광대역 음향 임미턴스(WAI)와 226Hz 고실도검사

강동훈 전문청능사

청각학 박사과정, 석사, 학사 졸업 / 26.10.05 작성

단일 주파수 고실도의 경계에서 광대역으로

226Hz 단일 주파수 고실도검사(tympanometry)는 반세기 가까이 중이 기능 평가의 표준이었다. 그러나 이 방식은 강성(stiffness)이 지배하는 저주파 한 지점에서 중이계를 본다는 구조적 제약을 안고 있다. 광대역 음향 임미턴스(Wideband Acoustic Immittance, WAI)는 이 제약을 정면으로 겨냥한다. 표준 고실도검사가 일반적으로 강성 지배 단일 저주파에서 측정되는 데 반해, WAI는 넓은 주파수 범위에 걸쳐 중이의 질량과 강성 특성 양쪽에 대한 기계적 영향을 포착하여 정상 및 병적 귀에서 더 포괄적인 중이 역학 평가를 가능하게 한다. 이 칼럼은 WAI가 전통적 고실도검사 대비 중이 병리 감별에서 갖는 장단점과 신생아 청각선별에서의 활용을 정리한다.

WAI의 측정 원리와 지표

WAI는 외이도에 넓은 대역의 자극을 주고 고막에서 반사되거나 흡수되는 에너지를 주파수의 함수로 기술한다. WAI 측정은 광대역 자극(일반적으로 클릭 또는 처프)에 대한 반응으로 이루어지며, 광범위한 주파수 대역에 걸쳐 고막과 중이계에서 반사되는(반사율) 또는 흡수되는(흡수율) 에너지를 측정한다. 임상 장비에서는 흔히 226-8000Hz 범위를 다룬다. 광대역 고실도검사는 클릭 자극을 매우 빠르게 반복하여 226Hz에서 8000Hz 범위를 검사하는 고실도검사의 한 갈래이며, 중이염과 이경화증, 그 밖의 중이 질환 식별 능력을 향상시키는 이점을 갖는다.

핵심 지표는 흡수율(absorbance) 또는 반사율(reflectance)이며, 주변압(ambient pressure)에서의 흡수율 곡선과 압력을 변화시키며 얻는 광대역 고실도로 나뉜다. 여기에 공명주파수(resonance frequency)와 특정 주파수대 평균 흡수율을 함께 해석한다. 광대역 고실도는 여러 주파수의 고실도를 동시에 측정하며, 흡수율 그래프와 공명주파수 또는 광대역 평균 고실도 같은 더 많은 음향 전달 정보를 제공하는데, 서로 다른 중이 병리는 서로 다른 주파수의 소리 전달에 각기 다르게 영향을 준다.

왜 광대역인가, 질량과 강성의 동시 조망

226Hz 한 점의 측정은 질량 효과가 두드러지는 중-고주파 변화에 둔감하다. 강성이 증가하는 이경화증과 질량/유연성이 바뀌는 이소골 연쇄 단절은 저주파에서 비슷하게 보일 수 있으나, 흡수율 곡선 전체로 보면 주파수 의존적 패턴이 달라진다. WAI는 전음성 난청과 질환의 다양한 기원을 예측하고 감별하는 데 임상적으로 활용될 수 있는 정보를 제공하는 것으로 연구되어 왔으며, 단일 주파수 고실도검사의 여러 한계를 극복하고 전통적 고실도검사가 흔히 결론을 내리기 어려운 상황에서 중이 상태 정보를 제공하는 대안으로 확인되었다.

이 관점의 임상적 가치는 실제 증례에서 드러난다. Sanford와 동료들(2023)은 압력 평형관(PE tube), 이소골 연쇄 단절, 음성 중이압, 삼출성 중이염 등 서로 다른 중이 질환이나 기능 이상에서 주파수의 함수로 그려지는 개별 광대역 흡수율의 대표 사례를 제시하였다. 각 병리가 흡수율 스펙트럼에 남기는 지문이 다르다는 점이 감별 평가의 핵심 논거다.

중이 병리 감별에서의 근거

삼출성 중이염에서 WAI의 신호는 비교적 일관되게 보고된다. 삼출성 중이염에서는 저주파 흡수율이 통계적으로 유의하게 감소하며, 특히 250, 500, 1000Hz의 저주파 흡수율에서 가장 두드러진 감소가 나타나는 것으로 보고된다. 저주파 흡수율이 삼출액의 존재와 양에 민감하다는 점은 여러 소아 자료에서 되풀이된다. 광대역 흡수율은 삼출성 중이염 소아에서 중이 삼출액의 양을 가리키는 강하고 민감한 지표로 보고된다.

이경화증에서는 저-중주파 흡수율 저하가 관찰되는 경향이 있다. Feeney와 동료들(2003)은 이경화증, 이소골 연쇄 단절, 고막 천공을 포함한 성인 중이 질환군에서 광대역 에너지 반사율 패턴을 기술하였고, 정상 청력을 가진 과운동성(hypermobile) 고막 사례가 저주파에서 단절과 유사한 반사율 패턴을 보일 수 있음을 지적하였다. 단일 지표에만 기대지 말고 곡선 형태 전체와 임상 소견을 통합해야 한다는 뜻이다.

다만 과장은 경계해야 한다. 정량적 절단값과 민감도/특이도는 집단과 연령, 장비에 따라 달라지는 것으로 보고된다. WAI 소견은 순음청력, 골도, 음향반사, 이비인후과 소견과 함께 종합 해석하는 것이 합리적이다.

신생아 청각선별에서의 활용

신생아 외이도와 중이는 성인과 역학적으로 다르다. 이 시기에는 226Hz 고실도가 자주 모호하고 1kHz 고실도가 대안으로 쓰여 왔다. WAI는 주변압에서도 측정되어 가압 없이 짧은 시간에 중이 상태 정보를 얻는다는 점에서 신생아실 환경에 부합한다.

이 분야의 토대는 Keefe와 동료들이 놓았다. Keefe, Gorga, Neely, Zhao, Vohr(2003)는 사람 신생아에서 외이도 음향 어드미턴스와 반사율 측정을 보고하였으며, 이는 미국음향학회지(Journal of the Acoustical Society of America)에 실렸다. 두 편으로 나뉜 이 연구는 신생아의 외이도 음향 어드미턴스와 반사율이 이음향방사(OAE)와 청성뇌간반응(ABR) 결과, 나아가 중이 기능 이상과 감각신경성 난청을 예측하는 데 쓰일 수 있음을 다루었다.

선별 맥락에서 WAI는 단독 판정 도구가 아니라 OAE나 자동 ABR과 결합해 전음성 요인을 가려내는 보조로 자리한다. 정상 신생아실 선별 프로토콜은 80dB SPL 클릭의 일과성 유발 이음향방사(TEOAE)로 전 신생아를 선별하고, 어느 쪽 귀라도 통과하지 못하면 퇴원 전 35dB nHL 클릭의 자동 ABR을 시행하는 방식으로 구성되었다. 이런 체계에서 WAI는 OAE 재검(refer)의 원인이 일시적 전음 문제인지 감각신경성 요인인지 가려내는 데 기여할 수 있다. 1kHz 고실도와의 비교 연구들은 신생아 선별 결과 예측에서 광대역 반사율의 유용성을 평가해 왔다.

소아 자료의 종합도 방향이 일치한다. 최근 소아 청각학에서 WAI는 전통적 방법 대비 평가 정확도와 효율의 향상을 제공하며 상당한 잠재력을 보이는 것으로 정리된다. 동시에 초기 결과는 유망하나, 다양한 소아 집단에 걸친 적용성과 이점을 온전히 이해하기 위해서는 추가 연구가 필요하며, 광범위한 도입을 뒷받침할 임상적 유용성 검증이 향후 과제로 남는다.

한계와 임상 도입의 현실

WAI의 확산 속도는 기대만큼 빠르지 않았다. 단일 주파수 고실도검사 대비 문서화된 이점과 임상 청각 평가와 선별 응용에서의 사용 권고에도 불구하고, WAI는 아직 임상에 널리 도입되지 않았다. Sanford와 동료들(2023)의 설문 연구는 그 구조적 원인을 지목한다. 132명의 응답과 분석을 토대로, WAI 임상 도입의 가장 큰 장벽은 WAI를 측정하는 장비 접근성의 부족과 측정 또는 해석에 대한 훈련 및 자신감의 부족으로 나타났다. 해석 역량과 검사 배터리 통합의 문제도 반복해서 거론된다. 규준 및 발달 자료와 병리 귀에서의 WAI 예시가 다수 산출되었음에도, 해석의 난점과 기존 검사 배터리로의 통합, 실무 적용에 대한 자신감 문제로 인해 임상 청각학과 이비인후과 실무로의 도입이 기대보다 더뎠다.

그럼에도 임상가의 평가는 호의적인 편이다. WAI를 활용하는 청각사들은 이를 표준 고실도검사보다 더 유용하게 여기며, 현재 사용하지 않는 다수도 도입에 열려 있는 것으로 보고된다. WAI의 병목은 근거의 부재가 아니라 접근성과 교육, 해석 규준의 정착에 가깝다.

정리

WAI는 226Hz 고실도의 저주파 단일 시점 제약을 넘어 중이계를 주파수 전역에서 조망한다. 삼출성 중이염의 저주파 흡수율 저하, 이경화증과 이소골 병리의 주파수별 패턴 차이, 가압 없이도 측정 가능한 신생아 적용성이 전통 방식을 보완한다. 반면 정량 절단값의 집단 의존성, 장비 접근성, 해석 교육이 과제로 남는다. 현재로서는 WAI를 순음청력, 골도, 음향반사, 이음향방사, 이비인후과 소견과 통합하는 배터리의 한 축으로 운용하는 것이 근거에 부합한다.

참고문헌

Feeney, M. P., Grant, I. L., & Marryott, L. P. (2003). Wideband energy reflectance measurements in adults with middle-ear disorders. Journal of Speech, Language, and Hearing Research.

Keefe, D. H., Bulen, J. C., Arehart, K. H., & Burns, E. M. (1993). Ear-canal impedance and reflection coefficient in human infants and adults. Journal of the Acoustical Society of America.

Keefe, D. H., Zhao, F., Neely, S. T., Gorga, M. P., & Vohr, B. R. (2003). Ear-canal acoustic admittance and reflectance effects in human neonates. I. Predictions of otoacoustic emission and auditory brainstem responses. Journal of the Acoustical Society of America, 113(1), 389-406.

Keefe, D. H., Gorga, M. P., Neely, S. T., Zhao, F., & Vohr, B. R. (2003). Ear-canal acoustic admittance and reflectance measurements in human neonates. II. Predictions of middle-ear dysfunction and sensorineural hearing loss. Journal of the Acoustical Society of America, 113(1), 407-422.

Sanford, C. A., Hunter, L. L., Feeney, M. P., & Nakajima, H. H. (2013). Wideband acoustic immittance: Tympanometric measures. Ear and Hearing, 34(Suppl. 1).

Hunter, L. L., Prieve, B. A., Kei, J., & Sanford, C. A. (2013). Pediatric applications of wideband acoustic immittance measures. Ear and Hearing, 34(Suppl. 1).

Sanford, C. A., Brockett, J. E., Aithal, V., & AlMakadma, H. (2023). Survey of wideband acoustic immittance use by clinical audiologists / Implementation of wideband acoustic immittance in clinical practice. American Journal of Audiology.

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글쓴이 강동훈은 하나히어링(운영사 주식회사 오디스랩) 대표 전문청능사로, 청각학 학사와 석사를 졸업하고 박사과정에 있다.

하나히어링의 첨단 청각학 피팅

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