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본 프로토콜은 인공와우(CI)를 통해 전기적으로 유발된 등골 반사(eSR)의 측정을 설명합니다. 인공와우와 청각 신경 간의 결합 검증을 위한 수술 중 eSR의 검출과 CI 피팅을 위한 eSR 역치(eSRT)의 수술 후 측정의 두 가지 응용 분야에 대해 논의합니다.
인공와우(CI)를 장착하는 동안 전기적으로 유발되는 등골 반사를 측정하면 최대 편안함 수준을 신뢰할 수 있게 추정할 수 있으며, 그 결과 높은 청력 편안함과 우수한 어음 이해도로 CI를 프로그래밍할 수 있습니다. 등골 반사 감지와 각 임플란트 채널에서 필요한 자극 수준은 이미 수술 중에 수행되고 있으며, 수술 현미경을 통해 수술 중 등골 반사를 관찰합니다. 수술 중 등골 반사 감지는 청각 신경이 뇌간까지의 전기 자극에 반응하고 있다는 지표이자 수술 후 등골 반사 측정을 수행할 수 있는 능력에 대한 테스트입니다. 수술 후 등골 반사 역치는 CI 피팅 과정에서 상부 자극 수준을 추정하는 데 사용할 수 있습니다. 특히, 음량 인식에 대한 피드백을 제공할 수 없는 어린이나 환자의 경우, 이 방법은 청력 저하를 초래할 수 있는 CI를 통한 부적절한 자극을 방지합니다. 또한 과도한 자극을 피할 수 있으며, 이는 장치 사용을 거부하는 것으로 이어질 수도 있습니다.
eSRT(Electrically Evoked stapedius reflex) 측정은 수술 중 인공와우(CI)와 청각 신경 사이의 결합을 확인하고 수술 후 CI 프로그래밍의 자극 수준을 조정하기 위한 것으로 알려진 도구입니다. 전기적으로 유발된 등골 반사(eSR)의 수술 중 측정은 임상 루틴에서 매우 일반적이지만, 음향 임피던스 측정 장치가 추가로 필요하기 때문에 eSRT의 수술 후 측정은 여전히 CI 피팅에 거의 사용되지 않습니다. 그러나, eSRT 방법에 적합한 환자의 음성 인식 성능은 라우드니스 스케일링방법1 과 마찬가지로 우수한 것으로 보인다.후자의 절차에서, CI를 사용한 전기 자극의 하한과 상한은 CI의 각 단일 채널에서의 자극에 대한 반응으로 인지된 라우드니스의 주관적 스케일링에 의해 추정된다. 주관적인 loudness scaling은 전기 자극에 대한 인식에 대한 피드백을 제공해야 하는 환자의 협력을 필요로 합니다. 특히 오늘날 1세 미만의 나이에 CI를 제공할 수 있는 어린 아이들은 전기 자극에 대한 피드백을 제공할 수 없습니다. 이 경우 객관적 eSR 방법이 우수하며, 아동에 대한 해당 CI 적합은 아동의 초기 단계에서 적절한 언어 습득 및 인지 발달을 가능하게 합니다2.
eSR 방법은 주관적인 음량 인식과 전기 자극을 통해 유도된 등골 반사 역치 사이의 관계를 발견한 Stephan 등3의 선구적인 연구로 거슬러 올라갑니다. 이 연구에서는 음향 임피던스 미터(acoustic impedance meter)4를 사용하여 외이도의 전기 자극에 대한 반응으로 등골 반사를 측정하는 절차가 발명되었습니다. Stephan et al.이 처음 발견한 eSRT와 주관적 라우드니스 등급 간의 상관관계는 수년에 걸친 다른 연구에서 확인되었습니다 2,4,5,6,7. 전반적으로 eSRT를 기반으로 CI를 프로그래밍하면 CI가 제공된 대부분의 환자에서 우수한 음성 인식 점수를 얻을 수 있습니다.
오늘날 eSR 측정은 수술 중 CI와 청각 신경의 결합을 확인하는 신뢰할 수 있는 도구일 뿐만 아니라 CI의 수술 후 피팅 과정에서 상위 자극 수준에 대한 신뢰할 수 있는 추정기입니다. 본 논문은 첫째, CI를 통한 청각신경의 자극이 가능하고 뇌간까지 처리되는지를 수술 중 검증하기 위한 수술 중 eSR 방법에 대한 설명과 둘째, 소아와 성인의 CI 피팅을 위한 eSRT 방법의 적용을 제시합니다.
eSR 테스트의 수술 후 적용을 위해 CI의 프로그래밍 인터페이스에 의해 트리거된 음향 임피던스 미터를 사용하여 피팅 세션 중에 eSRT를 측정합니다. eSRT 방법을 사용하여 임상 루틴에서 CI 피팅의 전체 프로세스를 설명합니다. 임피던스 측정의 왜곡을 초래할 수 있는 호흡 소음으로 인한 왜곡 또는 환자의 움직임으로 인한 아티팩트와 같이 고려해야 할 문제에 대해 설명합니다. 설명된 프로토콜은 소아 및 다중 장애 환자의 CI 피팅에 특히 적합합니다.
이 절차는 우리 부서의 임상 루틴에 사용하도록 승인되었습니다. 보고서에 포함된 모든 환자는 데이터 사용 및 비디오 제작에 대한 서면 동의서를 제출했습니다.
1. 전기적으로 유발된 등골 반사의 수술 중 측정
참고: 인공와우 이식 중 eSR의 측정은 전극 어레이를 달팽이관에 삽입한 직후에 수행됩니다. 이 중요한 단계가 끝나면 청각 신경을 자극할 수 있을 뿐만 아니라 모든 내부 CI 구성 요소의 기능을 확인할 수 있습니다.
2. 전기적으로 유발된 등골 반사 역치 수준의 수술 후 결정
그림 1: 헤드밴드를 사용하여 이어 프로브와 오디오 프로세서의 동측 위치를 지정하기 위한 가능한 고정 옵션. 이 포지셔닝의 장점은 프로브가 머리의 움직임을 따라가므로 프로브를 환자의 어깨에 고정하는 것보다 eSRT 측정 중에 왜곡이 적다는 것입니다. 약어: eSR = electrically evoked stapedius reflex; eSRT = eSR 임계값. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 상하 자극 절차를 사용한 자극 시퀀스에서 ESR로 인한 순응도 변화(낮은 자극 수준 q0에서 시작하여 아래에서 위로). 자극 수준 q0에서 q3으로 증가, 자극 수준 q3에서 q0으로 감소. 단일 추적은 eSR 트리거로 인해 관찰된 임피던스 변화에 해당합니다. 사용된 자극: 300ms의 버스트, 자극은 시간 = 0에서 시작됩니다. 약어 : eSR = electrically evoked stapedius reflex. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
일반적으로 eSRT 기반 피팅의 자발적인 수용률이 높습니다. 청각적 성능 측면에서, eSRT에 기반한 프로그래밍을 한 환자는 주관적 라우드니스 스케일링에 기반한 프로그래밍을 한 숙련된 환자에 비해 보조 임계값 또는 단어 인식 점수에서 유의한 차이를 보이지 않았습니다3. 그러나 이러한 결과는 신뢰할 수 있는 음량 스케일링이 가능한 경우에만 기대할 수 있습니다.
특히, 양측 인공와우 사용자는 eSRT 기반 프로그래밍의 이점을 누릴 수 있는 것으로 보입니다. 이러한 환자들은 그림 3에서 볼 수 있듯이 양쪽 귀에서 유사한 보조 청력 역치를 달성하는 경우가 많습니다. 후자는 두 임플란트를 모두 장착하기 위해 eSRT 방법을 사용할 때 청력의 대칭성이 높다는 것을 나타냅니다.
그림 3: 양측으로 이식된 환자의 사례 예. 상단 패널: eSRT 방법을 기반으로 왼쪽 및 오른쪽 인공와우에 대한 프로그래밍된 자극 수준. 제로 전하(zero charge)는 비활성 전극을 나타내며, 일반적으로 비청각적 부작용이 발생하거나 특정 전극에 대한 청각적 인식이 없는 경우 비활성화됩니다. 하단 패널: 양쪽 귀에 해당하는 청력 보조 임계값. 참고: 이 환자의 경우 eSRT를 기반으로 한 편안함 수준은 양쪽 귀에서 크게 다르지만 관련 청력 보조 임계값은 높은 수준의 대칭을 보여줍니다. 약어: eSR = electrically evoked stapedius reflex; eSRT = eSR 임계값. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
채널별 eSRT 값을 편안함 수준으로 사용하여 프로그래밍된 양측으로 CI를 공급받은 환자는 종종 양본 청취 테스트에서 기회 수준보다 훨씬 더 나은 점수를 보였습니다. 특히, 양측 CI를 가지고 성장하고 CI를 통해 언어를 습득한 아동은 소음 속에서의 어문과 소리 국소화 테스트에서 높은 점수를 받았다10. 우수한 사운드 위치 파악을 위한 한 가지 요구 사항은 특히 양측 사용자의 경우 CI와 함께 균형 잡힌 음량 인식입니다. 이 기준은 eSRT를 기반으로 하는 CI 프로그램을 사용하는 양측 CI 사용자에서 선험적으로 충족되는 것으로 보입니다. 그림 3의 사례 예에서 왼쪽과 오른쪽의 청력 보조 임계값은 거의 대칭인 반면 eSRT 기반 자극 수준은 왼쪽 귀와 오른쪽 귀 사이에 큰 비대칭을 보여줍니다. 소리 국소화와 관련하여, 이러한 환자는 소리 국소화 결과에서 편향을 보이지 않습니다. 이러한 환자의 예는 그림 4에 나와 있으며, 이 환자는 전두엽 반구에 있는 5개의 스피커로 구성된 임상 음향 위치 파악 설정을 사용하여 테스트되었습니다.
그림 4: CI가 있는 젊은 성인 양측 환자에서 정확한 소리 국소화 점수의 각도 의존적 백분율. CI 프로그래밍은 eSRT 방식을 이용하여 어릴 때부터 수행하였다. 약어: eSR = electrically evoked stapedius reflex; eSRT = eSR 임계값. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
0° 및 ±45° 각도에서 90% 이상의 광대역 음향 자극의 정확한 위치 파악 비율이 높았을 뿐만 아니라 대칭이 거의 완벽했으며, 이는 이 환자가 소리 위치 파악 결과에서 편향을 보이지 않았음을 나타냅니다. 따라서 이 환자의 음량 인식은 왼쪽 CI와 오른쪽 CI 간에 균형이 잘 잡혀 있었습니다.
eSRT 방법을 사용하여 CI를 프로그래밍할 때 등골 반사 메커니즘의 동작은 일반 청력 청취자의 동작과 유사한 것으로 보입니다. 프랑케-트리거(Franke-Trieger) 등[11]의 최근 연구에서, 등골 반사 행동은 자유 음장에서 조사되었다. 이에 따라, 확성기를 통해 더 높은 소리 수준에서 음향 자극을 받은 CI 환자에서 등골 반사를 측정했습니다. eSRT 방법을 기반으로 CI 프로그래밍을 사용한 환자에서 등골 반사가 촉발된 소리 수준은 정상 청력 청취자의 소리 수준과 유사했습니다11,12.
CI를 사용한 청력 재활에서 eSR 측정은 두 가지 용도로 사용됩니다: 첫째, 이식 중 자극 전극과 청 신경의 결합을 확인하는 것이고, 둘째, 오디오 프로세서의 수술 후 프로그래밍에서 상위 자극 수준을 추정하는 것입니다.
수술 중 측정은 신경 반응에 대한 지표로 eSR을 감지하고 뇌간까지의 전기 자극 처리를 목적으로 합니다. 전기 자극에 대한 반응으로 등골 힘줄의 수축을 육안으로 관찰할 수 있으며, 이를 위해서는 등골과 정상적인 해부학적 구조를 잘 볼 수 있어야 합니다.
이 값은 수술 중 eSRT와 수술 후 음량 인식5의 상관관계가 낮기 때문에 수술 후 피팅에서 임플란트의 자극 매개변수를 조정하는 데 사용할 수 없습니다. 수술 중 eSR 측정은 전신 마취13 뿐만 아니라 다른 생리학적 매개변수(예: 출혈, 기형 또는 흉터 조직)에 의해 추가로 영향을 받을 수 있다.
eSR을 감지하기 위해 음향 임피던스 측정 장치를 사용하여 전기 자극 중 귀의 음향 임피던스 변화를 지속적으로 모니터링합니다. eSR을 쉽고 안정적으로 감지할 수 있도록 임피던스 측정에는 자극이 CI를 통해 전달될 때 활성화되는 트리거 기능이 있어야 합니다. 이를 통해 전기 자극에 대한 응답으로 eSR을 동기식으로 기록할 수 있습니다. 대안적으로, 임피던스 미터는 연속 모드에서 작동 할 수 있지만, 이는 방법의 적용에 적합하지 않고 편리한 것으로 보입니다. 임피던스 미터 및 관련 이어 프로브는 일반적으로 프로브 톤 주파수가 226Hz이고 사운드 레벨이 85dB SPL인 청력 측정 표준에 따라 보정됩니다. 또는 더 높은 주파수를 프로브 톤으로 사용할 수도 있습니다.
첫 번째 수술 후 eSRT 측정은 CI 활성화 후 1개월 후에 우선적으로 수행됩니다. 활성화 세션은 일반적으로 인공와우 이식 후 4주 후에 예정되며, CI 피팅의 주요 초점은 환자가 중간 정도의 자극 수준에서 전기 자극에 익숙해지도록 하고 환자가 하루 종일 음향 처리기를 착용하고 청취할 수 있도록 동기를 부여하는 것입니다. 일반적으로 7-10일 후에 예정된 다음 업데이트 세션에서는 자극이 더 증가하지만 최대 편안함 수준까지는 도달하지 않습니다. 세 번째 피팅 세션부터는 eSRT 방법을 적용할 수 있습니다. eSRT에서 인지된 음량은 대부분의 환자에 의해 크거나 매우 큰 것으로 설명됩니다. 따라서 불편한 음량 수준의 자극은 피해야 합니다. 따라서 eSRT는 결국 유도되지만 검출되지 않을 수 있으므로 eSRT 측정 중에 환자를 주의 깊게 관찰해야 합니다. 양쪽 귀에서 eSRT를 감지할 수 없는 경우 측정을 중단해야 합니다.
CI의 eSRT 기반 프로그래밍 방법은 성인뿐만 아니라 어린이에게도 적용할 수 있습니다. 그러나 소아는 일반적으로 CI를 통해 전기 자극 소리에 대한 피드백을 제공할 수 없기 때문에 환자의 주관적인 피드백에 의존하는 심리 음향 방법보다 객관적인 eSRT 방법이 선호됩니다. eSRT가 오디오 프로세서 프로그래밍에 필요한 편안함 수준에 대한 좋은 추정기라는 것은 여러 저자에 의해 잘 확립되어 있습니다. eSRT 측정에 의해 생성된 이 채널별 프로파일은 각 환자마다 고유하며 임플란트 사용 시간에 따라 변경될 수 있습니다. 따라서 CI의 피팅은 정기적으로 업데이트되어야 합니다.
CI를 피팅하기 위한 eSRT 방법에는 확실히 한 가지 중요한 제한 사항이 있는데, 그것은 온전한 중이가 필요하다는 것입니다. 특히 이소골에 대한 수술 세부 사항은 환자의 기록에서 검색해야 합니다. 따라서 수술 후 eSRT 측정을 위해서는 수술 중 중이 구조를 보존해야 합니다. 특히 중이 기형 또는 기타 중이 병리학적인 경우 복잡한 수술 중에 이소골 사슬이 손상될 수 있습니다. 이 경우 수술된 귀에서 수술 후 eSRT 측정이 불가능합니다. 그러나 대안으로, 귀 프로브를 반대쪽 귀에 놓고 eSRT 측정을 수행할 수 있습니다. 감지와 대조적으로, 등골 반사가 전기 자극에 의해 유도되는 임계값 자체는 음향 임피던스 측정이 수행되는 귀에 크게 의존하지 않습니다.
일반적으로 임피던스 프로브는 동측으로 배치되며, CI를 통한 자극과 반사 감지는 동일한 귀에서 발생합니다. 동측 측면에서, CI가 있는 환자의 대다수는 청각이 없기 때문에 85dB SPL의 소음 수준에서 제공되는 226Hz의 프로브 톤은 감지되지 않습니다. CI의 모든 채널에서 eSRT를 측정하는 데 시간이 걸릴 수 있으므로 피팅 절차 중에 프로브 톤을 듣지 않는 것이 더 편합니다. 환자가 반대쪽 귀에서 청각적 청력을 가지고 있는 경우, 프로브 톤을 제시하는 동안 청취 노력이 증가하기 때문에 측정이 다소 불편할 수 있습니다.
eSRT 측정 세션 전에 현재 중이 상태를 확인해야 합니다. 소아에서 eSRT 기반 CI 피팅의 한 가지 한계는 튜브 환기 기능 장애로 인해 고막강에서 음압이 자주 발생한다는 것입니다. 이 경우 eSR 감지를 위한 음향 임피던스 측정이 더 복잡합니다. 이 소아의 경우, 비강을 점안액으로 사용하는 것만으로도 고막강의 압력을 충분히 완화하여 CI 피팅에서 성공적인 임피던스 측정을 할 수 있는 경우가 많습니다.
CI의 모든 전극에서 eSRT 레벨을 측정하는 데 시간이 걸릴 수 있습니다. 이 작업에 사용된 장비를 사용하면 12개의 전극에 대한 완전한 측정 시리즈에 약 10-30분이 걸립니다. 이 시간 동안 음향 임피던스 측정은 안정적이어야 합니다. 전체 측정 기간 동안 이러한 상태를 보장하려면 귀 프로브의 적절한 위치와 환자의 수동적 협력이 중요합니다.
음향 임피던스 측정은 호흡으로 인한 소음의 영향을 지속적으로 받을 수 있으며 이 영향으로 인해 ESR 트레이스에 아티팩트가 발생할 수 있으므로 주의 깊게 관찰해야 합니다. 등골 반사를 유도하기 위한 전기 자극 폭발은 이러한 왜곡이 작은 단계에서 시작되어야 합니다. 또한 환자의 심박수는 음향 임피던스의 주기적인 변화를 유발할 수 있으며, 이는 잠재적으로 등골 반사로 잘못 해석될 수 있습니다.
설명된 프로토콜은 우리 부서의 수많은 CI 피팅 세션에서 성공적으로 사용되었으며, 다른 동료들이 청각 지각에 대한 신뢰할 수 있는 피드백을 제공할 수 없는 아동 및 다중 장애 환자의 eSRT를 기반으로 CI 피팅을 고려하도록 권장해야 합니다.
저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다. 본 사업을 위해 금전적 또는 다른 형태의 자금은 전혀 받지 못했다. 저자 요제프 제바허(Josef Seebacher), 쿠르트 슈테판(Kurt Stephan), 요아힘 슈무츠하르트(Joachim Schmutzhard)는 HEARRING 그룹의 회원이다.
저자는 소아 환자를 위한 인공와우 팀과 이 작업을 실현하는 데 도움을 준 우리 부서의 소아 언어 치료사 팀에 감사드립니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Audiointerface | any | Audiointerface with Stereo Line Input is required to Record Acoustic Signal in the Ear Canal for Deriving the Ear Drum Impedance Pattern | |
Cable Clips | any | Cable Clips for fixation of the Probe Cable at the Head Band | |
Desktop Computer or Notebook | any | Required for Cochlear Implant Programming Software | |
Ear Probe | Bio-Logic | Ear Probe for Presenting and Recording Acoustic Signals in the Ear Canal | |
Head Band | any | Head Band for fixation of the Ear Probe | |
Maestro Software | Med-El | Programming Software for Med-El Cochlear Implants | |
MAX Coil | Med-El | Cable connecting Interfacebox and Cochlear Implant via Transcutaneous Inductive Coupling for Telemetry Measurement | |
MAX Interface Box | Med-El | Interfacebox to access Cochlear Implant during the Fitting Session | |
MAX Programming Cable | Med-El | Cable connecting Interfacebox and Audioprocessor for Adjusting Electrical Stimulation Levels | |
Single use Ear Tips | Sanibel Supply | Ear Tips for Ear Probe, Size depending on the Patients Ear | |
Sonnet 2 Audioprocessor | Med-El | External Part of the Implant System. Has to be worn by the Patient to Perceive Auditory Sensations |
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