bacgkround-images

본문 바로가기

전문의칼럼

전문의칼럼 내용 보기
제목 인공와우 이식술
진료과 이비인후과 교수 조창현 교수
이비인후과
연세대학교 의학과 졸업
연세대학교 대학원 의학과 석사수료
청각재활 / 중이염
1996년 미국 두경부 수술연수 및 두개기저부학회 참가
2001년 미국 Clarion 인공와우 수술연수
2002년 호주 biomedical institute 인공와우 수술연수

신촌세브란스병원 이비인후과 전공의
육군 9사단의무대 이비인후과장
신촌세브란스 이비인후과학교실 연구강사
인공 와우 이식술이란 청각기관인 달팽이관/와우 내의 세포/유모세포 등의 문제로 인한 고도의 난청이 있는 환자에게 유모세포의 기능을 대신할 전극을 와우 내에 삽입하여 직접 청신경을 자극하도록 고안된 수술법이다. 이 수술은 1950년대부터 고도의 난청 환자에게 청신경에 대한 전기 자극을 주는 것이 말소리를 이해할 수 있게 한다는 사실이 밝혀지면서 연구가 본격화되었으며, 1978년에 성인 후천성 농아에게 처음 이식술이 성공한 후 1985년에는 유, 소아에게도 이식술이 성공함으로써 비약적인 발전을 거듭하고 있다. 국내에서는 1989년에 처음 시작되어 현재는 다수의 병원에서 시술이 행해지고 있으며, 점차로 시술 대상과 의료기관이 확대되고 있다. 특히 금년 1월부터는 이식 기계 값만 2000만원이 넘는 비용의 대부분을 보험 적용을 받을 수 있게 됨으로써 환자는 검사부터 수술까지 약 400만원 정도의 비용으로 새로운 삶을 열 수 있는 기회를 가질 수 있게 되었다.
우리나라에는 전체 인구의 약 0.1% 정도가 고도 이상의 난청으로 고통 받고 있으며, 신생아의 0.1% 가량도 선천적인 고도 이상의 난청을 가지고 태어나고 있는 것으로 확인되어, 갈수록 일반인들의 관심도 증가되고 있는 추세이다. 인공 와우 이식술은 인류에게 획기적인 난청치료 방법을 제공했지만, 아직도 대상 환자의 선정이나 결과 등의 면에서 한계점을 갖고 있다. 그러나 점차로 연구 발전하고 있는 분야로서 갈수록 더 많은 사람들이 더 좋은 혜택을 받을 수 있을 것으로 기대된다.


어떤 환자들을 선택하여 수술을 하느냐는 결과와 결부되어 매우 중요한 문제이다. 특히 모든 대상 환자에게 수술과 술 후 재활에 드는 비용 전액을 지원하고 있는 호주와 같은 나라와는 다른 처지의 우리나라에서는 2000여만원의 수술비와 많은 재활 비용 때문에 실패에 따른 부담이 의사와 환자 모두에게 큰 것이 사실이다. 다행이 앞서 기술한 바와 같이 의료보험 적용 대상이 됨으로써 환자들에게 큰 도움이 될 것이며, 의학적인 면에서도 발전할 수 있는 계기가 될 것으로 기대된다.
와우 이식은 양측 귀에 고도의 감각신경성 난청이 있고 보청기로 적절한 기간 동안 청력 재활을 하여도 효과가 없는 경우 적응된다. 즉 와우 이식을 했을 때 얻는 이득이 보청기보다 클 때 시행하는데, 환자의 청신경 기능이 남아있는 것이 증명되어야 하는 전제조건이 있다. 환자의 나이는 초기에는 18세 이상의 후천성 난청 성인이 대상이 되었으나, 현재는 1세 미만의 유아에게도 확대 실시되고 있으며, 12개월 이상까지 미국 FDA의 공인을 받은 상태이다.
★모든 난청 환자가 인공 와우 혜택을 받을 수 있는 것은 아닌데, 수술을 하여도 효과를 기대하기 어려운 경우나, 수술을 할 수 없을 정도로 조건이 맞지 않는 경우도 있다. 즉, 심한 정신지체나 심각한 다른 질환으로 수술 후 적어도 1년 이상 받아야하는 재활치료를 못하는 경우, 내이의 기형이 심한 경우, 뇌로 연결되는 청각신경이 없거나 종양이 있는 경우, 뇌나 신경의 질환으로 중추에서 소리를 받아들일 수 없는 경우 등에서는 수술이 불가능하거나 수술 후 효과가 떨어진다. 환자의 사회적 환경도 주요 요소가 되는데, 우선 환자와 그 가족들이 술 후 재활치료에 대해 잘 이해하고 적극적으로 임하는 자세가 필수적이며, 비현실적인 기대를 갖고 있지 않아야 한다.

인공 와우는 크게 신체 내에 삽입하는 부분과 체외에 착용하는 부분으로 나뉘어 진다./그림 체내 이식 부분은 달팽이관 내로 삽입되는 전극과 이와 연결된 자극기로 구성되며, 자극기는 수술 쪽 귀의 후 상방 머리뼈 속에 위치하게 된다. 체외 부분은 소리를 감지하는 마이크로폰, 이 소리를 전기적인 신호로 바꿔주는 처리기, 그리고 이 신호를 자극기로 전달하도록 머리 피부 위에 부착되는 안테나 등으로 구성된다. 최근에는 어음처리기와 마이크로폰을 하나로 합쳐서 귓바퀴에 부착하는 형태도 개발되어서 착용이 더욱 간편해졌다.
전신 마취 하에서 귀 뒤의 피부를 절개한 후 뼈/측두골 및 유양돌기 를 노출시키고, 드릴을 이용해 유양돌기에 구멍을 낸 후 중이로 접근하여 내벽에 위치한 달팽이관 일부에 구멍을 내서 가는 끈 모양의 전극을 삽입한다. 이후 이에 연결된 납작한 자극기를 측두골의 편평한 부위에 얕은 골을 파서 위치시킨 후 고정한다. 통상적으로 수술 시간은 2시간 정도지만, 수술이 어려운 환자에게서는 더 오래 걸릴 수 있다. 수술 후에는 약 10일정도의 상처 치유 기간을 요하며, 수술 직후 바로 장치의 전원을 켜서 사용하는 것이 아니라 약 1개월 정도 경과한 다음에 전원을 켜고 재활 과정에 들어간다.



매핑이란 수술 후 1개월가량이 경과한 후에 전원을 켜고 삽입된 전극 각각에 대해 적절한 자극 강도 등을 설정해 주는 것으로서, 환자의 반응과 요구에 맞게 숙련된 청각사에 의해 프로그래밍 하는 과정을 말한다. 보통 한번의 매핑으로는 충분하지 않으며, 일정 간격을 두고 여러 차례 프로그램을 조절하는 것이 필요하며, 성인과 달리 유, 소아는 의사소통이 불충분할 수 있으므로 더욱 조심스럽고 숙련된 조절을 요한다.

인공 와우를 이식 받은 환자들은 매핑에 따른 전기 자극이 가해질 때 정상적인 귀로 들을 수 있는 소리와는 다른 질의 소리를 느끼게 된다. 그러므로 이런 소리에 적응하는 과정이 필요한데, 수술이나 매핑에 버금가는 비중을 가지는 언어치료가 이런 면에서 매우 중요하다. 보통 언어를 습득한 후에 청력을 상실한 환자의 경우는 비교적 빠르고 쉽게 적응하지만, 선천적인 난청 때문에 수술 받은 아이의 경우는 완전히 처음부터 언어 습득을 해야하므로 1년 이상의 언어치료를 받아야하며, 의료기관에서의 언어치료뿐 아니라 부모 등 가족의 역할도 무척 중요하다.


최근에는 이전에는 시도하지 않았던 조건의 환자들에게도 가급적이면 수술을 시도하고 비교적 좋은 결과를 얻고 있다. 먼저 내이/달팽이관이나 세반고리관 등 의 기형이 동반된 환자의 경우인데, 이들은 청신경의 비정상적인 분포, 안면신경의 형태 이상으로 인한 수술 중 손상 및 수술 후 비정상적인 자극의 문제, 뇌척수액의 분출, 전극 삽입이 어렵거나 전극의 두개강 내 삽입 오류 등이 문제가 될 수 있다. 현재는 달팽이관의 형태 이상인 Mondinis dysplasia, 세반고리관/semicircular canal 의 부분 이상, 전정도수관 확장증/enlarged vestibular aqueduct syndrome 등의 기형은 정상인의 경우와 비교하여 술 후 결과의 차이가 없는 것으로 주장하는 연구 결과가 많이 나오고 있으며, 심지어는 완전한 와우의 무형성증을 제외한 저형성증이나 공동강 기형/common cavity malformation 의 경우도 다소 술 후 수행 능력의 차이는 있지만 수술이 행해지고 있다. 이는 전극과 신호처리 기술의 발달, 수술 기술의 발달 등으로 가능해진 일이다.
안면신경의 주행이상은 내이기형이 있으면 드물지 않게 만날 수 있다. 그러나 대개는 전극 삽입에 큰 어려움은 없고, 삽입 후 전극 인근의 신경 자극에 의한 안면 연축이 있을 수 있으나, 이는 주의 깊게 활성 전극의 수를 조절하고 프로그램을 잘 하면 해결될 수 있다.
뇌척수액 분출/CSF gusher 는 내이도의 외벽에 결손이 있는 경우 전극을 삽입한 곳을 통해 발생할 수 있다. 내이도 외벽의 결손은 Mondini 이형성증과 공동강 기형에서 동반되는 경우가 많고 기형의 정도가 심할수록 결손도 심한 것으로 알려져 있다. 분출이 발생하면 전극 삽입 시 시야에 방해가 되며, 술 후에도 계속되면 뇌수막염을 일으킬 수 있다. 그러므로 수술 중 근막이나 지방을 이용하여 전극 삽입부의 빈 공간을 완전히 폐쇄시켜야 한다.
와우의 골화/ossification 는 뇌수막염, 측두골 골절, 이경화증 후에 발생할 수 있으며, 이 중 양측성 와우 골화의 가장 많은 원인은 뇌수막염이다. 이 경우 전극 삽입에 어려움이 있으므로 수술 전에 정도를 파악하는 것이 중요하다. CT나 MRI를 이용해 검사하게 되는데, 정원창/round window 이나 기저부 회전/basal turn 의 8-10mm에 국한된 골화는 드릴을 이용해 제거하고 전극을 삽입할 수 있으나, 이보다 심할 경우는 난원창/oval window 근방에 구멍을 뚫어 scala vestibuli로 전극을 삽입할 수 있다. 최근에는 특수하게 고안된 이식기의 개발로 전극 array가 여러개인 이식기/split electrode array 를 이용하여 수술을 할 수 있게되었다.


수술 후 환자는 보청기를 사용하던 상태보다 훨씬 좋은 소리 지각 능력과 언어수행 능력을 가지게 된다. 하지만 청각개선 효과는 다양한데, 일차적으로 환자의 술 전 상태에 따라 좌우된다. 수술 후 소리 지각 능력에 잔존한 나선 신경절/spiral ganglion 의 세포 수가 관련이 있을 것으로 가정하여 여러 연구가 진행되고 있지만 아직까지 확실한 증거는 없다.
지금까지 알려진 예후 인자 중 가장 중요한 것으로는 전농/deaf 이 된 시기와 수술 당시의 나이이다. 전농이 되기 전 회화 및 언어 습득이 된 환자들은 더 빨리 일상생활에 복귀할 수 있고, 언어 습득 전에 전농이 된 경우에는 수술시기가 빠를수록 결과가 좋다. 하지만 전농이 된지 10년 이상 경과한 경우에는 이식 후 언어수행 능력이 나쁜 것으로 보고 되고 있다.
와우 이식 후의 부수적인 변화로서 특기할 만한 사항은 이명증/tinnitus 이 줄어든다는 것이다. 이에 대해서는 아직 확실한 기전이 밝혀지진 않았지만, 이명의 원인과 기전에 대해 중요한 단서를 제공할 것으로 기대되고 있다.


와우 이식 환자들은 시스템 사용과 유지에 각별히 신경을 써야 하는데, 운동이나 사고에 의해서 외부 장치에 충격을 줄 수 있고, 우천시 누수에 의해 고장을 일으킬 수 있으므로 이를 조심해야 한다.. 또한 사고나 질병으로 MRI 촬영이 필요한 경우에는 내부이식 장치에 부착된 자석 때문에 촬영이 제한될 수 있으며, 자기장을 유발하는 가전기기나 환경에서는 전극과 프로그램 장치에 영향을 줄 수도 있다.
와우 이식의 혜택은 개인에 따라 다르게 나타날 수 있는데, 지속적인 이식기의 개발과 신호처리 기술의 발전에도 불구하고 아직은 정상인과 같이 청력만으로 말소리를 완전히 이해하는 데는 어려움이 있다. 앞으로 더욱 기술적인 발전이 지속된다면, 말소리 뿐 아니라 음악소리와 같은 복잡한 주파수의 소리도 잘 인지할 수 있으리라고 기대하고 있다.
앞으로의 인공 와우 이식의 발전 과제로 첫째, 2세 이하의 유, 소아에 대한 시술이 증가하는 시점에서 이들에게 안전하게 사용될 수 있는 외부장치의 개발을 들 수 있다. 떨어뜨려도 손상되지 않고 크기는 작되 자극 속도는 빠르며, 보호자가 기기의 작동여부를 쉽게 알 수 있도록 고안되어야 할 것이다. 두 번째로, 외부기기와 내부 장치의 크기를 더욱 소형화 하여 완전히 체내에 이식할 수 있어야 하겠다. 현재의 추세라면 향후 5-10년 내에 이것이 가능하리라고 전망되며, 이것이 가능하려면 외부에서 충전이 가능해야 하고 고성능의 마이크로폰 개발이 필수적이다.
최근에는 나선 신경절 세포의 생존을 보장하여 이식 후의 결과에 도움을 주기 위한 연구가 여러 방면으로 진행되고 있는데, 그 중 하나가 와우 내로 삽입되는 전극에 neurotrophic factor를 delivery 할 수 있는 시스템을 개발하는 것이다. 이것이 실용화되면, 신경절 세포의 감소를 효과적으로 차단하여 술 후 performence에 좋은 영향을 줄 것으로 기대하고 있다.
양측 귀에 모두 인공 와우 이식을 하는 것도 일부 해외 의료기관에서 시도되고 있는데, 양측 귀로 소리를 들으면, 소리가 나는 방향을 감지하는데 도움이 되고, 소음이 있는 상황에서 말소리를 인지하고 이해하는데 더 유리하다는 장점이 있다는 측면에서 의미가 있다. 그러나 비용 측면에서 아직은 널리 시행되지 못하고 있으며, 외부 장치에서 신호를 처리하여 양측 귀로 적절히 동시에 자극을 전달하는데 따르는 기술적인 어려움과 신체 장착의 번거러움 등에 대한 보완이 필요하다.
내이의 골화나 심한 기형, 외상에 의한 손상, 양측 청신경 종양 수술로 인한 신경 절단 등으로 달팽이관 내로의 전극삽입이 불가능한 경우나 나선 신경절 세포 숫자의 부족으로 와우 이식이 불가능하다고 제외되었던 환자들에게도 이식이 시도되고 있는데, 바로 뇌간으로의 직접 이식 방법이다. 그러나 뇌간에서 정확히 전극을 삽입하는 부위를 정하는 것이 쉽지 않고 다른 신경의 전도로를 동시에 자극하여 원치 않는 결과를 유발할 수 있다는 한계를 아직은 극복하지 못하고 있어, 실용화되기까지는 시간이 더 필요하다.


인공 와우 이식은 인류 현대 기술의 집약체라고 할 수 있으며, 신이 인간에게 준 선물이라고 해도 과언이 아닐 정도로 드라마틱한 힘을 가진 의학의 발전이다. 아직도 인간의 여러 특수 감각을 대신할 수 있는 기술이 개발되지 않고 있는 상황에서, 선천적으로 농아인 아이들이 말을 배우고 정상인과 똑같이 교육을 받을 수 있는 길을 열어준 인공 와우 이식술은 더욱 발전을 거듭할수록 비용이나 사용 편의성, 기능 등의 측면에서 혜택을 받을 수 있는 대상 환자들의 수가 점점 늘어날 것으로 기대한다.
전문의칼럼 다음글과 이전글
다음 글 위염 Ⅱ
이전 글 누구나 할 수 있는 응급처치법