공간으로, 음식물이 공급될 수 있었다. 4개방향에 설치된 speaker로부터 나오는 소음은 box의 여러 위치에서 sound pressure level meter(Larsen-Davis, model 800 B, Provo, Utah)를 이용하여 측정되어 자극이 일정한 강도로 유지되도록 하였다.
청성뇌간유발반응검사
청성뇌간유발반응검사(Viking Ⅳ；Nicolet, USA)는 10마리의 guinea pig 20귀에서 소음 노출전과 9일간의 소음노출 기간동안 매일 노출후 측정하여, 청력역치의 변화를 분석하였다. 청성뇌간유발반응검사 전위는 피하 세침전극을 두정부와 동측 유양동 부위에 삽입하여 측정하였으며, 청각자극은 귀속형 earphone을 통해 broad band click음(300∼10KHz)을 초당 33.3회로 하여 500번 이상 주었으며 analysis time은 20 msec 이었다. 청력 역치는 0.5∼8 KHz의 주파수에 따른 전위 역치를 90 dB SPL의 click 강도로부터 시작하여 5 dB씩 단계적으로 줄여 청성뇌간유발반응검사상에서 인지 가능한 형태의 wave V를 보이는 최저 자극치로 정하였다.
일과성음에 의한 유발이음향방사 및 변조이음향방사
일과성음에 의한 유발이음향방사 및 변조이음향방사는 ILO 88(ver3.94；Otodynamic, England)을 이용하여 동일한 동물에서 소음노출전과 9일간 노출후 매일 청성뇌간유발반응검사의 직후에 측정하였다. 일과성음에 의한 유발이음향방사의 검사시의 클릭의 강도는 80±5 dB pe SPL이고 260회의 평균을 거쳐 방사음을 얻어내었고, 반응의 window는 20 msec 이었다. 반응에 대하여는 Fast-fourier analysis로 방사음의 주파수특성을 분석하였다. 변조이음향방사측정치의 f2/f1의 비는 1.22로 고정하였고 자극음의 강도는 L1과 L2에 대해 각각 60 dB SPL과 55dB SPL의 수준에서 주었다. 측정된 변수 중 DP audiogram의 f2＝2002 Hz, f2＝4004 Hz, f2＝6348 Hz 주파수 영역에서의 echo amplitude를 측정일별로 비교하였다.
분석
각 변수들의 소음노출전과 노출후 9일간의 평균과 표준편차를 구하여 그 값들을 연속적으로 비교하였으며, 날짜에 따른 변수의 변화를 one-way ANOVA test를 이용하여 변화의 유의성(p<0.05)을 검증 하였다.
결과
청성뇌간유발반응검사
청성뇌간유발반응검사의 청력 역치는 소음노출 이후 매일 지속적인 악화 추세를 보인 뒤 9일째 다시 호전되는 양상을 보였다(Fig. 1). 그러나 통계학적으로 각 측정일에서 전일과 비교하여 유의한 감소는 나타나지 않았으며, 9일째의 호전 양상은 통계적 분석을 하기에는 대상 귀의 수가 적었다.
일과성음에 의한 유발이음향방사 및 변조이음향방사
일과성음에 의한 유발이음향방사의 wave reproducibility의 값은 소음노출 이후 5일째까지는 서서히 감소하는 경향을 보였으나 6일째에는 5일째와 비교하여 통계학적으로 유의하게 급격한 감소를 보여 청성뇌간유발반응-검사에서의 변화보다 선행되는 변화를 보였고, 7일째부터는 회복되는 경향을 보였으나 전일과 비교하여 통계적인 유의성은 없었다(Fig. 2).
변조이음향방사에서의 f2＝2002 Hz, f2＝4004 Hz에서의 echo amplitude는 청성뇌간유발반응검사에서의 변화와 유사한 양상으로 소음 노출 이후 통계적인 유의성 없이 서서히 감소하는 경향을 보였으나, f2＝6348 Hz에서의 ec-ho amplitude는 소음 노출 후 4일째까지는 유의한 변화가 없이 지속되다가 5일째의 amplitude는 4일째와 비교하여 급격하게 통계적으로 유의한 감소를 보여 소음노출에 의한 손상을 가장 조기에 반영하였다. 이러한 감소된 양상은 9일째까지 이어졌다(Fig. 3).
고찰
지금까지 많은 연구에 의하여 소음성 난청의 형태학적 변화 및 병태생리가 밝혀져 왔다. 그 이론은 내이로의 미세 혈류의 감소, 혈관수축, 혈관투과성의 증가, 내이의 국소 부종, 허혈 및 재관류로 인한 유리산소기의 생성과 그로 인한 코르티 기관(organ of Corti)의 손상, 특히 유모세포의 손상으로 요약될 수 있다.11-14) 이러한 손상은 소음 노출의 정도에 따라 가역적 혹은 영구적인 손상의 형태로 나타날 수 있다. 가역적인 일시역치변동(temporary threshold shift, TTS)은 주로 3∼6 KHz 에서 일어나며 수분에서 수일간 지속된다. 만일 일시역치변동이 회복되지 않으면 영구역치변동(permanent threshold shift, PTS)이 된다. 영구역치변동은 일시역치변동을 유발하는 정도의 소음자극에 반복적으로 노출되어 발생하는 것으로서 와우의 유모세포의 영구적인 손상을 동반한다. 기존의 연구에 의하면 이음향방사는 와우의 외유모세포의 능동적 운동에 의하여 발생되는 것으로 이해되며 소음노출 후에 나타나는 일시역치저하에서 이음향방사의 변화가 유발됨은 많은 연구에서 보고되어왔다.5)6)15-17) 저자들의 연구에서도 청성뇌간유발반응검사상 역치의 변화를 유발하는 정도의 소음노출 이후에 이음향방사에서 변화를 볼 수 있었다.
Franklin 등7)은 토끼에서 변조이음향방사의 변화가 행동청력역치의 감소 및 회복과 일치함을, Mensh 등 8)9)은 이음향방사가 소음에 의한 와우의 손상에 대해 민감한 검사이며 이환 여부를 알아내는 검사임을 보고하였다. Engdahl10)와 Sutton 등6)은 사람에서 변조이음향방사의 amplitude감소가 일시역치저하를 반영할 수 있음을 발표하기도 했다. 최근 Subramaniam 등5)은 chinchilla에서 소음노출에 의하여 나타난 손상의 시간적 경과에서 변조이음향방사의 회복이 주사전자현미경상 나타난 조직학적 회복보다 선행하였다고 하였다.
저자들의 본 실험에서 일과성음에 의한 유발이음향방사상의 wave reproducibility는 소음노출 이후 5일째까지는 유의한 변화 없이 지속되어 청성뇌간유발반응검사상에 나타난 지속적인 악화 추세의 청력역치의 변화와 다른 양상을 보였으며, 소음노출 후 6일째에는 유의하게 급격한 감소를 보였다. 또한 이는 변조이음향검사상 f2＝6348 Hz의 변화와 대체적으로 시간적인 일치성을 보였다. 이러한 결과는 broad band click음을 이용한 청성뇌간유발반응검사에 비해 이음향방사가 소음성 난청에서의 외유모세포의 손상을 조기에 반영한 것으로 생각되며, 소음성 난청의 조기발견 가능성을 제시하는 결과로 생각된다. 그러나 일과성음에 의한 유발이음향방사에서 소음노출전 wave reproducibility는 평균 36.5%이었다. 이는 Chang 등18)의 보고에서 검사 양성을 보이는 최소클릭음(역치)의 분포와 비교하여 낮은 클릭음을 사용하였던 점, 검사상의 측정 오류, stability 등을 점검하지 못한 것 등으로 인한 것으로 생각되며, 낮은 reproducibility로 인해 본 실험상 일과성음에 의한 유발이음향방사의 신빙도가 떨어지는 결과를 가져왔다. 한편, 변조이음향검사상 f2＝6348 Hz의 변화는 소음성 난청에서 선행되는 고음역의 손상을 반영하는 것이라 생각된다. 청성뇌간유발반응검사의 변화 정도는 변조이음향검사상 f2＝2002 Hz와 f2＝4004 Hz의 echo amplitude상의 변화와 대체로 일치하였는데, 이는 청성뇌간유발반응검사의 자극음인 broad band click음의 특성상 변조이음향검사의 f2 ＝2002 Hz와 f2＝4004 Hz에서의 주파수와 유사한 결과라 생각된다. 본 실험은 뇌간유발청력검사상의 자극음을 bro-ad band click음으로 함으로써 전반적인 청력변화 양상만을 인지할 수 있었으나, Kim 등 19)은 기니픽에서 뇌간유발청력검사상 filtered click음을 이용하여 주파수별 역치를 측정하였다. 따라서 소음성 난청에서 뇌간유발청력검사상 filtered click이나 tone burst, tone pip등을 이용한 주파수에 따른 역치 변화를 관찰하여 이음향방사와 비교하는 시도를 한다면 고주파 영역의 초기 손상에 대한 이음향방사의 예민도를 이해하는데 도움이 되리라 생각되었다.
이러한 결과들은 이음향방사가 소음성난청의 경과 추적관찰에 있어서의 유용함을, 또한 소음성 난청에서의 고음역 손상에 대하여 변조이음향방사의 고주파 영역의 특정 주파수의 손상을 민감하게 반영할 수 있음을 나타낸다. 그러므로 저자들이 제시한 이음향방사의 이러한 민감성과 아울러 검사의 간편함등은 이음향방사가 소음성 난청의 추적관찰에 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다고 할 수 있을 것이다.
결론
본 연구의 결과는 소음노출에 의한 기니픽에서의 청력변화의 추적에 있어 일과성음에 의한 유발이음향방사의 wave reproducibility와 변조이음향방사의 고주파 영역의 특정 주파수의 echo amplitude가 broad band click음을 이용한 뇌간유발청력검사보다 조기에 청력의 변화를 반영함을 나타낸다.
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