인공와우(CI, Cochlear Implant)

강동훈 전문청능사 감수

청각학 박사과정, 석사, 학사 졸업 / 26.10.22 업데이트

기본 정의(유모세포를 건너뛰는 전기 자극)

인공와우는 달팽이관(와우) 안에서 소리를 신경 신호로 바꾸는 유모세포가 크게 손상됐을 때, 그 유모세포를 건너뛰고 청신경을 전기로 직접 자극하는 이식 기기다. 소리가 지나가는 길 가운데 고장 난 구간을 우회해, 뇌로 가는 신호를 기계가 대신 만들어 준다.

달팽이관 모양을 따라 가늘고 긴 전극을 넣기 때문에 '달팽이관 이식', '와우이식'이라고도 부른다. 영어로는 Cochlear Implant, 줄여서 CI라고 한다.

귀에 거는 일반 기기와 달리 수술로 몸 안에 장치를 심는다는 점이 가장 다르다. 그래서 적용 대상이 분명하게 정해져 있고, 이식 뒤에 소리를 새로 배워 가는 과정이 반드시 따라붙는다.

구조와 작동 원리(외부 어음처리기, 내부 임플란트 전극)

인공와우는 두 부분으로 이뤄진다. 바깥쪽에는 귀에 걸거나 머리에 붙이는 어음처리기가 있다. 마이크로 소리를 모아 전기 신호로 바꾸고, 이 신호를 피부 바깥의 송신 코일을 통해 안쪽 장치로 보낸다.

안쪽에는 수술로 심는 임플란트가 있다. 귀 뒤쪽 피부 아래에 수신기를 두고, 거기서 이어진 가는 전극 줄을 달팽이관 안으로 넣는다. 전극은 달팽이관의 위치마다 담당하는 음높이가 다르다는 성질을 이용해, 낮은 소리와 높은 소리를 서로 다른 지점에서 자극한다.

정리하면 소리의 길이 이렇다. 마이크가 소리를 받고, 어음처리기가 말소리를 분석해 전기 신호로 바꾸고, 코일이 피부를 건너 신호를 전달하고, 달팽이관 속 전극이 청신경을 자극하면, 뇌가 그 신호를 소리로 받아들인다.

겉에 있는 어음처리기는 떼었다 붙일 수 있어 잘 때나 씻을 때는 빼 둔다. 안쪽 임플란트는 한 번 심으면 오래 쓰는 부분이고, 기술이 발전하면 겉의 어음처리기만 새 기종으로 바꿔 성능을 올리는 경우가 많다.

보청기와의 근본 차이(증폭 vs 전기 자극)

보청기는 소리를 키우는 기기다. 남아 있는 유모세포가 일할 수 있도록 소리를 증폭해 귀 안으로 넣어 준다. 그래서 유모세포가 어느 정도 남아 있어야 효과가 난다.

인공와우는 전혀 다른 원리다. 유모세포가 거의 기능하지 못해 소리를 아무리 키워도 신경 신호로 바뀌지 않을 때, 그 변환 과정을 기계가 대신한다. 증폭이 아니라 전기 자극이다.

이 차이 때문에 들리는 소리의 성격도 다르다. 보청기 소리는 원래 듣던 소리를 키운 것이라 비교적 자연스럽게 이어지지만, 인공와우 소리는 제한된 수의 전극이 만드는 신호라 처음에는 기계음이나 로봇 소리처럼 낯설게 들린다. 이 낯선 신호를 말로 알아듣게 되기까지 학습이 필요하다. 그래서 두 기기는 경쟁 관계가 아니라, 난청의 정도와 유모세포의 상태에 따라 역할이 나뉘는 관계다.

어떤 난청이 대상인가(양측 고도-심도, 보청기 이득 부족)

인공와우가 고려되는 대표적인 경우는 양쪽 귀 모두 고도에서 심도에 이르는 감각신경성 난청이면서, 보청기를 제대로 맞춰 써 봐도 말소리 알아듣기가 충분히 좋아지지 않을 때다. '보청기로 이득이 부족하다'는 조건이 핵심이어서, 단순히 청력 수치만으로 정해지지 않는다.

그래서 판정 과정에는 순음청력검사뿐 아니라 보청기를 착용한 상태의 어음청각검사가 들어간다. 소리를 듣는 것과 말을 알아듣는 것은 다른 능력이라, 말소리 인지 점수가 판단의 중요한 근거가 된다.

적용 범위가 조금씩 넓어지는 흐름도 있다. 한쪽 귀만 심한 난청이거나 저음은 남고 고음만 심하게 떨어진 경우처럼, 예전에는 대상이 아니던 상태에서도 이식이 고려되는 사례가 늘고 있다.

이식 대상인지 최종 판정하는 것과 수술은 이비인후과 의사의 영역이다. 보청기를 충분히 써 봤는데도 대화가 계속 힘들다면, 그동안의 평가 기록을 들고 병원 상담으로 이어가는 것이 순서다.

소아 조기 이식과 언어 발달(결정적 시기)

선천성 난청이 있는 아이에게는 이식 시기가 특히 중요하다. 말소리를 듣고 언어를 배우는 뇌의 능력은 어린 시기에 가장 활발하고, 이 시기를 결정적 시기라고 부른다. 소리 자극이 오랫동안 끊긴 채 자라면 청각 경로 자체가 덜 발달해, 나중에 소리를 넣어 줘도 말소리로 해석하는 힘이 자라기 어렵다.

조기 발견의 출발점은 신생아 청각선별검사다. 태어나 얼마 지나지 않아 받는 이 검사에서 이상이 보이면 정밀 평가로 이어져, 난청을 아주 이른 시기에 확인할 수 있다.

그래서 양측 심도 난청이 확인된 아이는 가능한 이른 시기에 이식을 받는 쪽이 언어 발달에 유리하다는 것이 확립된 방향이다. 조기에 이식받은 아이일수록 또래에 가까운 말과 언어 발달을 보이는 경향이 꾸준히 보고돼 왔다.

이식이 끝이 아니라는 점도 소아에서 더 분명하다. 아이는 소리를 들어 본 경험 자체가 없거나 적어서, 이식 뒤 말소리를 배우는 재활이 수년에 걸쳐 이어진다. 가족이 함께 참여하는 언어 자극이 그 과정의 큰 부분을 차지한다.

수술 뒤가 더 중요하다(매핑, 어음처리기 조절)

인공와우는 심는 것으로 끝나지 않는다. 수술 몇 주 뒤 어음처리기를 켜는 순간부터가 진짜 시작이다. 처음 켰을 때 들리는 소리는 말이 아니라 삐 소리나 기계음처럼 느껴지는 경우가 많다.

그래서 매핑이 필요하다. 매핑은 전극마다 자극의 세기를 조절해, 작은 소리는 들리고 큰 소리는 불쾌하지 않도록 범위를 맞추는 어음처리기 조절 과정이다. 착용자의 반응을 보며 여러 차례에 걸쳐 다듬고, 적응이 진행되면 설정도 다시 바뀐다.

매핑과 함께 가는 것이 청능재활과 청능훈련이다. 전극이 만드는 신호를 뇌가 말로 해석하게 되는 일은 저절로 일어나지 않는다. 소리 구분, 단어 알아듣기, 문장 듣기, 소음 속 대화로 단계를 올려 가는 훈련이 그 다리를 놓는다. 기계가 소리를 넣어 주면, 그 소리를 말로 바꾸는 것은 뇌의 학습이다.

이 훈련은 기관에서 받는 시간만으로 완성되지 않는다. 가족과 나누는 대화, 소리 내어 책 읽기, 일상 소리 알아맞히기처럼 생활 속 듣기 연습이 쌓일수록 적응이 빨라진다. 수술은 한 번이지만, 듣는 힘을 키우는 과정은 날마다의 연습으로 이어진다.

성인 이식 후 적응 경과와 바이모달(인공와우+반대쪽 보청기)

성인은 소리와 언어의 기억이 이미 있어서, 그 기억을 발판으로 새 신호를 다시 말에 연결해 간다. 흔한 경과는 이렇다. 처음 몇 주는 소리가 낯설고 말이 뭉개져 들리다가, 몇 달에 걸쳐 조용한 곳의 대화가 편해지고, 전화 통화나 소음 속 대화는 그보다 더 오래 걸린다. 사람마다 속도 차이가 커서, 난청으로 지낸 기간이 길수록 적응에 시간이 더 걸리는 경향이 있다. 음악처럼 미묘한 소리는 말소리보다 적응이 오래 걸리는 영역이다.

한쪽에 인공와우를 하고 반대쪽 귀에 보청기를 함께 쓰는 방식을 바이모달이라고 한다. 인공와우는 말소리의 또렷함을, 보청기는 낮은 음역의 자연스러운 울림을 보태 줘서, 둘을 함께 쓰면 소음 속 듣기와 소리 방향 찾기, 음악 듣기에서 한쪽만 쓸 때보다 나은 경우가 많다.

바이모달이 제 역할을 하려면 반대쪽 보청기도 제대로 맞아야 한다. 인공와우 소리와 보청기 소리의 균형을 맞추는 피팅이 필요하고, 반대쪽 귀를 보청기로 계속 써 주는 것은 그 귀의 듣는 힘을 지키는 의미도 있다. 소리 자극이 끊긴 귀는 말소리 알아듣는 능력이 점점 떨어지는 청각 박탈이 진행될 수 있어서다.

인공와우로 넘어가는 판단과 센터의 역할(어음청각검사, 이후 관리)

보청기를 쓰는 분 가운데 난청이 더 진행되면, 어느 시점에 인공와우를 알아봐야 할지 고민이 생긴다. 이때 기준이 되는 것이 보청기를 착용한 상태의 어음청각검사 결과다. 소리는 들리는데 말을 알아듣는 점수가 계속 낮게 유지된다면, 증폭으로 얻을 수 있는 이득이 한계에 가까워졌다는 신호일 수 있다.

하나히어링 같은 보청기 센터가 이 길목에서 하는 일이 있다. 보청기를 최적으로 맞춘 상태에서 청능평가와 어음청각검사를 꾸준히 기록해 두면, 보청기로 충분한지 다음 단계를 알아볼 때인지 판단할 근거가 쌓인다. 어중간한 피팅 상태로는 이 판단 자체가 흐려진다.

인공와우 이식 뒤에도 센터가 함께하는 영역은 남는다. 바이모달용 반대쪽 보청기의 피팅과 관리, 꾸준한 청능훈련, 정기적인 청력 변화 확인이 그것이다. 인공와우로 가는 길목에서도, 그 이후에도, 본인 귀의 상태를 숫자로 꾸준히 기록해 두는 것이 가장 든든한 바탕이 된다.