Address for correspondence : Myung-Whan Suh, MD, Department of Otorhinolaryngology-Head & Neck Surgery, Dankook University Hospital, 359 Manghyang-ro, Dongnam-gu, Cheonan 330-715, Korea
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서     론

   이명을 연구하는 데 있어 어려운 문제점 중 하나는 명확하고 간편한 동물 모델이 없다는 것이다. 기존에 사용하던 동물 모델은 수분 섭취를 제한하거나 전기적인 충격을 주어 특정한 조건으로 동물을 훈련시키는 방법이다.¹⁾ 따라서 동물을 충분히 훈련하기까지 상당한 시간이 필요할 뿐만 아니라 개체 특성에 따라 동일한 훈련을 받은 이후에도 서로 다른 반응을 나타낼 가능성이 있다. 그러나 최근 이상과 같은 어려움을 해결할 수 있는 새로운 동물 이명 연구 방법이 보고되었다. 이 방법은 이명과 비슷한 배경 음을 들려주는 중간에 짧은 무음 간격(gap)을 삽입하고 이후 바로 이어 큰 펄스 음으로 놀람 반사 유발하는 방법이다.²⁾ 이명이 없는 동물은 큰 소리 직전의 gap을 인지하여 다음 자극에 대해 미리 대비하기 때문에 뒤이어 발생하는 놀람 반사의 크기가 줄어드는 반면, 이명이 있는 동물은 이명이 gap을 채워 넣게 되어 마치 gap이 없는 것처럼 느껴지게 된다. 이명을 가진 동물은 gap이 있는 경우에도 마치 gap이 없는 것처럼 놀람 반사가 크게 측정된다. 이 새로운 이명 검사 방법은 훈련 기간이 필요 없기 때문에 보다 빠른 속도로 연구를 진행할 수 있고, 비교적 짧은 시간 안에 간단하게 이명 존재 여부를 확인할 수 있다. 이에 최근에 보고되는 여러 이명 연구들은 이 방법을 이용하고 있다.^3,4,5,6,7,8) 그러나 본 저자들이 위 동물 모델에서 주목한 점은 동물에서 이명을 객관적으로 증명하는 방법을 사람에도 비슷하게 적용할 수 있을 것이라는 점이다. 그러나 이상과 같은 개념을 사람에서 활용하기 위해서는, 우선 사람에서도 펄스전 gap에 대한 반응이 설치류와 비슷하게 이명에 의해 영향을 받는지 알아볼 필요가 있다. 이에 저자들은 객관적인 이명 검사 개발의 첫 단계로, gap 존재 여부를 인식하는 과정이 사람에서도 이명에 의해 영향을 받을 수 있는지 알아 보고자 하였다. 본 연구의 목표는 Turner 등²⁾이 동물에서 사용한 이명 검사 패러다임을 사람으로 옮겨와 심리 음향학적으로 이명이 있는 피험자와 이명이 없는 피험자 사이 gap을 인지하는 능력에 차이가 있는지 알아보고자 함이다. 만약 사람에서도 설치류와 비슷한 현상이 발견된다면, 이명을 객관적으로 검사하는 방법의 개발이 가능할 것으로 생각된다.

대상 및 방법

피험자 선정 기준
   6개월 이상 지속된 이명을 주소로 내원한 환자 중 이명의 특성이 순음과 유사한 피험자 10명을 모집하였다. 환자들의 평균 연령은 49.4±17.6세였으며, 남자가 8명, 여자가 2명이었다. 이명이 박성인 경우, 이명이 순음이 아닌 협대역 잡음, 백색 잡음과 비슷한 경우, 소음 과민성이 있는 경우는 연구 대상에서 제외하였다. 모든 이명 환자는 순음 청력검사, 이명에 대한 음 고저 비교검사, 음 크기 평형검사, 최소 차폐치, 잔류억제 검사를 진행하였다. 총 10명의 이명 환자군 피험자 중 7명은 8,000 Hz의 이명을 호소하였으며, 2명은 6,000 Hz, 한 명은 4,000 Hz의 이명을 호소하였다. 이들 환자에서 이명의 크기는 6.5±4.9 dB SL, 최소 차폐역치는 3.9±8.0 dB SL, 잔류억제는 6.7±10.0 sec, 4음(0.5, 1, 2, 3 kHz) 청력역치평균은 25.1±13.6 dB HL이었다. 정상군은 전혀 이명을 느끼지 않는 피험자들로서 평균 연령은 37.5±11.4세였으며, 남자가 5명, 여자가 3명이었다.

검사 방법
   컴퓨터 프로그램(MatLab, Natick, USA)을 이용하여 자극음을 생성하였으며, 자극음의 구성은 Fig. 1과 같았다. 청력검사기기(Aurical Plus, GN Otometrics, Taastrup, Denmark)에 연결된 컴퓨터에 저자들이 제작한 MatLab m-file(Fig. 2)을 설치하고, 배경음과 펄스음의 크기는 NOAH 프로그램을 이용하여 자극음의 크기를 보정하여 출력하였다. 배경음은 환자가 느끼는 이명과 같은 주파수로 설정하였으며, 대조군의 경우는 이명이 존재하지 않았기 때문에 이명 환자들이 가장 흔히 느끼는 주파인 8 kHz로 실험을 진행하였다. 대조군의 자극 조건으로 8 kHz를 선정한 근거는, 본 연구에 포함된 이명 환자의 70.0%가 8 kHz와 유사한 이명을 느낀다고 호소였기 때문에, 대조군에서도 가급적 실험군과 동일한 배경음 조건을 구현하기 위해서였다. 대조군에서 8 kHz가 아닌 중간 주파수 대역의 배경음을 사용하였다면 대조군에게 보다 유리한 조건에서 실험이 진행되는 오류가 발생할 가능성이 있다. 이명 환자들은 감각 신경성 난청을 동반하고 있었기 때문에 배경음의 크기는 각 피험자의 주파수별 청력역치를 고려하여 약 10 dB SL로 설정하였으며, 펄스음이 나오기 3,100 msec 전부터 시작하여 펄스음이 끝난 이후 980 msec까지 지속되었다. 놀람 반사를 유발하는 펄스음은 80 dB HL로 고정하였으며 20 msec 동안 지속되었다. 펄스음은 백색잡음을 이용하였다. 펄스음은 한 가지 소리와 크기만을 이용하였으며, 이는 기존 동물 실험과 조건을 동일하게 일치시킨 것이다. 펄스음이 나오기 전에 아무런 소리도 나지 않는 gap이 삽입되었으며, gap의 길이는 200~300 msec였다. 모든 실험은 ANSI의 규정에 부합하는 방음실과 순음 청력 검사 장비를 이용하였다.
   피험자들에게 모식도를 보여주며 자신이 들은 자극음이 "두 개"(gap이 있는 자극)에 해당하는지, "한 개"(gap이 없는 자극)에 해당하는 지를 맞추도록 지시하였다. 실제 실험을 시작하기 전에 3~4회에 걸쳐 두 가지 자극음을 들려주고 피험자가 자극 조건에 익숙해 지도록 하였다. 교육용 자극을 제시하는 경우 피험자가 두 자극 사이의 차이점을 비교적 쉽게 인식할 수 있도록 gap의 길이를 300 msec로 비교적 길게 제시하였다. 피험자가 검사의 방법과 지시 사항을 충분히 이해한 경우 실제 실험을 진행하였다. 한 차례 검사는 50개의 자극으로 구성되어 있었으며, gap이 있는 자극과 gap이 없는 자극(no-gap)을 무작위로 섞어서 피험자에게 제시하였다. 각각의 자극이 종료되면 피험자는 자신이 직전에 들은 자극음이 "한 개"에 해당하는 지 "두 개"에 해당하는지를 방음창을 통해 손가락으로 표시하도록 하였다. 한 피험자 당 두 차례 검사를 시행하였으며, 첫 번째는 다소 쉬운 자극 조건(gap 길이가 300 msec)의 실험을 먼저 시행하고, 두 번째로 다소 어려운 자극 조건(gap 길이가 200 msec)의 실험을 진행하였다.

분석 지표
   총 50개의 자극 중에는 gap 자극(33개)과 no-gap 자극(17개)이 무작위 순서로 섞여 있었으며 이중 몇 개를 올바르게 맞추는지 그 점수를 산출하여 이를 prepulse gap detection test(PPG) 점수라고 명명하였다. 본 실험에 실제 확인하고 싶었던 자극 조건은 gap이 있는 경우였기 때문에 gap 조건이 no-gap 조건보다 약 2배 많게끔 구성하였다. 각 군에서 gap 300 msec 조건과 gap 200 msec 조건 사이에서 PPG 점수 차이가 얼마나 큰지를 첫 번째 분석 지표로 사용하였다. 통계 분석을 위해서는 SPSS v12.0(SPSS Inc, Chicago, USA)를 이용하여 Wilcoxon signed ranks test를 사용하였다. 두 번째 지표로는 gap이 있는 자극에서 300 msec 조건에 비하여 200 msec 조건에서 PPG 점수가 유의하게(>5점) 작아지는 피험자의 비율을 산출하였다. 5점을 기준으로 삼은 이유는 PPG 점수차를 히스토그램으로 그리는 경우(Fig. 3) 약 5점을 기준으로 값들이 이분형 분포를 보였기 때문이었다.

결     과

Gap 자극에 대한 반응(총점 33점)
   이명 환자군은 보다 쉬운 자극 조건인 gap 300 msec에서 gap 자극에 대해 PPG 점수가 23.4±6.3점이었으며, 보다 어려운 자극 조건인 gap 200 msec에서 gap 자극에 대한 PPG 점수가 18.3±8.8 점이었다(Fig. 4). 즉 이명 환자들은 gap이 짧아지는 경우 유의하게 PPG 점수가 낮아지는 것으로 나타났다(p=0.011). 
   한편 정상군은 300 msec에서 gap 자극에 대한 PPG 점수가 24.8±4.5점이었으며, 보다 어려운 자극 조건인 200 msec에서 gap 자극에 대한 PPG 점수가 23.6±5.5점이었다. 즉 정상군에서는 gap의 길이가 짧아지더라도 gap 자극에 대한 PPG 점수가 큰 차이를 보이지 않았다(p=0.139).

No-gap 자극에 대한 반응(총점 17점)
   이명 환자군에서 300 msec 조건(12.2±3.8점)과 200 msec 조건(11.8±4.6점) 사이 PPG 점수는 큰 차이를 보이지 않았다(p=0.552). 또한 정상군에서도 300 msec 조건(13.3±4.5점)과 200 msec 조건(12.3±5.6점) 사이에 큰 차이를 보이지 않았다(p=0.063). 즉 no-gap 자극에 대한 PPG 점수는 이명에 의해 영향을 받지 않았으며, gap의 길이에도 영향을 받지 않았다.

Gap이 짧아지는 경우 유의한 점수차이를 보이는 피험자의 비율 
   300 msec 조건에 비하여 200 msec 조건에서 gap 자극에 대한 PPG 점수가 유의하게 낮아지는 피험자의 비율은 이명 환자군의 경우 50.0%(n=5)인 반면, 정상군은 12%(n=1)에 불과하였다(Fig. 5). 

고     찰

   순음 청력 검사를 시행하면 환자들의 청력을 알 수 있지만, 특수한 상황에서는 순음 청력 검사를 시행할 수 없거나 시행할 수 있더라도 그 결과를 신뢰할 수 없는 경우들이 발생한다. 이는 순음 청력 검사가 환자의 협조를 바탕으로 하는 주관적인 검사이기 때문이다. 따라서 이런 경우에는 객관적인 청력 검사인 뇌간 유발 반응 검사를 사용하여 청력을 측정할 수 있다. 그러나 이명에 대해서는 아직까지 객관적인 검사가 존재하지 않는다. 이명의 특성을 파악하는 다양한 검사가 임상에서 사용되고 있지만 이들 검사는 모두 환자의 협조를 바탕으로 한다. 만약 환자가 자신의 질환 상태를 과장하거나 속이는 경우는 이를 확인할 수 있는 방법이 없는 실정이다. 따라서 객관적인 청력 검사가 존재하듯이 이명에 대한 객관적인 검사도 임상에서 꼭 필요하다. 이는 환자를 진료하는 의사들뿐만 아니라 자기 질환 상태를 입증하고자 하는 환자들에게도 매우 중요한 문제이다. 예를 들어 객관적인 이명 검사가 개발된다면, 이명이 있다고 거짓 진술을 하는 환자를 찾아내는데 우선적으로 이용될 수 있을 것이라고 생각된다. 이러한 점에서 2006년 Turner 등²⁾이 발표한 동물 이명 검사 방법은 중요한 의미를 갖는다. 그러나 해당 이론을 사람에 적용하기까지는 몇 가지 선결해야 할 문제점들이 있다. 예를 들어 사람에서 어떻게 놀람 반사를 측정할 것 인지와 사람은 동일한 자극에 대해 적응하여 반응이 점점 작아 진다는 점 등이다.^9,10) 그러나 이들 문제보다 근본적인 문제는 사람에서도 짧은 gap이 이명에 의해 채워지고 마치 gap이 없는 것처럼 인식될 것인가 하는 문제이다. 이에 저자들은 객관적인 청력검사를 제작하기 위한 일련의 과정에서 우선 위와 같은 기본 가정이 성립하는지 알아보는 심리 음향학적인 실험을 진행하기로 하였다.
   연구결과 저자들의 가설과 같이, 이명이 있는 환자들은 gap의 길이가 300 msec에서 200 msec로 짧아지는 경우 gap이 있는지 없는지 유의하게 잘 구분하지 못하였다. Gap이 짧아지는 경우 이명이 gap의 존재 여부를 인식하는데 유의한 방해 요소로 작용하는 것으로 추정된다. 정상군에서도 gap을 300 msec로 제시하는 것에 비해 200 msec로 제시하는 경우 피험자들은 gap 존재 여부를 상대적으로 잘 구분하지 못하였다. 그러나 그 차이는 tinnitus 환자들만큼 유의하지 않았다. 이 결과로부터 저자들은 Turner 등이 동물에 사용한 패러다임을 사람으로 옮겨와서 사용할 수 있는 가능성을 발견하였다. 비록 본 연구에서 객관적으로 이명을 측정하는 방법을 개발한 것은 아니지만, 향후 동일한 패러다임을 적용하면 사람에서도 객관적으로 이명을 측정할 수 있기를 기대한다.
   본 연구만으로는 이명 환자에서 왜 gap을 구분하는 능력이 나빠지는 지는 명확하지 않다. 저자들의 가설은, 배경음과 이명이 매우 유사하면 짧은 gap이 이명에 의해 채워져서 마치 gap이 없는 것처럼 느껴지기 때문이라고 추정하고 있다. 이에 대한 근거로서 Tuner과 Parrish⁷⁾는 동물 실험에서 이명 주파수와 일치하는 배경음을 사용하면 gap에 대한 반응이 보다 효과적으로 차단됨을 발표하였다. 반대로 만약 실험에서 사용된 배경음이 환자가 느끼는 이명과 전혀 다르다면, 아마도 gap을 구분하는 능력은 이명이 없는 정상인과 다르지 않을 것으로 추정된다. 그러나 이 가설이 맞는지 확인하기 위해서는 향후 추가적인 연구가 더 필요할 것으로 생각된다. 
   본 연구는 궁극적으로 피험자들이 gap과 no gap 조건을 얼마나 잘 구분해 내는지 알아보는 것이었다. 만약 두 군 사이 인지 능력에 차이가 있어 gap을 구분하는 능력 차체가 원천적으로 다르다면, 연구 결과에서 나타난 차이가 이명 때문이라고 할 수 없다. 따라서 gap을 구분하는 능력이 이명보다는 개체간의 특성 때문일 가능성을 배제하기 위하여 우선 비교적 쉬운 자극 조건(gap 길이 300 msec)을 먼저 시행하였다. 만약 gap의 길이가 충분히 길다면, 이명이 있더라도 피험자가 배경음과 이명음의 차이를 명확하게 인식할 수 있고, 따라서 gap의 존재 여부를 비교적 쉽게 구분할 수 있을 것이라고 생각하였다. 반면 gap의 길이가 점점 짧아지면(본 연구에서는 200 msec) 이명 환자는 매우 짧게 지나가는 gap이 이명으로 채워지기 때문에 서론에서 소개한 동물 모델에서와 같이 gap의 존재 여부를 인식하기 어려울 것이라고 생각하였다. 연구 결과 300 msec 조건에서는 두 군 사이 PPG 점수 차이가 나타나지 않았다. 이로부터 저자들은 아마도 두 군 사이 gap을 구분하는 원천적인 능력은 크게 다르지 않을 것으로 추정하였다. 또한, no-gap 자극에 대한 점수도 그룹에 관계 없이 거의 일정한 점수를 보였다. No-gap 자극을 인식하는 과정은 tinnitus가 영향을 줄 수 없기 때문에, 이러한 결과는 두 군 사이에 gap이 없다는 것을 인지하는 단순한 작업을 하는데 있어 능력에 차이가 없었음을 시사한다. 따라서 향후 검증이 더 필요하겠지만, 저자들은 200 msec gap 조건에서만 PPG 점수 차이가 나타나는 이유가 아마도 tinnitus 때문일 것이라고 추정해 보았다.
   본 연구는 몇 가지 중요한 제한 점을 가지고 있다. 첫째, 연구에 참여한 피험자 수가 적다. 지금의 피험자 수에서 저자들이 규명하고자 했던 현상을 확인할 수는 있었지만, 강한 근거로 삼기에는 피험자 수가 부족함을 인정한다. 보다 많은 수의 피험자를 대상으로 연구를 진행하는 경우 비슷한 결과가 나타날 것인지에 대해서는 확실하지 않으며, 추가적인 연구가 필요하다. 둘째, 이명 환자군과 정상군 사이 연령 차이가 존재한다. 연령이 많아지는 경우 전반적인 인지 능력이 저하되기 때문에 gap 존재 여부를 구분하는 능력에도 영향을 미칠 수 있다. 그러나 앞에서 설명한 바와 같이 본 연구에서는 개체간 능력의 차이를 보정하기 위해, 300 msec 조건과 no-gap 조건을 기준으로 삼고 있다. 200 msec gap 조건을 제외한 다른 모든 조건에서는 비슷한 PPG 점수를 보이고 있는 것으로부터 연령이나 지능과 같은 개체간 능력의 차이가 비교적 보정되었다고 생각한다. 그러나 두 군 사이 연령을 통일시킬 수 있었다면 더 좋은 연구가 되었을 것으로 생각한다. 셋째, 보다 다양한 gap의 길이를 시도해 보았다면, 이명 환자에서 prepulse gap에 대한 심리 음향학적인 특성을 더욱 자세히 알 수 있었을 것이다. 그러나 검사에 소요되는 시간을 줄이고 환자의 집중력을 유지하기 위해 다양한 길의 gap 자극을 시도하지 못하였다. 다만 3~4명의 사전 예비 실험을 통해 50 msec 부터 300 msec까지 몇 가지 gap을 시도해 보았으며, 일반적으로 피험자가 실험을 원활하게 수행할 수 있는 gap의 길이는 200 msec 이상 임을 발견하였다. 만약 gap 길이를 보다 다양하게 시도하면 이명 환자들만 영향을 받은 보다 최적화된 gap 길이가 존재할 가능성도 있다고 생각한다. 연구 결과, 10명의 이명 환자 중 저자들의 가설과 같이 200 msec 조건에서 유의하게 PPG 점수가 감소한 환자는 50%에 불과하였다. 실제 임상에서 사용하는 검사로 발전하기 위해서는 보다 최적화된 조건을 찾아 이 비율을 높여야 할 것으로 생각된다. 마찬가지 개념으로 협대역잡음, 백색잡음 이명을 가진 환자에서도 동일한 실험을 재현해 볼 필요가 있다고 생각한다. 넷째, 실험을 진행하던 중 저자들은 심리 음향학적인 자극 조건과 객관적인 이명 검사 개발을 위한 자극 조건이 완전히 다를 수도 있을 것이라는 점을 발견하였다. Turner 등이 동물 실험에서 사용한 자극 조건은 gap의 길이가 50 msec 정도로 매우 짧다. 그러나 실제 심리 음향학적으로 확인한 결과 gap이 이렇게 짧으면, 정상인도 gap 존재 여부를 잘 구분하지 못하였다. 이는 아마도 prepulse gap에 의해 놀람 반사를 유발하는 신경 경로와 심리 음향학적으로 prepulse gap을 인지하는 신경 경로가 일부 다르기 때문일 것으로 추정된다. 따라서 본 연구를 통해 사람에서의 일반적인 경향성을 확인할 수 있을 뿐, 연구에서 사용된 지표들을 객관적인 이명 검사 개발에 그대로 적용하기는 무리가 있을 것으로 생각한다. 비록 이상과 같이 본 연구는 몇 가지 중요한 제한 점을 가지고 있지만, prepulse gap 패러다임을 사람에서 이용한 최초의 보고라는 점에서 의의가 있다고 생각된다. 
   본 연구는 객관적인 이명 검사 방법을 개발하기 위해 진행한 예비 연구이다. 연구 구조와 결과에 있어 몇 가지 제한 점이 있기는 하지만, 연구 결과 동물 실험에서 사용된 prepulse gap 패러다임을 사람에서도 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다. 이명 환자는 정상인에 비해 prepulse gap 존재 여부를 인식하는데 어려움을 느끼는 것으로 추정된다. 따라서 다음 단계로 prepulse gap 자극을 이용하여 객관적인 생체 반응을 측정한다면, 객관적인 이명 검사의 개발이 가능할 수도 있을 것으로 추정된다.

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