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Commun Sci Disord > Volume 19(4); 2014 > Article
인공와우이식 간격과 듣기조건에 따른 순차적 양측 인공와우 아동의 말지각

초록

배경 및 목적:

본 연구에서는 집단(양측 인공와우이식 간격이 짧은 아동, 양측 인공와우 간격이 긴 아동, 일측인공와우 아동)과 듣기 조건(조용한 조건, 소음 조건)에 따른 말지각을 살펴보았다. 그리고 양측 인공와우 아동의 첫 번째와 두 번째 인공와우이식 연령, 인공와우이식 간격, 양측 인공와우 착용 기간이 소음 조건에서의 말지각에 유의한 영향을 미치는지 살펴보고자 하였다.

방법:

본 연구에서는 생활연령이 7세부터 13세 11개월에 해당하는 양측 인공와우 아동(n=30)과 일측인공와우 아동(n=15)을 대상으로 하였으며, 양측 인공와우 아동은 중앙값 분리법으로 인공와우이식 간격이 짧은 아동(n=15)과 긴 아동(n=15)으로 나누었다. 말지각은 단음절단어검사를 사용하여 조용한 조건과 소음 조건(+8 dB SNRs)에서 대상 아동에게 실시하였다.

결과:

집단 모두에서 조용한 조건에서의 말지각이 소음 조건보다 유의하게 높았으며, 소음 조건에서의 말지각은 인공와우이식 간격이 짧은 아동, 인공와우이식 간격이 긴 아동, 일측인공와우 아동 순서로 유의하게 높았다. 두 번째 인공와우이식 연령과 인공와우이식 간격만이 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 말지각에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

논의 및 결론:

모든 듣기 조건에서 양측 인공와우이식 간격이 짧은 아동이 인공와우이식 간격이 긴 아동과 일측인공와우 아동보다 높은 말지각을 보였다. 두 번째 인공와우이식 연령이 어리고 인공와우이식 간격이 짧을수록 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 말지각이 우수하였다.

Abstract

Objectives:

The purpose of this study was to investigate the effects of the inter-implant interval and listening condition on speech perception in children with sequential bilateral cochlear implants (BiCIs) and to assess which factors can explain variances in speech perception scores in noise in children with BiCIs.

Methods:

Thirty children with BiCIs and fifteen children with unilateral cochlear implants (UniCIs) were included in this study. They received the first cochlear implant (CI) before 3.5 years of age and ranged from 7 to 13 years 11 months at the time of the study. The children with BiCIs were divided into two groups according to their inter-implant interval: children with short inter-implant intervals (SIIIs) and children with long inter-implant intervals (LIIIs). Speech perception in quiet and noise (+8 dB SNRs) was measured by the open-set monosyllabic word tests.

Results:

Children with CIs performed significantly better in quiet than in noise (p<.001), and children with SIIIs showed the greater performance on phoneme scores in quiet and noise conditions (p<.001). Age at the second CI and the inter-implant interval contributed significantly to the phoneme scores in noise for children with BiCIs (p<.01).

Conclusion:

A shorter time interval resulted in better speech perception in noise than a longer time interval. For children with BiCIs, age at the second CI and inter-implant interval play critical roles in developing speech perception in noise.

인공와우이식(cochlear implantation)은 보청기만으로는 말, 언어 발달에 한계를 지니는 양측 고도 이상의 청각장애 아동에게 유용한 청력을 제공함으로써, 인공와우 아동에게 정상 혹은 정상에 가까운 말, 언어 발달을 가능하도록 하였다(Blamey et al., 2001; Geers, 2004; Miyamoto et al., 1996). 일반적으로 시행하는 일측 인공와우이식(unilateral cochlear implantation)만으로는 양이 청취 (binaural hearing)를 할 수 없어서, 인공와우 아동이 멀리 떨어져 있는 상대자와 대화를 하거나 소음 조건에서 대화를 하는 데 어려움을 겪게 된다(Boothroyd, 1997; Brown & Balkany, 2007; Papsin & Gordon, 2008). 이러한 한계를 극복하여 더 나은 말, 언어 발달을 성취하고 학습에도 도움을 받기 위해서 양측 인공와우이식(bilateral cochlear implantation)이 청각장애 아동에게도 시행되게 되었다(Gordon & Papsin, 2009; Kim, Kim, & Jeong, 2013; Peters, Wyss, & Manrique, 2010; Sparreboom, Snik, & Mylanus, 2012).
양측 인공와우이식의 효과는 주로 소리 방향성(sound localiza-tion) 및 소음 조건에서의 말지각(speech perception in noise) 향상 측면에서 보고되고 있다. 양측 인공와우 착용 기간이 길어질수록 방향 분별력에 대한 효과는 분명하게 나타나는 것으로 알려져 있으며(Galvin, Mok, Dowell, & Briggs, 2008), Beijen, Snik과 Mylanus (2007)의 연구에서는 양측 인공와우 아동의 좌, 우 방향 분별력이 일측 인공와우 아동에 비해서 유의하게 높은 것으로 나타났다. 소음 조건에서의 말지각도 양측 인공와우 착용 후 1년까지 지속적으로 향상되며, 양측 인공와우 아동의 소음조건에서의 말지각은 일측 인공와우 아동에 비해서 유의하게 높은 것으로 알려져 있다 (Kühn-Inacker, Shehata-Dieler, Müller, & Helms, 2004; Lee, 2013; Papsin & Gordon, 2008). 양측 인공와우 이식으로 인한 방향 분별력과 소음 조건에서의 말지각 향상은 아동의 말, 언어 발달뿐만 아니라 원활한 대화와 삶의 질 향상에 긍정적인 영향을 미친다(Kim et al., 2013; Papsin & Gordon, 2008; Sparreboom et al., 2012). 이로 인해서 후천성 농(post-lingual deaf) 성인을 대상으로 하던 양측 인공와우이식이 아동으로 점차로 확대되어, 2007년도에는 아동이 전체 양측 인공와우이식의 70%를 차지하는 것으로 보고되기도 하였다(Peters et al., 2010).
양측 인공와우이식은 동시적으로 시행(one-stage or simultaneous technique)하거나 순차적으로 시행(two-stage or sequential technique)할 수 있다. 주로 인공와우이식 경험이 풍부한 기관에서 동시적으로 양측 인공와우이식을 시행하며, 이는 비용적인 면에서 효과적이다고 알려져 있다(Gantz et al., 2002). Boons 등(2012)의 연구에서 양측 인공와우이식을 동시에 받은 아동과 순차적으로 받은 아동의 표현언어발달 점수를 비교한 결과, 동시에 양측 인공와우이식을 받은 아동의 점수가 유의하게 더 높은 것으로 나타났다. 신경생리학적으로도 동시에 양측 인공와우이식을 3.5세 이전에 받는 것이 중추청각 발달의 도움이 되어, 말, 언어 발달에 지속적으로 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Gordon, Tanaka, Wong, & Papsin, 2008; Gordon, Valero, & Papsin, 2007). 이러한 긍정적인 효과에도 불구하고 일측 시행에 비해 더 긴 수술 시간과 마취 부담, 더 나은 테크놀로지 발달에 대한 부모의 기대 심리가 작용하여, 전체 양측 인공와우이식 아동 중에서 순차적으로 시행받은 경우가 76%를 차지하여 동시적으로 시행받은 경우보다 더 높은 비율을 차지하고 있다(Peters et al., 2010; Ramsden, Papaioannou, Gordon, James, & Papsin, 2009).
기존 연구에서는 양측 인공와우이식 후 말지각 및 방향성 향상에만 초점을 맞춘 경향이 있었으며, 양측 인공와우 아동의 말지각 발달에서의 개인 간 차이에 대해서는 관심이 미비하였다. 양측 인공와우 아동의 말지각 발달에 대한 개인 간 차이는 아동 변수가 영향을 미치는 것으로 보고 있으며, 선행연구(Gordon & Papsin, 2009; Smulders, Rinia, Rovers, van Zanten, & Grolman, 2011)의 저자들은 인공와우이식 연령과 양측 인공와우이식 간격에 초점을 맞추고 있다. Smulders 등(2011)이 순차적으로 양측 인공와우이식을 받은 아동에 관한 논문을 분석한 결과, 두 번째 인공와우이식 연령이 1.5세부터 15.2세까지, 인공와우이식 간격도 1개월부터 14.5년까지로 다양하였다. Gordon과 Papsin (2009)도 순차적으로 양측 인공와우이식을 받은 아동의 상당수가 두 번째 인공와우이식을 3세 이상에 시행받고, 인공와우이식 간격이 2년 이상인 경우가 많이 차지하고 있다고 하였다. 인공와우이식센터에서는 아동의 삶의 질 향상과 더 나은 의사소통 능력 향상에 초점을 두어 두 번째 인공와우이식 연령에 대해서는 제한을 두고 있지 않기 때문에, 양측 인공와우 아동의 두 번째 인공와우이식 연령과 양측 인공와우이식 간격이 다양한 경향이 있다(Kim et al., 2013; Peters et al., 2010).
두 번째 인공와우이식이 늦어지고 양측 인공와우이식 간격이 길어질수록 양이청의 이득을 충분하게 보지 못하여, 말지각과 방향 분별력 발달에 부정적인 영향을 미친다고 보고하고 있다(Kühn-Inacker et al., 2004; Peters, Litovsky, Parkinson, & Lake, 2007; Smulders et al., 2011). Peters 등(2007)은 두 번째 인공와우이식을 8세 이후에 시행 받은 아동의 소음 조건에서의 말지각 발달이 좋지 않은 경향이 있었다고 보고하면서, 두 번째 인공와우이식 연령을 낮추어야 한다고 언급하였다. Kühn-Inacker 등(2004)도 양측 인공와우이식 간격이 긴 아동의 방향 분별력이 인공와우이식 간격이 짧은 아동보다 떨어진다고 하였다. 일부 선행 연구(Boons et al., 2012; Kim et al., 2013)에서는 첫 번째 인공와우이식 연령의 중요성을 언급하면서, 첫 번째 인공와우이식으로 우수한 말지각을 성취한 아동은 양측 인공와우이식 후에 청각적 수행력의 향상을 기대할 수 있다고 하였다. Kim 등(2013)은 인공와우이식 간격에 따른 조용한 조건과 소음 조건에서의 말지각에 유의한 차이가 없다고 하였으며, 첫 번째 인공와우이식을 조기에 시행하여 말지각이 우수할 경우에는 두 번째 인공와우이식이 늦어지더라도 양이청 이득과 삶의 질 향상에 긍정적인 이득을 볼 수 있다고 하였다. Boons 등(2012)은 양측 인공와우 아동의 첫 번째 인공와우이식 연령의 중요성을 언급하면서, 첫 번째와 두 번째 인공와우이식 연령이 모두 늦어지면 언어발달에 부정적인 영향을 미친다고 하였다.
양측 인공와우 아동에 관한 선행 연구(Baudonck, Van Lierde, D’haeseleer, & Dhooge, 2011; Beijin et al., 2007; Dunn et al., 2010; Galvin et al., 2008; Sparreboom et al., 2012)에서는 일측 인공와우 아동과 양측 인공와우 아동과의 말지각, 방향 분별력 위주로 비교를 하여 양측 인공와우의 효능성에 대해서 언급하였다. 국내외적으로 양측 인공와우 아동의 수가 급증하는 시점에서 양측 인공와우 아동의 다양한 말지각 발달에 대한 관심은 미비한 실정이며, 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 말지각을 예측할 수 있는 중요한 요인을 살펴보는 연구 결과는 찾기가 힘든 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 집단(양측 인공와우이식 간격이 짧은 아동, 양측 인공와우이식 간격이 긴 아동, 일측 인공와우 아동)과 듣기 조건(조용한 조건, 소음 조건)에 따른 말지각에 차이가 있는지 살펴보고자 하였다. 그리고 양측 인공와우 아동의 첫 번째 인공와우이식 연령, 두 번째 인공와우이식 연령, 인공와우이식 간격, 양측 인공와우 착용 기간 중에서, 어떠한 변인이 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 말지각에 유의한 영향을 미치는지 살펴보고자 하였다.

연구 방법

연구 대상

본 연구에서는 일측인공와우 아동(n=15)과 양측 인공와우 아동 (n=30)을 대상으로 하였으며, 양측 인공와우 아동은 인공와우이식 간격(중앙값: 54개월)에 따라 중앙값 분리법(median split method)으로 인공와우이식 간격이 짧은 아동(n=15)과 인공와우이식 간격이 긴 아동(n=15)으로 나누었다. 본 연구에서는 (1) 생활연령이 7세부터 13세 11개월에 해당하며, (2) 첫 번째 인공와우이식을 3.5세 이전에 받고(Sharma, Nash, & Dorman, 2009), (3) 중복장애나 심한 내이기형이 없고(Lee, Shin, Kim, & Kim, 2010), (4) 구어 의사소통을 하는 아동만을 대상으로 하였다. 양측 인공와우 아동의 경우는 두 번째 인공와우 사용기간이 1년 이상인 아동만을 대상으로 하였다(Galvin et al., 2008; Koch, Soli, Downing, & Osberger, 2009). 세 집단 간 대상 아동의 생활연령, 첫 번째 인공와우이식 연령, 두 번째 인공와우이식 연령, 인공와우이식 간격에 대한 평균과 표준편차는 Table 1과 같다.

검사 도구

인공와우 아동의 말지각을 평가하기 위해서 Lee 등(2009)이 개발한 보기가 없는 조건의 단음절단어검사(open-set monosyllabic word test)를 사용하였다. 본 검사는 2개의 목록으로 구성되어 있고, 각 목록에는 50개의 단음절어가 포함되어 있다(Appendix 1). 본 검사는 말지각 검사 개발에 중요한 어휘 친숙도(vocabulary fa-miliarity)와 음성적 균형(phonetic balancing)을 고려하여 제작되어 있으며, 목록 간의 동질성과 난이도의 동일성이 확보되어 있다.

음성 녹음 및 소음 추가 작업

연구자가 방음부스(SA-1200 single wall; Sontek, Korea)에서 디지털녹음기(EDIROL R-09HR; Roland Corp., Los Angeles, CA, USA)를 사용하여 단음절 단어를 녹음하였다. GoldWave 5.58 (GoldWave Inc., St. John’s, NL, Canada)프로그램을 이용하여 음성파일을 편집하였으며, 각 음성파일의 시작 구간에 100 ms, 끝 구간에 200 ms의 묵음(silence)을 삽입하였다.
편집한 음성파일에 묵음 구간을 포함하여 다화자 잡음(NOISE-X 92 Database)을 추가하는 작업을 하였다. 이때, 편집한 음성과 소음을 동일하게 조정하고, ITU-T 소프트웨어 프로그램(ITU-T P.56 Speech Voltmeter from the ITU Software Tools Library, G.191 Annex A; International Telecommunication Union, Geneva, Switzerland)을 이용하여 녹음된 음성 강도(60 dB)를 기준으로 +8 dB의 신호대잡음비(signal to noise ratios, SNRs)로 조정하였다. Choi, Lotto, Lewis, Hoover와 Stelmachowicz (2008)Wachym, Runge-Samuelson, Firszt, Alkaf와 Burg (2007)는 +8 dB의 신호대잡음비가 학급을 대표하는 듣기 상황이면서 소음 상황에서 양이 청취 효과를 확인할 수 있다고 보고하였다. 이러한 이유로 본 연구에서는 소음 조건의 신호대잡음비를 +8 dB로 결정하였다.

검사 절차

말지각 검사는 청력검사실 방음부스에서 모든 아동에게 개별적으로 실시하였으며, 실험에 사용하는 음성자극은 아동의 정면에 배치된 스피커로 65 dB SPL의 강도로 들을 수 있도록 하였다. 실험 시작할 때마다 청력검사기기를 교정(calibration)하여 동일한 강도로 음성자극이 스피커로 산출되도록 하였다.

자료 분석

단음절단어검사의 음소점수는 아동이 정확하게 따라 말한 음소의 수를 백분율(%)로 산출하였다. 아동이 말한 단어의 음소와 목표단어의 음소가 일치할 경우를 정답(1점)으로, 일치하지 않을 경우를 오답(0점)으로 채점하였다. 듣기 조건에 따라서 음소점수를 산출하였으며, 모든 조건에서 음소점수는 0%-100%가 되도록 하였다.

신뢰도 및 자료의 통계적 처리

평가자 간 신뢰도(inter-rater reliability)를 산출하기 위하여, 연구자와 1급 언어재활사 자격증을 소지한 평가자가 채점에 참여하였다. 평가자들은 본 연구에서 사용한 자료 20%에 해당하는 검사지를 무작위로 선정하여 정해진 채점기준에 따라서 독립적으로 채점하였다. 평가자 간 신뢰도는 두 평가자가 채점한 검사지에서 일치한 문항 수를 기준으로 산출하였으며, 일치도(agreement)는 100%로 나타났다.
듣기 조건에 따른 집단 간의 단음절단어검사의 음소점수의 차이를 살펴보기 위해서 반복측정 이원분산분석(two-way ANOVA with repeated measures)을 실시하였다. 그리고 첫 번째 인공와우 이식연령, 두 번째 인공와우이식 연령, 인공와우이식 간격, 양측 인공와우 착용 기간 중에서, 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 음소점수를 유의하게 예측하는 변수를 살펴보기 위해서 단계적 중다회귀분석(stepwise multiple regression analysis)을 실시하였다. PASW 18.0 프로그램을 사용하여 통계분석을 실시하였다.

연구 결과

듣기 조건에 따른 집단 간의 단음절단어검사의 음소점수 차이

집단(인공와우이식 간격이 짧은 아동, 인공와우이식 간격이 긴 아동, 일측인공와우 아동)간 단음절단어검사의 음소점수는 조용한 조건에서 인공와우이식 간격이 짧은 아동은 평균 90.11% (SD=3.06), 인공와우이식 간격이 긴 아동은 평균 88.75% (SD=4.08), 일측 인공와우 아동은 평균 83.25% (SD=4.69)였다. 소음 조건에서의 음소점수는 인공와우이식 간격이 짧은 아동은 평균 66.57% (SD=7.11), 인공와우이식 간격이 긴 아동은 평균 42.67% (SD=11.15), 일측 인공와우 아동은 평균 27.80% (SD=20.25)였다(Table 2).
반복측정 이원분산분석을 실시한 결과, 집단에 대한 주 효과가 유의하였다(F(2, 42)=30.605, p<.001, partial η2=.593). 이에 따라 집단에 관한 Bonferroni 사후 검정을 실시한 결과, 인공와우이식 간격이 짧은 아동, 인공와우이식 간격이 긴 아동, 일측 인공와우 아동의 순서로 모든 집단 간에 음소점수 차이가 유의하게 나타났다(allp<.01). 듣기 조건에 대한 주 효과도 유의하게 나타나서(F(1, 42)=470.142, p<.001, partial η2=.918), 조용한 조건에서의 음소점수가 소음 조건에서보다 유의하게 높았다(Figure 1).
집단과 듣기 조건이 단음절단어검사의 음소점수에 미치는 이차 상호작용 효과도 유의하게 나타났다(F(2, 42)=24.282, p<.001, partial η2=.536). 사후검정으로 LMATRIX 및 MMATRIX 명령어를 사용한 상호작용 대비검정을 실시한 결과, 인공와우이식 간격이 짧은 아동과 긴 아동(p<.001), 인공와우이식 간격이 짧은 아동과 일측 인공와우 아동(p<.001)의 음소점수의 차이가 조용한 조건에 비해 소음 조건에서 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 즉, 소음이 인공와우이식 간격이 짧은 아동보다 인공와우이식 간격이 긴 아동과 일측 인공와우 아동에게 미치는 영향이 유의하게 더 큰 것으로 나타났다(p<.001).

양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 말지각에 영향을 미치는 변수

양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 말지각에 영향을 미치는 변수를 살펴보기 위해서, 첫 번째 인공와우이식 연령, 두 번째 인공와우이식 연령, 인공와우이식 간격, 양측 인공와우 착용 기간을 독립변수로 소음 조건에서의 음소점수를 종속변수로 하여 단계적 중다회귀분석을 실시하였다. 독립변수간 다중공선성진단을 확인한 결과, 공차한계는 최저 .058, 최고 1, variance inf lation factor (VIF)는 최저 1, 최고 8.353으로 나타나서, 독립변수간 상관이 문제가 되지 않았다.
회귀분석 결과, 양측 인공와우 아동의 두 번째 인공와우이식 연령과 인공와우이식 간격만이 소음 조건에서의 음소점수를 유의하게 예측하는 변수였다(F(2, 27)=30.987, p<.001). 양측 인공와우 아동의 두 번째 인공와우이식 연령과 인공와우이식 간격은 소음 조건에서의 음소점수에 대해 총 변화량의 69.7% (수정 결정계수에 의하면 67.4%)의 설명력을 보였다. 두 번째 인공와우이식 연령과 인공와우이식 간격 순서로 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 음소 점수를 유의하게 예측하는 변수로 나타났다(β=-2.040, p<.001; β=-1.305, p<.001). 즉, 두 번째 인공와우이식 연령이 낮을수록, 인공와우이식 간격이 짧을수록, 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 음소점수가 높은 것으로 나타났다(Table 3).

논의 및 결론

본 연구에서는 순차적으로 양측 인공와우이식을 시행받은 아동의 양측 인공와우이식 간격에 따른 조용한 조건과 소음 조건에서의 말지각을 살펴보고자 하였다. 그리고 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 말지각 발달에 영향을 미치는 변수를 살펴봄으로써, 양측 인공와우이식 아동의 상담과 청각재활에 도움이 되는 정보를 제공하고자 하였다.
본 연구에서는 인공와우이식 간격이 짧은 아동, 인공와우이식 간격이 긴 아동, 일측 인공와우 아동 모두 조용한 조건에서의 음소 점수가 소음 조건에서보다 유의하게 높았다. 인공와우아동이 소음 조건에서 단어 재인에 어려움을 보인다는 것은 선행연구(Baudonck et al., 2011; Dunn et al., 2010; Kim et al., 2013)에서 일관되게 언급되고 있다. 소음이 말지각에 미치는 부정적인 영향에 대해서는 인공와우 아동과 관련된 연구 외에도 다양한 장애군과 정상청력군을 대상으로 진행되어 왔었다(Crandell, 1993; Darwin, 2008; Lee, Sim, & Sung, 2011; Simpson & Cooke, 2005). 선행 연구의 저자들은 소음 조건에서 말지각이 낮아지는 현상에 대해서 소음이 말소리 처리에 필요한 음향 정보를 차폐하거나 불필요한 음향 정보를 추가하여 청자가 목표 단어의 음소 및 음향 특징을 자동적으로 파악하는 데 부정적인 영향을 미치는 것에 기인한다고 설명하고 있다.
단음절단어검사의 음소점수는 듣기 조건에 상관없이 인공와우이식 간격이 짧은 아동, 인공와우이식 간격이 긴 아동, 일측 인공와우아동 순서로 유의하게 높은 것으로 나타났다. 이는 양측 인공와우이식 간격이 짧은 아동일수록 양이청의 이득이 커서 소음 조건의 말지각 성취가 높다고 보고한 선행 연구의 결과와 일치한다. Gordon과 Papsin (2009)이 양측 인공와우이식 간격이 1년 이내인 아동 (n=15)과 양측 인공와우이식 간격이 2년 이상인 아동(n=30)의 소음 조건에서의 말지각 점수를 비교한 결과, 인공와우이식 간격이 짧은 아동의 말지각 점수가 인공와우이식 간격이 긴 아동보다 높았다. Kühn-Inacker 등(2004)도 양측 인공와우 아동(n=39)의 소음 조건에서의 이음절단어검사의 단어점수를 분석한 결과, 양측 인공와우이식 간격이 짧은 아동일수록 더 빠른 속도로 단어점수가 발달하는 경향이 있다고 하였다.
본 연구 결과에서 주목해야 할 점은 인공와우이식 간격이 긴 아동과 일측인공와우 아동의 음소점수가 인공와우이식 간격이 짧은 아동에 비해 소음 조건에서 현저하게 떨어졌다는 것이다. 이는 인공와우이식 간격이 긴 아동과 일측 인공와우 아동이 단어를 재인하는 데 소음의 영향을 더 크게 받는다는 것을 의미한다. 이러한 듣기와 집단에 따른 상호작용 효과는 인공와우이식 간격이 짧은 아동이 양측 인공와우 착용으로 인한 음압 가중 이득뿐만 아니라 양이 청각 시스템 발달로 인한 음향-음소 정보를 활용하는 능력이 더 높아서 나타난 것으로 생각된다. 인공와우이식 간격에 상관없이 양측 인공와우 아동은 두 귀로 소리를 통합하여 듣기 때문에 한 귀로 들을 때보다 더 크게 소리의 강도를 인식할 수 있게 된다. 이러한 음압 가중(binaural summation) 효과로 인해서 양측 인공와우 아동은 소음 조건에서 일측 인공와우 아동에 비해서 더 높은 말지각 점수를 유지할 수 있게 되는 것이다(Baudonck et al., 2011; Brown & Balkany, 2007; Laszig et al., 2004). 인공와우이식 간격에 따라서 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 음소 점수에 차이가 나타난 것은 두 귀로 청각 정보를 처리하는 능력의 차이로 인한 것으로 보여진다(Smulders et al., 2011). 즉, 소음으로 인해서 말소리의 정보가 불명료해지더라도 양측 인공와우이식 간격이 짧은 아동은 인공와우이식 간격이 긴 아동에 비해서 말소리의 음향-음소 정보를 더 잘 활용할 수 있다는 것이다.
양측 인공와우이식 간격에 따라서 인공와우 아동의 소음 조건에서의 말지각 성취 수준에 차이가 나타나는 것을 중추 청각 발달과 관련하여 설명해볼 수 있다. Sharma, Dorman과 Kral (2005)이 인공와우 아동에게 중추 청각계의 성숙 지표인 P1 latency를 측정한 결과, 일측 인공와우이식은 동측 청각 중추 발달에 제한된 이득을 가져온다고 하였다. 그리고 양측 인공와우이식을 조기에 실시하여 인공와우이식 간격을 짧게 한 경우에만 양측 청각 중추 발달이 원활하다고 하였다(Sharma et al., 2009). Gordon 등(2007)이 양측 인공와우 아동의 양측 귀의 청성뇌간반응(auditory brainstem response)의 5번 파형 잠복시간(latency)를 종단적으로 측정한 결과, 양측 인공와우이식 간격이 긴 아동은 시간이 지나더라도 양측 귀 간의 5번 파형의 잠복시간 차이가 줄어들지 않는 것으로 나타났다. 반면에, 양측 인공와우이식 간격이 짧거나 동시적으로 양측 인공와우이식을 받은 아동은 양측 귀의 5번 파형의 잠복시간 차이가 없어지는 현상을 보였다. 즉, 늦은 두 번째 인공와우이식으로 양측 인공와우이식 간격이 길어지게 되면, 동측의 청각 경로(auditory pathway)와 청각 피질(auditory cortex) 발달에 부정적인 영향을 미치는 것이다(Bauer, Sharma, Martin, & Dorman, 2006). 이러한 신경생리학적 연구 결과는 조기에 일측 인공와우이식을 받더라도 양측 청각 경로 및 청각 피질 발달에는 제한적이다는 것을 의미하며, 양이 청각 시스템 발달을 원활하게 하기 위해서는 인공와우이식 간격을 짧게 하는 것이 매우 중요하다는 것을 시사한다.
본 연구에서는 첫 번째 인공와우이식 연령, 두 번째 인공와우이식 연령, 인공와우이식 간격, 양측 인공와우 착용 기간 중에서 두 번째 인공와우이식 연령과 인공와우이식 간격만이 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 말지각을 유의하게 예측하는 변수로 나타났다. 인공와우 아동에 있어서 첫 번째 인공와우이식 연령은 말지각, 말, 언어 발달에 매우 중요한 변수이며(Blamey et al., 2001; Geers, 2004; Miyamoto et al., 1996), Boons 등(2012)의 연구에서는 첫 번째 인공와우이식 연령이 높을수록 양측 인공와우 아동의 언어발달에 부정적인 영향을 미친다고 보고한 바 있다. 본 연구에서 인공와우 아동의 첫 번째 인공와우이식 연령을 3.5세 이하로 통제하였기 때문에, 첫 번째 인공와우이식 연령으로 인해서 개인 간의 말지각 발달 차이는 미비했을 것으로 생각된다. 그리고 양측 인공와우 착용 기간에 따라서 방향 분별력과 소음 조건에서의 말지각이 향상된다는 다수의 보고(Beijen et al., 2007; Galvin et al., 2008; Papsin & Gordon, 2008)가 있지만, 본 연구 결과에서는 양측 인공와우 착용 기간이 소음 조건에서의 말지각에 유의한 영향을 미치는 변수가 아니었다. 이는 양측 인공와우이식 후에 두 귀를 활용하는 청각 능력이 지속적으로 향상되더라도 1년이 되면 안정화(plateau)되어 더 이상 향상이 없는 것과 관련있을 것으로 생각된다(Galvin et al., 2008; Koch et al., 2009; Kühn-Inacker et al., 2004).
선행 연구에서는 양측 인공와우 아동의 말지각, 말, 언어 발달을 극대화하기 위해서는 동시적으로 양측 인공와우이식을 조기에 시행받는 것이며, 순차적으로 인공와우이식을 시행한다면 인공와우이식 간격을 짧게 하여 두 번째 인공와우이식을 어린 연령에 받을 수 있도록 해야 한다고 하였다(Gordon & Papsin, 2009; Lammers, Venekamp, Grolman, & Heijden, 2014; Santa Maria & Oghalai, 2013; Smulders et al., 2011). Peters 등(2007)은 두 번째 인공와우이식 연령에 따라 양측 인공와우 아동(n=30)을 집단 3개(group I, 3-5세; group II, 5.1-8세; group III, 8.1-13세)로 나누어서 말지각 발달을 살펴보았다. 그 결과, 어린 연령 집단에서 두 번째 인공와우의 말지각 발달 속도가 빨랐으며, 술 후 12개월에는 다른 집단들에 비해서 가장 높은 말지각 점수를 보였다. Grieco-Calub와 Litovsky (2010)은 두 번째 인공와우이식을 조기에 받는 것이 방향 분별력 발달에 중요하다고 강조하였으며, 4세 이전에 두 번째 인공와우이식을 받으면 양이청의 이득을 극대화할 수 있다고 언급하였다. Lammers 등(2014)도 인공와우이식 간격이 길어지면 양측 인공와우이식 후의 말지각, 말, 언어 발달에 미치는 긍정적인 효과가 적기 때문에, 동시적으로 양측 인공와우이식을 받을 것을 강조하였다. 이러한 연구 결과들은 두 번째 인공와우이식 연령과 인공와우이식 간격이 양측 중추 청각 시스템 발달과 관련이 있으며, 이는 양이로 청각 정보를 처리, 활용하는데 영향을 미친다는 것을 시사한다.
본 연구에서 양측 인공와우이식 간격이 짧은 아동이 인공와우이식 간격이 긴 아동과 일측 인공와우 아동보다 조용한 조건과 소음 조건에서 모두 우수한 말지각을 보였다. 그리고 두 번째 인공와우이식 연령과 인공와우이식 간격이 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 말지각에 부적으로 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 즉, 두 번째 인공와우이식 연령이 어리고 인공와우이식 간격이 짧을수록 양측 인공와우 아동의 소음 조건에서의 말지각은 우수하였다. 그러므로, 양측 인공와우이식을 짧은 간격으로 조기에 시행하여 양측 인공와우 아동이 더 나은 청각적 수행력을 성취할 수 있도록 해야할 것이다. 인공와우이식 간격이 긴 순차적 양측 인공와우 아동에게는 두 번째 인공와우이식 쪽의 말지각과 소음 조건에서의 말지각 향상에 목표를 둔 청각재활을 실시하여, 더 나은 양이 청취능력으로 학습, 일상 대화, 삶의 질 향상을 도모할 수 있도록 도와주어야 할 것이다.

Figure 1.
Phoneme scores for children with cochlear implants according to the inter-implant interval and listening condition. SIIIs=short inter-implant intervals; LIIIs=long inter-implant intervals; UniCls=unilateral cochlear implants.
csd-19-4-564f1.tif
Table 1.
Participants’ characteristics
Children with SIIIs (n = 15) Children with LIIIs (n = 15) Children with UniCIs (n = 15)
Age at testing (mo) 96.67 (19.23) 158.20 (17.29) 129.93 (27.03)
Age at implantation (mo)
 1st CI 26.00 (4.57) 33.87 (7.65) 30.80 (7.70)
 2nd CI 68.33 (10.73) 114.80 (16.91) -
 Inter-implant interval (mo) 42.33 (8.34) 80.93 (16.03) -

Values are presented as mean (SD).

SIIIs=short inter-implant intervals; LIIIs=long inter-implant intervals; UniCls=unilateral cochlear implants; CI=cochlear implantation.

Table 2.
Descriptive statistics of phoneme scores by group and listening condition
Children with SIIIs (n = 15) Children with LIIIs (n = 15) Children with UniCIs (n = 15)
Quiet condition 90.11 (3.06) 88.75 (4.08) 83.28 (4.69)
Noise condition 66.57 (7.11) 42.67 (11.15) 27.80 (20.25)

Values are presented as mean (SD).

SIIIs=short inter-implant intervals; LIIIs=long inter-implant intervals; UniCls=unilateral cochlear implants.

Table 3.
Stepwise multiple regression analysis predicting speech perception scores in noise for children with bilateral cochlear implants
Variable Model 1
Model 2
β β
Age at second implantation -.774*** -2.040***
Inter-implant interval - 1.305**
F-test F(1,28) = 41.734*** F(2,27) = 30.987***
R2 (Adjusted R2) .598 (.584) .697 (.674)
ΔR2 .598 .098

** p<.01,

*** p<.001.

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Appendices

Appendix 1.

Open-set monosyllabic word test (Lee, Shin, Kim, & Kim, 2009)

List 1
번호 자극 반응 단어 음소 번호 자극 반응 단어 음소
1 /1 /1 26 /1 /2
2 /1 /3 27 /1 /3
3 /1 /2 28 /1 /3
4 /1 /3 29 /1 /2
5 /1 /3 30 /1 /3
6 /1 /2 31 /1 /3
7 /1 /3 32 /1 /3
8 /1 /2 33 /1 /3
9 /1 /3 34 /1 /3
10 /1 /2 35 /1 /3
11 /1 /3 36 /1 /3
12 /1 /3 37 /1 /3
13 /1 /2 38 /1 /2
14 /1 /3 39 /1 /3
15 /1 /3 40 /1 /3
16 /1 /1 41 /1 /2
17 /1 /3 42 /1 /3
18 /1 /2 43 /1 /3
19 /1 /2 44 /1 /2
20 /1 /2 45 /1 /3
21 /1 /3 46 /1 /2
22 /1 /3 47 /1 /3
23 /1 /3 48 /1 /2
24 /1 /3 49 /1 /3
25 /1 /2 50 /1 /3

3단어 점수: /50 = % 음소 점수: /130 = %.

List 2
번호 자극 반응 단어 음소 번호 자극 반응 단어 음소
1 /1 /1 26 /1 /2
2 /1 /2 27 /1 /3
3 /1 /2 28 /1 /3
4 /1 /3 29 /1 /3
5 /1 /3 30 /1 /2
6 /1 /1 31 /1 /3
7 /1 /3 32 /1 /3
8 /1 /3 33 /1 /3
9 /1 /3 34 /1 /3
10 /1 /3 35 /1 /2
11 /1 /2 36 /1 /3
12 /1 /3 37 /1 /3
13 /1 /2 38 /1 /2
14 /1 /3 39 /1 /3
15 /1 /2 40 /1 /3
16 /1 /3 41 /1 /3
17 /1 /2 42 /1 /3
18 /1 /3 43 /1 /3
19 /1 /3 44 /1 /3
20 /1 /2 45 /1 /3
21 /1 /3 46 /1 /2
22 /1 /2 47 /1 /3
23 /1 /3 48 /1 /2
24 /1 /2 49 /1 /3
25 /1 /2 50 /1 /3

3단어 점수: /50 = % 음소 점수: /130 = %.

Editorial office contact information
Department of Speech and Language Pathology
College of Health Sciences, Chosun University,
309, Pilmun-daero, Dong-gu, Gwangju, 61452, Republic of Korea
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