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채연 빈
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1 Research in Vestibular Science Vol. 9, Suppl. 2, December 2010 Update of Diagnostic Tests in Evaluating Dizzy Patients pissn , eissn Stacked 청성뇌간반응과 Cochlear Hydrops Analysis Masking Procedure의원리 인하대학교의학전문대학원이비인후 - 두경부외과학교실 임채봉, 김규성 The Principles of Stacked Auditory Brainstem Response and Cochlear Hydrops Analysis Masking Procedure Chae-Bong Lim, MS, Kyu-Sung Kim, MD Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Inha University School of Medicine, Incheon, Korea 서론현재임상적으로사용되는청성뇌간반응 (auditory brainstem response, ABR) 은초기반응의한종류로주관적검사를실시할수없는신생아및어린이나성인을대상으로청력을예측하거나와우관혹은청신경병변여부를결정하는데이용되고있다. 1 청신경종양의평가기준은양측귀 V번파의잠복기차이 (interaural time of wave 5, IT 5) 와 I-V 파간의잠복기이다. IT 5 는양쪽귀의청력손실차이에따른보상후 IT 5 의차이가 0.2 ms 이상이면종양양성이라고판정하지만이는편측종양이나종양이없는귀에청력손실이없을때에만적절한기준이다. 그러나 1 cm 이하의적은종양이나제2형신경섬유종과같이양측을침범한종양일경우에는, 쉽게종양을감지할수없다는단점이있다. I-V의파간잠복기는양측귀를비교하지않아도되어, IT 5 보다자주사용되는방법이기는하나, 파간잠복기지연정도에대한기준이명확하지않고 I번파의측정이쉽지않다는단점이 있다. 2,3 또한 ABR의자극음으로사용되는클릭음은매우빠른생성시간과 0.1 ms의짧은지속시간을가지기때문에주로고주파수정보에만의존적이다. 4 이는저주파수를자극하는 Tone Burst로보완될수있지만, 고주파수부위가자극되는현상이발생되며강도가커질수록자극한부위가아닌다른부위가자극되어검사의신뢰성을잃게된다. 특히메니에르병의청력은고음역보다는중저음영역이크게변동하므로고주파영역의정보를반영하는청성뇌간반응검사로진단하기에는그한계가있다. Murray 등 5 은메니에르병, 감각신경성난청, 정상청력을가진환자를대상으로청성뇌간반응 V번파형의잠복기를비교한결과그차이가없다고보고하였고, 청성뇌간반응이아닌주파수대역별청성뇌간반응 (derived band ABR) 을통한검사방법을제시하였다. 5,6 따라서본저자는청성뇌간반응의한계점을보완하여사용되고있는 stacked ABR과이를이용한새로운검사법인 Cochlear Hydrops Analysis Masking Procedure (CHAMP) 의원리및진단적가치에대해소개하고자한다. Corresponding Author: Kyu-Sung Kim, MD Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Shinheung-dong, Jung-gu, Incheon , Korea Tel: Fax: stedman@inha.ac.kr Copyrightc 2010 by The Korean Balance Society. All rights reserved. Stacked auditory brainstem response 1. Stacked ABR의배경청신경종양의대부분은청신경과그주변에서느리게자라는양성종양이지만, 심할경우두개강내를침범하여 S111

2 Res Vestibul Sci Vol. 9, Suppl. 2, Dec 문제를일으킨다. 일반적으로난청, 이명, 어지럼, 평형장애등을유발하게되지만청신경종양을가진환자의 30.4% 가정상청력이기에전통적인청각기준으로작은종양을찾기 에는무리가있다. 7 청성뇌간반응은청신경종양을진단하는데민감한청력검사로알려져있으며비용면에서도가장효과적이라고한다. 8 그러나종양의크기가클경우에만측정이가능하며, 1 cm이하의종양을포함한검사의민감도는약 63~93%, 위음성은약 7~37% 로종양을감지해내는능력이떨어진다. 따라서이러한청성뇌간반응검사법의단점을보완하여작은종양도감지할수있는 stacked ABR 이개발되었다 Stacked ABR (SABR) 의측정방법및진단기준 Figure 1. The example of derived band auditory brainstem response (ABR) process. A, B, C, D, E, F: The representative area of frequency bands according to cochlear position above 8, 8-4, 4-2, 2-1, 1-0.5, below 0.5 khz, respectively. CM1: The response below 8 khz with the stimuli of click and 8 khz HPN. CM2: The response below 4 khz with the stimuli of click and 4 khz HPN. HPN: high pass noise, ABR: auditory brainstem response. 10 SABR은클릭자극음을이용한청성뇌간반응에차폐를주어주파수대역별청성뇌간반응을측정한후진폭으로분석되도록고안되었다. 2 주파수대역별청성뇌간반응측정방법은고전적인청성뇌간반응검사법과동일하게클릭음을이용하여청성뇌간반응파형을얻고, 클릭음과특정주파수 (cut off frequency) 보다높은고주파수부위의소리 (high pass noise, HPN) 를동시에주면서, 여섯가지 1) click alone, 2) click+8 khz HPN, 3) click+4 khz HPN, 4) click+2 khz HPN, 5) click+1 khz HPN, 6) click+0.5 khz HPN 청성뇌간반응을기록한다. 이경우고주파수부위의소리는차폐음으로서의역할을하게되어기저막의부위별청성뇌간반응파형을얻을수있게된다. 이후기계적으로상쇄과정을거쳐각각의중심주파수대 A B C Figure 2. Measurement procedure of the Stacked auditory brainstem response (ABR). (A) click+derived band ABR, (B) The Derived-band ABR Technique, (C) The Stacking Technique. S112

3 임채봉외 1 인. Stacked 청성뇌간반응과 Cochlear Hydrops Analysis Masking Procedure 의원리 역별파형을구하고 (Figure 1), 5.7 khz를기준으로 V번파형을정렬한후 (Figure 2), 각파형을합하여생성된파형 (SABR) 의진폭이정상수치보다작을경우청신경의기능저하를시사한다. 9 현재 SABR의진단기준은기기를연구하고분석자료를제시하고있는 Bio-logic사의 Auditory Evoked Potential (AEP) 사용자지침서를기준으로하며남성은진폭 800 nv 이상, 여성은진폭 875 nv 이상, 양측귀의진폭차이 (interaural difference, IAD) 는 10% 이내이어야한다 SABR의한계성 SABR은잠복기측정이아니라진폭측정이므로머리나팔등신체의움직임, 삼킴이나기침, 하품과같은턱관절의움직임, 신체근육의심한긴장, 눈동자의움직임, 후이개근육의반사로인한움직임등이진폭에영향을미칠수있다. 또한피검자가 50~55 db 이상의청력손실이있을경우, 전음성난청또는혼합성난청일경우, 750 Hz 이하의주파수에서청력손실을보이는경우, 경화증과같은신경의손상을입은경우, 큰소리에민감한청각과민증일경우에는검사하기가어렵다 SABR을통한임상적적용 Don 등 9 은 25예의종양사례중기존청성뇌간반응의 IT 5 와 I-V 파간잠복기로감지할수없었던 1 cm 이하의작은종양 5예를 SABR로감지하였다. 그이후 Don 등 3 은자기공명영상으로진단된 52명의청신경종양을가진환자와 78 명의정상청력을가진환자를대상으로청성뇌간반응, SABR을비교한결과 SABR에서 95% 민감도와 88% 의특이도를보인다고보고하였다. Katz 등 2 은자기공명영상으로하전정신경부위에서근원된 1 cm 크기의청신경종양을가진 51세남자를보고하였는데, 평균순음청력도상우측청력이좌측에비해약 8 db 정도떨어졌고 6개월간약간의어지럼증이있었다. 기존청성뇌간반응결과 IT 5 는종양이발견된오른쪽에서 0.1 ms 짧았으며 I-V의파간잠복기는 4.55 ms으로정상보다길게나타났으나 SABR의진폭차는 50% 로민감한결과를보였다. 또하나의사례는 47세여성으로자기공명영상에서 3~4 mm의종양이밝혀졌으나아무런징후나불편을호소하지않아치료를하지않다가 1 년후평형장애와이명이나타나수술적치료를받았던환 Figure 3. Comparison of auditory brainstem response (ABR) and Stacked ABR of a Non-tumor (Rt) and a Tumor (Lt) case, the latter of which was proven by magnetic resonance imaging to be Tumor of 3~4 mm. 자로측정당시순음청력검사나기존청성뇌간반응은모두정상이었으나양귀의 SABR에서는진폭차가 19% 로이역시민감한검사결과를보였다 (Figure 3). SABR은잠복기측정이아닌진폭측정을보는검사이기에그에따른변수가많기는하나, 더많은연구를통하여임상적적용도가증명되어야할것이다. 만약징후는있으나기존청성뇌간반응에서정상으로판정된다면, SABR을다시측정하도록하는것도고려될필요가있다. 그에따른결과가정상일경우엔추적관찰을하고비정상일경우엔자기공명영상을통하여종양의진단을내린다면, SABR의민감도와특이도를향상시킬수있을것이다. 11 Cochlear Hydrops Analysis Masking Procedure (CHAMP) 1. CHAMP 의배경 CHAMP는청신경종양과메니에르병의임상정증상이비슷하다는원리아래 Bio-logic system Corporation에서개발되기시작하였다. 즉, 기존에연구되었던 SABR의검사방법을이용하여내림프수종의선별검사법을제시하였고현재임상적으로시행이가능하도록상용화되었다. 메니에르병의가장중요한병태생리학적근거는사후부검을통한내림프수종이지만, 실제임상적증상과청력검사를근거로진단된다. 하지만증상의다양함으로인해감별진단이힘들며보조적으로이용되는전기와우도검사나전정유발근전위 (vestibular evoked myogenic potential, VEMP), 전기 S113

4 Res Vestibul Sci Vol. 9, Suppl. 2, Dec 안진검사, 청성뇌간반응, 이음향방사등은내림프수종에대한확진소견을제공하는것은아니다. 12 CHAMP 검사는내이수종에의한진행파의변화를측정하는것으로, 이를통해진행파의증가된속도와발생위치이동을예측할수있다. 13 즉, 내림프액의양적증가는와우관기저막의경직성을증가시키고이경직성의증가는진행파의속도를증가시킬수있으며, 정점반응위치를이동시킬수있다. 특히저주파수로고정된소리자극의경우진행파정점발생위치가첨단부가아닌기저부로이동하여고주파수소리자극의반응과비슷하게나타난다. 14 소음성난청과메니에르병환자의진행파속도를비교한연구에서도소음성난청환자의진행파속도는정상범위에속했으나, 메니에르병환자의진행파속도는증가되고기저회전쪽으로정점위치반응이이동하는것을확인하였다. 15 또한이검사는 SABR 검사후부수적인검사가요구되지않아편리하게사용될수있으며최근국내에서도메니에르병의진단방법으로유용한가치가있다고소개되고있다 CHAMP 측정방법및진단기준주파수대역별청성뇌간반응을구하는과정에서얻어진클릭음단독반응과클릭음과 8, 4, 2, 1, 0.5 khz HPN 반응을비교분석하면메니에르병의내이수종으로인한저차폐 (undermasking) 현상을확인할수있다. 16 즉, 파형의형태를분석해보면정상귀에비하여메니에르병측귀는진행파정점이기저부위로이동하는현상을볼수있다 (Figure 4). 이것은와우수종으로인한기저막의경직에의하여클릭음과 0.5 khz HPN의차폐효과가충분치못하여발생되는저차폐현상때문이다. 특히클릭음으로만검사한청성뇌간반응의 V파잠복기는영향을받지않지만, 클릭음과 HPN가동시에제시될경우잠복기차이가보이지않았고, 형태의변화도정상군에비해뚜렷이관찰되지않는다. 복합진폭비 (click alone-0.5 khz HPN/click alone) 는잠복기지연 (0.5 khz HPN-click alone) 보다신뢰성이떨어지는것으로제시되는데이는 V번파형을확인하기어렵거나잠복기차가정상범위에포함되지않을경우보조적인방법으로소개되고있다. 14,16 현재, CHAMP의진단기준은성별및연령과무관하게잠복기지연이 0.3 ms 보다작은경우, 복합진폭비가 0.95 보다작을경우와우수종을시사하는양성으로정의한다 CHAMP의한계성 CHAMP의결과는성별및연령과무관하다고하나연령에따른차이가있는것으로나타났다. 17 즉, CHAMP의잠복기차는연령이높아질수록감소하였고복합진폭비는증가하는현상을보였다. 그러나복합진폭비는잠복기지연보다 A B Figure 4. Masked auditory brainstem responses from the normal ear showing delay of wave V latency with 8, 4, 2, 1, and 0.5 khz high pass noise (A). Auditory brainstem responses in Meniere s disease showing decrease of wave V latency due to hydrops (B). 12 S114

5 임채봉외 1 인. Stacked 청성뇌간반응과 Cochlear Hydrops Analysis Masking Procedure 의원리 매우역동적이고변수가많아, 향후더많은대상자로연구결과를분석하여임상적적용여부를고려해야한다. 저차폐현상은메니에르병이아니더라도나타날수있는데, 60 dbhl 이상의자극강도가필요한경우나노화나다른이유로인해기저막의기능이저하된경우에나타날수있다. 그러나메니에르병이아닌데도나타나는저차폐와내림프수종에의해나타나는저차폐는다르다. 즉, 메니에르질병이아닌그룹의잠복기는길게나타나며, 파형의날카로운모양이부드러워지고넓어져서둥그런청성뇌간반응형태로변화되는것을살펴볼수있다. 그러나메니에르병그룹의잠복기는파형의지연이보이지않고, 진폭은메니에르병이아닌그룹보다훨씬크다. 18 따라서검사결과분석시환자의연령과다양한상황을고려하여판독할줄하는경험이필요하다. 4. CHAMP를통한임상적적용 Don 등 13 은 20명의명확한메니에르병환자와 38명의메니에르가아닌정상청력환자를대상으로한연구에서 100% 민감도와 100% 특이도를보인다고하였다. 그러나메니에르병이아니여도저차폐되는사례에대하여설명하며단순진폭비 (0.5 khz HPN/click alone) 보다는복합진폭비를권고하고있다. 16 Ordonez-Ordonez 등 19 은메니에르병 (definite Meniere s disease) 을가진그룹에서민감도 31.3%, 특이도 100% 를보인다고보고하였으며, Kingma와 Wit 20 는잠복기차이기준을 2 ms로해야한다는의견을제시하고있다. 반면, De Valck 등 21 은 14귀의뚜렷한메니에르병환자와정상 25 귀, 메니에르병으로추정되는 18귀를측정한결과 31.2% 의민감도와 28.0% 의특이도로신뢰도가낮은검사라하였다. 이는메니에르병에포함된환자군이명확하지않았고, 저차폐현상의분석을지나치게엄격하게하였기때문이라고생각된다. 이처럼 CHAMP는검사와분석에어려움이있으나제시된진단기준으로분석한다면메니에르질병의진단방법으로유용하리라보며앞으로더많은연구가필요하리라본다. 결론최근 SABR은청신경종양의평가도구로서, CHAMP는메니에르병의평가도구로여러연구자들의주목을받고있으며실험연구및임상적연구로도사용되고있다. 그러나국내에서는널리시행되지못하고있기에다양한임상적자료 를연구및관찰한다면진단과치료, 예후의판정에있어보다객관적인자료를제공할것이라생각된다. Acknowledgment This study was supported by a grant of the Korea Healthcare Technology R&D Project. Ministy for Health, Welfare & Family Affairs, Republic of Korea (A090084). REFERENCES 1. Cone-Wesson B, Dowell RC, Tomlin D, Rance G, Ming WJ. The auditory steady-state response: comparisons with the auditory brainstem response. J Am Acad Audiol 2002;13: Katz J. Burkard RF, Medwetsky L. Handbook of Clinical Audiology. 5th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; Don M, Kwong B, Tanaka C, Brackmann D, Nelson R. The stacked ABR: a sensitive and specific screening tool for detecting small acoustic tumors. Audiol Neurootol 2005; 10: Hall JW. Handbook of auditory evoked responses. 3th ed. Boston: Allyn & Bacon; Murray JG, Cohn ES, Harker LA, Gorga MP. Tone burst auditory brain stem response latency estimates of cochlear travel time in Meniere's disease, cochlear hearing loss, and normal ears. Am J Otol 1998;19: Stahle J, Stahle C, Arenberg IK. Incidence of Meniere's disease. Arch Otolaryngol 1978;104: Murphy MR, Selesnick SH. Cost-effective diagnosis of acoustic neuromas: a philosophical, macroeconomic, and technological decision. Otolaryngol Head Neck Surg 2002;127: Mangham CA. Decision analysis of auditory brainstem responses and rotational vestibular tests in acoustic tumor diagnosis. Otolaryngol Head Neck Surg 1987;96: Don M, Masuda A, Nelson R, Brackmann D. Successful detection of small acoustic tumors using the stacked derived-band auditory brain stem response amplitude. Am J Otol 1997;18: Bio-logic systems corp Auditory Evoked Potential (AEP) system (Including Electroneuronography, Stacked ABR, CHAMP & Biomap). User's and Service Manual, 590-AEPUM1; Rev E, Kim JS. Principles of the stacked ABR. Cheong Neuǹg Jae Whal 2005:1(1): Conlon BJ, Gibson WP. Electrocochleography in the diagnosis of Meniere's disease. Acta Otolaryngol 2000;120: Don M, Kwong B, Tanaka C. A diagnostic test for Meniere's Disease and Cochlear Hydrops: impaired high-pass noise masking of auditory brainstem responses. Otol Neurotol 2005;26: Kim CH, Lim CB, Kim KS, Choi H. Diagnostic value of cochlear hydrops analysis masking procedure in Meniere s Disease. Korean J Otorhinolaryngol-Head Neck Surg 2009;52: S115

6 Res Vestibul Sci Vol. 9, Suppl. 2, Dec Donaldson GS, Ruth RA. Derived-band auditory brain-stem response estimates of traveling wave velocity in humans: II. Subjects with noise-induced hearing loss and Meniere's disease. J Speech Hear Res 1996;39: Don M, Kwong B, Tanaka C. An alternative diagnostic test for active Meniere's disease and cochlear hydrops using high-pass noise masked responses: the complex amplitude ratio. Audiol Neurootol 2007;12: Kim JS, Chung JH, Kim HJ. An analysis of difference in age and gender of stacked auditory brainstem response and cochlear hydrops analysis masking procedure in Korean normal adults. Korean J Otorhinolaryngol-Head Neck Surg 2010;53: Kim JS. Principles of the CHAMP. Cheong Neuǹg Jae Whal 2007;3: Ordonez-Ordonez LE, Rojas-Roncancio E, Hernandez-Alarcon V, Jaramillo-Safon R, Prieto-Rivera J, Guzman-Duran J, et al. Diagnostic test validation: cochlear hydrops analysis masking procedure in Meniere's disease. Otol Neurotol 2009;30: Kingma CM, Wit HP. Cochlear hydrops analysis masking procedure results in patients with unilateral Meniere's disease. Otol Neurotol 2010;31: De Valck CF, Claes GM, Wuyts FL, Van de Heyning PH. Lack of diagnostic value of high-pass noise masking of auditory brainstem responses in Meniere's disease. Otol Neurotol 2007; 28: S116

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04원저-028.hwp Research in Vestibular Science Vol. 10, No. 1, March 2011 Original Article pissn 2092-8882, eissn 2093-5501 메니에르병에서 Cochlear Hydrops Analysis Masking Procedure 검사의진단적유용성 한림대학교성심병원이비인후 - 두경부외과학교실 1, 한림국제대학원대학교청각학과