Research Article

IT-MAIS, MESP, CAP, SIR 척도를 이용한 소아 인공와우 이식 시술자의 청각 및 언어 수행 능력 종단적 평가

DOI:

10.3791/70380

April 7th, 2026

In This Article

Summary

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

여기서는 IT-MAIS, CAP, MESP, SIR 척도를 사용하여 소아 인공와우 이식 수혜자의 청각 및 언어 발달을 평가하는 종단 프로토콜을 제시하며, 재활 결과 모니터링과 개별 맞춤형 청각-언어 치료를 안내하는 표준화된 틀을 제공합니다.

Abstract

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소아 인공와우(CI) 시술자들 사이에서 청각 및 말화 결과의 상당한 변동성은 초기 청각 지각이 이후 음성 이해도를 직접적으로 결정하는지에 대한 지속적인 논쟁을 불러일으켰으며, 특히 음정 단서가 의사소통에 중요한 음조 언어 환경에서 더욱 그렇습니다. 이 종단 연구는 1세에서 5세 사이의 64명의 구전 청각 장애 아동을 12개월 이내에 평가했으며, 영유아 의미 있는 청각 통합 척도(IT-MAIS), 청각 수행 범주(CAP), 단음절-다음절 단어 검사(MESP), 음성 명료도 평가(SIR)와 피질 청각 유발 전위(CAEP)를 통합하였습니다. 모든 측정 지표는 시간 의존적 유의미한 개선을 보였으며(p < 0.001), IT-MAIS와 CAP는 활성화 후 3개월 이내에 급격히 증가했고, 이어서 음성 인식과 이해력 향상을 반영하여 MESP와 SIR이 점진적으로 증가했습니다. 다중 회귀분석 결과, 3개월 CAP는 12개월 SIR 결과와 유의한 연관이 있었으며(β = 0.201, p = 0.010), 분산의 26.6%를 설명하여 초기 청각 이해와 이후 표현 언어 발달 간의 계층적 관계를 뒷받침하였다. 더불어, CAEP에서 P1 지연 단축은 더 높은 SIR 점수(r = 0.275, p = 0.028)와 상관관계가 있어, 행동 회복의 신경 메커니즘으로서 피질 가소성을 뒷받침합니다. 대부분의 청각 및 언어 지각 측정에서 그룹 간 유의미한 차이는 관찰되지 않았습니다. 그러나 12개월 때 SIR 점수는 정상적인 달과 우 해부학을 가진 아이들에서 다소 높았다. 전체 발달 경로는 그룹 간 유사성을 유지하여, 기능적 청각 경험이 재활 결과에 중요한 역할을 함을 시사합니다. 이 발견들은 초기 청각 통합이 이후 발언 결과와 연관되어 있음을 시사하는 종단적 행동 및 전기생리학적 증거를 제공합니다. 제안된 다중 모달 프레임워크는 청각-음성 경로 모니터링과 소아 인공지능 사용자들의 개별화 재활을 안내하기 위한 재현 가능하고 근거 기반의 접근법을 제공합니다.

Introduction

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인공와우 이식(CI)은 중증에서 심도 감각신경성 난청을 가진 아동에게 가장 효과적인 중재법으로 부상하여 소리 접근성을 회복하고 언어 발달의 기초를 마련합니다1. CI를 통한 초기 청각 자극은 환경 소리의 지각뿐만 아니라 음성 이해, 인지 성장, 사회적 의사소통에 필수적인 신경 연결 형성도 촉진합니다2. 전 세계적으로 소아 이식 프로그램의 급속한 확장으로 많은 청각 장애 아동들이 거의 정상에 가까운 청각 및 언어 이정표를 달성할 수 있었습니다3. 그럼에도 불구하고, 특히 선천성 내이 기형이 있는 영아의 경우 임플란트 후 결과에는 개인별 큰 변동성이 존재합니다. 청각 및 언어 발달의 종단 경로를 이해하고 기능 회복을 예측하는 신경 및 행동 지표를 규명하는 것이 소아 청각 신경과학의 핵심 목표가 되었습니다.

인공인기(CI)를 통한 청력 회복이 즉시 자연스러운 음성 인식이나 발음으로 이어지지는 않습니다. 대신 청각 및 언어 회복은 신경 가소성, 감각 피드백, 구조화된 청각-언어 재활을 통해 점진적으로 이루어집니다. 이 과정을 평가하려면 청력 임계값에만 의존하지 않고 실제 세계의 의사소통을 포착하는 포괄적인 행동 지표가 필요합니다. 검증된 척도 중 유아-유아 의미 청각 통합 척도(IT-MAIS)는 자발적 청취 행동과 부모의 일일 청각 반응 관찰을 평가합니다; 단음절-트로치-다음절 단어 검사(MESP)는 통제된 언어 자극 하에서 초기 음성 인식을 측정합니다; 청각 수행 범주(CAP)는 환경 소리 인식부터 대화 이해에 이르기까지 청각 이해 수준을 정량화합니다; 음성 명료성 등급(SIR)은 낯선 청취자가 말을 얼마나 명확히 이해하는지 평가합니다. 7. 이 도구들은 청각 인식에서 음성 명료성으로의 전환을 구분하여 임상의가 발달 이정표를 추적하고 개별 개입의 도움이 될 수 있는 아동을 식별할 수 있도록 합니다.

이 척도를 사용한 대부분의 이전 연구들은 횡단면적이었으며, 청각 또는 말하기 능력의 귀중한 스냅샷을 제공했으나, 수개월과 수년에 걸쳐 일어나는 역동적 진행 상황을 반영하지 못했습니다. 종단 분석은 이식 이후 감각, 언어, 인지 성숙의 시간적 순서를 밝히는 데 더적합하다. 증거에 따르면 청각 능력은 활성화 후 첫 6–12개월 이내에 가장 빠르게 향상되며, 그 다음으로 복잡한 언어 및 언어 기능에서 느린 향상이 나타난다고 합니다11. 그러나 초기 청각 통합이 이후 음성 명료도를 어느 정도 예측하는지는 불규칙한 추적 간격, 작은 표본 크기, 평가 도구의 변동성 등으로 인해 완전히 이해되지 않았습니다12. IT-MAIS, MESP, CAP, SIR 등 네 가지 척도를 통합한 포괄적인 종단 데이터는 드물며, 특히 만다린과 같이 음조 정보가 어휘적 의미를 지니고 독특한 지각 요구를 요구하는 비서구 언어 맥락에서는 더욱 그렇다13.

만다린 언어 환경은 음높이와 운율 지각이 말하기 이해에 얼마나 중요한지 더욱 강조합니다. 인공와우 프로세서는 제한된 스펙트럼-시간적 미세 구조를 전송하기 때문에, 소아 인공와우 사용자는 만다린 의사소통에 필수적인 음조 변화와 감정 운율을 해독하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다 14,15,16. 이러한 지각적 도전은 특히 청각 감정 처리가 사회적 유대감과 언어 습득에 기여하는 어린 시절에 특히 중요합니다17. 중국에서는 청각 장애가 아동 사이에서 가장 흔한 감각 장애로 남아 있으며, 조기 진단과 개입을 개선하기 위해 대규모 국가 선별 및 인공와우 이식 프로그램이 시행되고 있습니다18, 19, 20. 이러한 발전에도 불구하고 재활 결과에는 상당한 변동성이 남아 있어 청각 및 언어 발달을 객관적으로 정량화할 수 있는 표준화된 종단 평가 체계의 필요성을 강조합니다21. 동시에, 전기생리학적 연구들은 피질 청각 영역이 이식 후 빠른 기능 재조직을 겪으며, 피질 청각 유발 전위(CAEP)와 같은 측정이 행동 청각 수행과 상관관계가 있음을 보여주었다 22,23,24,25. 따라서 행동 및 신경생리학적 지표를 통합하면 청각 재활과 그 신경 메커니즘에 대한 보다 포괄적인 이해를 제공할 수 있습니다.

소아 인공와우 이식에 상당한 진전이 있었음에도 불구하고, 청각-음성 발달에 관한 여러 핵심 질문은 여전히 해결되지 않았습니다. 이전 연구들은 인공와우 결과를 평가하는 데 자주 의존했는데, 이는 초기 청각 인식과 이후 음성 명료도를 연결하는 동적 경로를 포착하는 데 제한적이었습니다 10,14,26,27. 더불어, IT-MAIS, CAP, MESP, SIR 등 일반적으로 사용되는 평가 척도 간의 관계는 특히 만다린과 같은 성조 언어 환경에서 통합된 종단적 틀 내에서 거의 다뤄지지 않았습니다. 이러한 한계를 해결하기 위해 본 연구는 네 가지 상호 보완적 행동 척도를 통합한 표준화된 종단 평가 프레임워크를 적용하여 인공와우 이식 후 첫 해의 청각 및 언어 발달을 체계적으로 추적합니다. 구체적으로, 본 연구는 소아 CI 사용자의 발달 경로를 설명하는 다차원 종단 데이터셋을 제공하고, IT-MAIS, CAP, MESP, SIR 점수 간의 상호관계를 조사하여 초기 청각 수행이 이후 음성 명료도를 예측하는지 판단하고, 음조 및 운율적 단서가 추가적인 지각 도전을 일으키는 만다린 사용 인구 집단 내에서 이러한 패턴을 평가합니다.

우리는 청각 및 언어 결과가 활성화 후 첫 몇 달 동안 급격한 개선이 나타나고 점진적으로 안정화되는 비선형 성장 패턴을 보일 것이라고 가설을 세웁니다. 또한 초기 IT-MAIS와 CAP 성능이 청각 입력 처리와 음성 출력 정제화 간의 계층적 연계를 반영하여 이후 MESP 및 SIR 향상과 양의 상관관계를 보일 것이라고 가정합니다28. 이러한 관계를 명확히 하면 프로그램 간격, 치료 강도, 부모 상담에 관한 임상 의사결정을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 이 종단 데이터셋에서 도출된 발달 기준 곡선 설정은 CI 효능 평가와 재활 전략 맞춤화에 실질적인 기준점이 될 수 있습니다29.

이 네 가지 상호 보완적인 행동 척도를 종단 설계에 적용함으로써, 본 연구는 소아 인공와우 이식 환자에서 초기 청각 지각과 이후 음성 이해력 사이의 발달 경로를 특성화하는 것을 목표로 합니다. 이러한 종단적 기준 패턴을 확립하는 것은 개별화된 청각-언어 재활 전략을 안내하는 데 도움이 될 수 있습니다.

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Protocol

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윤리 선언
인간 참여자가 포함된 모든 절차는 기관 및 국가 연구 지침과 헬싱키 선언에 따라 수행되었습니다. 이 연구는 후난성 어린이병원 기관심사위원회의 승인 번호 KYSQ2023-312로 헬싱키 선언에 따라 수행되었습니다. 등록 전에 모든 참가자의 부모 또는 법적 보호자로부터 서면 동의를 받았습니다. 모든 방법은 인간 연구 윤리에 관한 기관 지침을 준수하였으며, 분석 전 모든 데이터는 익명화되었습니다.

연구 개요 및 설계
이 프로토콜은 착상 후 첫 해 동안 소아 CI 수혜자의 청각 및 언어 수행 능력을 평가하기 위해 설계된 종단적 관찰 연구를 설명합니다. 이 연구는 영유아-유아 의미 있는 청각 통합 척도(IT-MAIS), 청각 수행 범주(CAP), 단음절-음절-다음절 단어 검사(MESP), 음성 이해도 평가(SIR) 등 네 가지 검증된 행동 평가 척도를 통합하여 소아 인공와우 이식 시술자의 청각 및 언어 발달 평가에 널리 사용되어 왔습니다 7,30,31,32. 각 참가자는 여섯 개의 주요 시점에서 구조화된 평가를 받습니다: (1) 수술 전 기저선(착상 1개월 전), (2) CI 활성화 시점("스위치-온"), (3) 활성화 후 1개월, (4) 활성화 후 3개월, (5) 활성화 후 6개월, (6) 활성화 후 12개월 후. 이식 후 추적 관찰마다 인증된 청각학자와 언어치료사가 각 참가자의 임상 하위 유형을 눈가리게 하여 표준화된 청각 및 언어 검사를 실시합니다. 그림 1은 워크플로우의 회로식을 제공합니다.

참가자 모집 및 자격
포함 기준
양측 중증에서 심각한 감각신경성 난청을 가진 1세에서 5세 사이의 어린이들로 단측 인공와우 이식이 예정되어 있었습니다. 모든 후보자는 소아 인공지능 후보자에 대한 국가 기준을 충족했으며 다음 특징을 보였습니다: 1) 청력 손실 외에 추가적인 발달, 인지 또는 운동 장애가 없음. 2) 양측 청력 임계값이 <15 dB HL 차이 있음. 3) 수술 전 T1 가중 MRI에서 정상 뇌 형태. 4) 수술 후 X선 영상 및 임피던스 검사로 전극 전체 삽입이 확인됨. 5) 부모가 1년간 예정된 추적 방문에 대한 의향.

제외 기준
어린이는 다음과 같은 경우를 제외했습니다: 1) 이전에 이과 수술을 받은 경우; 2) 신경학적 동반 질환이 있는 진행성 또는 증후성 난청; 3) 행동 검사를 방해하는 심각한 시각 또는 운동 장애; 또는 4) 두 번의 연속 방문 이상으로 추적 관찰 손실. 총 64명의 참가자가 등록되었으며, 이 중 32명은 내이 기형, 32명은 나이와 성별에 따라 정상 달팽이 해부학을 가진 아동이었습니다.

수술 전 평가
인공와우 이식 전에 모든 참가자는 기초 청각 및 신경해부학적 프로필을 확립하고 수술적 적합성을 확인하기 위해 포괄적인 수술 전 평가를 받았습니다. 평가 프로토콜은 청각, 전기생리, 영상 검사와 발달 및 행동 선별 검사로 구성되었습니다.

청각 평가
순음 청력계(PTA)는 ISO 8253-1 기준에 따라 음향 처리된 부스에서 교정된 임상 청력계(예: 인터어쿠스틱스 AC40 또는 동등한 제품)와 이어폰을 삽입하여 수행했습니다. 공기 전도 임계값은 250 Hz에서 8,000 Hz 옥타브 주파수에서 측정되었습니다. 청각 뇌간 반응(ABR)은 정점(Cz), 동측 유양돌기, 이마 바닥에 위치한 표면 전극을 사용하여 기록되었습니다. 클릭 자극은 90 dB nHL로 반복률 21.1/s로 제시되었고, 반응은 평균 2,000회 스윕 이상으로 나타났습니다. 어린 아이들이나 비협조적인 아이들에서는 자연수면 또는 경미한 진정 상태에서 ABR 및 청각 정상 상태 반응(ASSR)이 관찰되었습니다. 중이 기능은 전도성 병리를 배제하기 위해 고막계법을 사용해 평가했으며, 왜곡 산물 이음향 방출(DPOAE)을 기록하여 외모세포 기능 장애를 확인하였습니다. 음성 감지 및 분별 임계값을 평가하기 위해 가능할 경우 음성 청력 검사를 수행하였습니다. 모든 측정값은 국제 표준(ISO 389-1)에 따라 보정되었으며, 청력 수준(dB HL) 데시벨 단위로 보고되었습니다.

전기생리학적 검사
청각 경로 완전성을 평가하기 위해, 경고막 돌출 자극을 사용하여 수술 전 전기적으로 유도된 청각 뇌간 반응(eABR)을 기록하였다. 자극 강도는 10 μA 단위로 점차 증가하여 명확한 V파가 관찰되었다. 기록 매개변수에는 100–3,000 Hz의 밴드패스 필터, 15ms 분석 시간, 평균 1,000회 이상의 스윕이 포함되었습니다. eABR은 온전한 달팽이신경의 존재를 확인했고, 전극 매핑의 생리학적 기초를 제공했습니다.

영상 평가
고해상도 측두골 컴퓨터 단층촬영(CT)과 자기공명영상(MRI)을 통해 달팽이관 해부학을 평가하고, 내이 기형을 확인하며, 이식 전 달팽이관의 존재와 경로를 평가하였습니다. CT 영상은 0.5–0.6mm의 슬라이스 두께와 0.3mm의 재건 간격을 가진 다중 검출기 CT 스캐너를 사용하여 달팽이관, 전정관, 반고리관의 상세한 시각화를 제공하였습니다. 영상은 고해상도 뼈 알고리즘을 사용해 축 및 코로나 평면에서 재구성되었습니다. MRI 검사는 전용 헤드 코일을 사용해 3.0-T 스캐너로 실시되었습니다. 영상 프로토콜에는 내부 청관, 달팽이와우 및 주변 신경 구조를 시각화하기 위해 1mm 두께의 T1 가중 및 T2 가중 서열이 포함되었습니다. 또한, 32개의 확산 구배 방향(b = 1,000 s/mm2)으로 확산 텐서 영상(DTI)을 수행하여 청각 경로의 무결성을 평가하였습니다. DTI 트랙토그래피는 섬유 추적 알고리즘을 사용해 달팽이핵에서 일차 청각 피질로 이어지는 신경 연결을 매핑하는 데 사용되었습니다. 이 영상 검사는 결과 변수로서가 아니라 달팽이관의 무결성과 수술 적합성을 확인하기 위해 수행되었습니다. 모든 영상 데이터는 임상 정보에 눈이 가려진 두 명의 경험 많은 신경방사선 전문의가 독립적으로 검토하였습니다. 불일치는 합의를 통해 해결되어 진단 정확성과 달팽이 해부학의 일관된 분류를 보장하였습니다.

발달 및 행동 선별 검사
기초 인지 및 언어 능력은 연령에 맞는 발달 설문지와 보호자 인터뷰를 통해 평가하였습니다. 부모가 환경 소리 인식, 주의력, 의사소통 행동에 관한 보고를 기록하여 객관적인 검사 결과를 보완하였습니다. 전 세계 발달 지연이나 신경행동 장애가 있는 아동은 교란 효과를 최소화하기 위해 제외하였습니다.

수술 전 상담 및 준비
수술 전에 부모는 착상 절차, 잠재적 이점, 재활 기대에 관한 상세한 상담을 받았습니다. 청각학자와 언어치료사는 기기 활성화 후 조기 적응을 돕기 위해 수술 전 청각 훈련 세션을 제공했습니다. 수술 전 평가 중 수집된 모든 데이터는 종단적 추적 관찰을 위한 기준선 참조로 기록되었습니다.

인공와우 이식
모든 인공와우 이식은 표준화된 수술 프로토콜에 따라 경험 많은 이비인과 외과의에 의해 전신마취 하에 시행되었습니다. 원형 창문이나 달팽돌루 부위에 접근하기 위해 경유양돌 안면 후퇴법을 사용하여 완벽 고막에 전극을 삽입하고 달팽이 구조에 대한 외상을 최소화하였습니다. 유방돌출 절제술은 다이아몬드 버(직경 2–3mm)를 사용하는 고속 이과 드릴을 사용하여 연속 식염수 관개 하에 시행되었습니다. 안면 움푹 들어간 부분은 현미경 확대 확대(10×–20×)로 안면 신경과 고막신경 사이에 열렸습니다.

수술 절차
표준 피부 준비와 드레이핑 후, 귀방에서 약 2cm 뒤쪽에 후이리(후이리)절개가 이루어졌습니다. 유양돌기피질이 열리고, 현미경 유도 하에 고막과 얼굴신경 사이에 안면 구멍이 뚫렸습니다. 둥근 창문 벽감은 달팽이우 입구를 시각화하기 위해 조심스럽게 노출되었습니다. 해부학적 차이에 따라 전극 삽입은 둥근 창문막을 통해서나 원형 창문보다 앞쪽에 위치한 제한된 달팽이관루를 통해 이루어졌습니다. 전극 배열은 마이크로포셉을 사용하여 약 0.5–1 mm/s로 천천히 전진하여 달팽이관 내 외상을 최소화하였습니다. 수술 중 현미경 검사로 정확한 위치를 확인했으며, 수신기-자극기 패키지는 두개골 표면의 좁은 골막 주머니 안에 고정되어 이동을 방지했습니다. 상처는 흡수성 봉합사로 여러 겹으로 봉합되어 있었다. 모든 환자는 수술 전 정맥 주사 항생제 1회 투여와 수술 후 48시간 동안 지속적인 예방 치료를 받았습니다.

수술 중 모니터링
전극 기능과 청각 경로 완전성을 확인하기 위해 수술 중 전기적 유도 청각 뇌간 반응(eABR)과 신경 반응 텔레메트리(NRT)를 수행하였다. 자극 매개변수에는 상당 25μs의 2위상 펄스와 8μs 간의 간극이 포함되었습니다. 반응은 정점과 유양돌기 위치에 피하 전극을 사용하여 기록하였습니다. III파와 V파의 지연 시간과 진폭을 사용하여 적절한 신경 활성화를 검증했습니다. 임피던스 원격 측정도 수행하여 모든 전극 채널이 정상 작동 한계(1–15 kΩ) 내에 있는지 확인했습니다. 비정상적인 반응이 있으면 즉시 조사하여 전극 오위치 또는 부분 삽입을 배제하였다.

수술 후 관리 및 영상 촬영
모든 환자는 안면 신경 기능, 현기증 또는 상처 합병증에 대한 면밀한 모니터링과 함께 정기적인 수술 후 치료를 받았습니다. 전극 완전 삽입 확인과 전극 휘기 또는 이동을 배제하기 위해 24시간 이내에 컴퓨터 단층촬영(CT)을 시행하였습니다. 통증과 염증은 보존적으로 관리되었으며, 환자들은 수술 후 3일에서 5일 이내에 퇴원했습니다.

장치 활성화 및 초기 매핑
상처 치유와 전극 안정화를 위해 수술 후 약 4주 후에 초기 활성화('스위치-온')가 예정되었습니다. 장치 프로그래밍은 제조사의 임상 적합 소프트웨어를 사용하여 수행되었습니다. 행동 반응 또는 객관적 ECAP 측정을 통해 각 전극 채널별로 임계값(T-level)과 편안한 음량(C-level)을 결정하였다. 자극 속도는 초당 900회로 설정되었고, 동적 범위는 약 40–60 임상 단위로 조정되었습니다. 개별 전극 역치(T-level)와 편안한 음량(C-level)은 행동 피드백과 전기적 유발 복합 활동전위(ECAP)와 같은 객관적 측정을 통해 확립되었습니다. 기본 주파수 할당표가 적용되어 전체 음성 스펙트럼(125–8,000 Hz)을 포함했습니다. 다이내믹 레인지는 여러 세션에 걸쳐 미세 조정되어 최적의 청각성과 편안함을 보장했습니다. 부모들은 초기 적응 단계에서 집에서 청각 반응을 관찰하고 보고하도록 훈련받았습니다.

안전 및 품질 보증
모든 수술 및 프로그래밍 단계는 인공와우 안전성에 관한 국제 표준을 따랐습니다. 수술 과정 내내 동일한 수술팀과 청각학 직원이 시술의 일관성을 보장하기 위해 유지되었습니다. 각 추적 관찰 세션에서 장치 성능과 전극 무결성을 재점검했으며, 매핑 조정 사항은 종단 분석을 위해 문서화되었습니다.

종단적 추적 평가
모든 참가자는 초기 장치 활성화 후 1, 3, 6, 12개월에 체계적인 종단적 추적 평가를 받았습니다. 각 평가는 소음 처리된 부스에서 통제된 조건(주변 소음 < 30 dB SPL)에서 수행되었습니다. 동일한 청각학자와 언어병리학자가 모든 세션을 진행하여 방법론적 일관성을 확보하고 평가자 간 변동성을 줄였습니다. 후속 검사 검사는 IT-MAIS, MESP, CAP, SIR이라는 네 가지 검증된 행동 척도로 구성되어 시간에 따른 청각 인식, 음성 인식, 음성 명료도를 정량화하도록 설계되었습니다.

영유아-유아 의미 청각 통합 척도(IT-MAIS)
IT-MAIS는 자발적 청취 행동과 일상생활에서의 청각 경험 통합을 평가하는 12개 문항으로 구성된 구조화된 부모 인터뷰로 시행되었습니다. 각 응답은 5점 척도(0 = 절대 안 되고, 4 = 항상 )로 평가되어 최대 점수는 48점이었다. 인터뷰는 편향을 피하기 위해 표준화된 대본을 따르는 훈련된 검사관들이 진행했습니다. 높은 점수는 청각 인식과 음향 구별력이 향상되었음을 나타냅니다. IT-MAIS는 1개월 및 3개월 세션에서 주로 활성화 후 초기 청각 발달을 포착하기 위해 강조되었습니다.

청각 수행 범주(CAP)
CAP 척도는 0(소리 인식 없음)에서 9(낯선 사람과의 전화 통화)까지 기능적 청각의 계층적 평가를 제공했습니다. 각 아동의 CAP 수준은 일상 청취 활동에 대한 직접 관찰과 보호자 보고를 바탕으로 결정되었습니다. 각 추적 관찰 시점마다 평가가 수행되었습니다. CAP 수준의 종단적 증가는 실제 환경에서 청각 이해 및 음성 이해 향상의 지표로 해석되었습니다.

단음절-트로치-다음절 단어 검사(MESP)
음성 인식은 단음절-트로치-다음절 단어 테스트의 만다린 버전을 사용해 평가되었습니다. 이 검사는 음절 구조와 강세 패턴이 다른 12개의 단어로 구성되며, 65 dB SPL의 오픈 세트 형식으로 제시됩니다. 아이들은 먼저 시각적 단서에 대한 짧은 친숙한 세션을 거친 후, 청각만을 대상으로 한 테스트를 진행했습니다. 정확한 식별은 1점으로 평가되었고, 총 정확도(%)가 계산되었습니다. MESP 검사는 3개월 방문 시 도입되었고, 6개월 및 12개월 세션에서 반복되어 점진적 음성 인식 능력을 평가하였습니다.

음성 명료성 등급(SIR)
SIR은 음성 생성과 명료도를 측정하는 데 사용되었습니다. 평가는 5점 서수 척도(1 = 이해 불가, 5 = 낯선 청취자에게 이해 가능)로 이루어졌습니다. 음성 샘플은 보호자와의 자발적 대화 중에 수집되었고, 두 명의 맹인 평가자가 독립적으로 평가하였습니다. SIR은 아동이 일관된 언어 출력을 보일 때 도입되었으며, 보통 6개월 평가 이후로 이루어졌습니다. 12개월 점수는 표현 언어 수행의 주요 결과 척도로 간주되었습니다.

테스트 환경 및 표준화
모든 테스트는 참가자 앞 1미터 지점에 위치한 보정된 자유장 스피커를 사용해 음향장 환경에서 수행되었습니다. 프레젠테이션 레벨은 65 dB SPL로 고정되었으며, 각 세션 전에 음량계로 확인되었습니다. 아이가 피로나 주의 부주의를 보일 경우 즉시 검사를 중단했습니다. 보호자들은 아이의 불안을 줄이기 위해 동행할 수 있었으나, 지시를 제공하지 말라는 지시를 받았습니다. 재현성을 보장하기 위해 평가자들은 평가자 간 신뢰도 교육을 받아 평가 세션 전반에 걸쳐 학급 내 상관계수(ICC)> 0.9를 달성했습니다.

데이터 기록 및 품질 관리
모든 원시 점수는 기관 청각 재활 데이터베이스에 전자적으로 기록되었습니다. 누락된 데이터나 불일치는 임상 기록과 교차 검증하였습니다. 각 개인별로 진행 경로를 그래프로 작성하고, 그룹 단위 추세 분석을 위해 평균값을 계산하였습니다. IT-MAIS, CAP, MESP, SIR 평가의 결합은 초기 소리 인식부터 기능적 언어 의사소통에 이르기까지 청각-음성 발달을 포괄적으로 추적할 수 있게 했습니다. 각 행동 척도에 대한 상세한 평가 절차와 평가 기준은 보충표(보충표 1, 보충표 2, 보충표 3, 보충표 4)에 제공되어 프로토콜의 다른 임상 환경에서의 재현을 용이하게 합니다.

통계 분석
모든 통계 분석은 SPSS Statistics(버전 26.0; RRID:SCR_016479) 및 GraphPad 프리즘(버전 9.0; RRID:SCR_002798). 데이터는 SPSS로 가져와졌고, 종단 비교는 일반 선형 모델 메뉴 내 반복 측정 분석을 사용해 수행되었습니다. 모든 시점의 데이터는 표준화된 데이터베이스에 수집되었고, 정확성과 일관성을 보장하기 위해 두 명의 분석가가 독립적으로 검증했습니다. 모든 양측 검정에서 p-값 < 0.05는 통계적으로 유의미한 것으로 간주되었습니다. 연속 변수는 표준편차(SD)±± 평균 변수로, 범주 변수는 빈도와 백분율로 표현되었습니다. 정상성은 샤피로-윌크 검정을 사용하여 평가되었습니다. 이상치는 박스플롯과 통계적으로 z-점수를 사용하여 시각 선별되었으며; ±± SD를 초과하는 값은 모수 분석에서 제외하였다. 누락된 데이터(< 5%)는 완전히 무작위로 누락된 경우 평균 보정(MCAR)을 사용하여 처리되었습니다.

주요 결과 지표는 각 추적 시점(1, 3, 6, 12개월)에서의 IT-MAIS, CAP, MESP, SIR 점수였습니다. CAP와 SIR은 서열 척도이지만, 이 도구들이 다중 순서 범주를 포함하고 인공와우 결과 연구에서 준연속 측정으로 널리 다뤄져 있어 매개변수 모델에서 연속 변수로 분석되었습니다. 견고성을 보장하기 위해 스피어먼의 랭크 상관을 이용한 추가 비모수 분석도 수행하여 모수적 결과와 일치하는 결과를 도출했습니다. IT-MAIS, CAP, MESP, SIR은 서열 척도이지만, 종단 분석에서는 연속 변수로 취급되었으며, 이는 이전 인공와우 결과 연구에서 검증된 임상 척도에 모수 통계 방법을 적용한 것과 일치합니다. 시간에 따른 청각 및 음성 성능 변화는 분산 반복 측정 분석(ANOVA)과 그린하우스-가이서 보정을 사용하여 구형 가정(Mauchly 검정)이 위반될 때 분석되었습니다. 연속 방문 간 사후 쌍별 비교를 Bonferroni 조정법을 사용하여 다중 검사를 통제하였습니다. 각 모델의 효과 크기는 부분 에타제곱으로 보고되었으며, 0.01, 0.06, 0.14는 각각 작은, 중간, 큰 효과로 해석되었습니다.

청각 지각과 음성 생성 간의 관계를 탐구하기 위해, 각 시점에서 IT-MAIS, CAP, MESP, SIR 점수 간 피어슨의 상관계수 (r)를 계산했습니다. 서수 측정에 대한 결과의 견고성을 확인하기 위해 스피어먼의 랭크 상관을 이용한 병렬 분석도 수행되었다. 상관관계 강도는 약한(r < 0.3), 보통(0.3 ≤ r < 0.7), 강(r ≥ 0.7)로 분류되었습니다. 또한, 스피어먼의 순위 상관은 서수 데이터나 비정규 분포 변수에 적용되었습니다. 결과는 히트맵과 산점플롯, 선형 회귀 추세선을 사용하여 청각 영역과 음성 영역 간의 시간적 결합을 시각화하였습니다.

12개월 SIR 결과의 초기 예측 인자를 규명하기 위해 단계별 다중 선형 회귀 분석이 수행되었습니다. 독립 변수로는 1개월 및 3개월 시의 IT-MAIS 및 CAP 점수, 착상 연령, 성별, 내이 기형 유무가 포함되었습니다. 분산 인플레이션 계수(VIF) 값은 다중공선성을 확인하기 위해 계산되었으며(VIF < 5는 허용 가능하다고 여겨집니다). 모델 성능은 조정된 R2 와 표준화된 베타 계수(β)를 사용하여 평가하였습니다.

예측 정확도는 추가로 1명 제외 교차 검증(LOOCV)을 통해 평가되었으며, 잔여 플롯을 검토하여 선형성과 동등분포성을 확인하였다.

참가자들은 내이 기형을 가진 그룹과 정상적인 달팽이와우 해부학을 가진 그룹의 두 하위 그룹으로 층화되었습니다. 독립 표본 t 검정(또는 비모수 데이터에 대한 Mann-Whitney U 검정)은 각 추적 관찰 간격에서 그룹 간 청각 및 음성 점수를 비교했다. 그룹과 시간 간의 시간적 상호작용은 양방향 반복 측정 ANOVA를 사용하여 평가하였습니다.

추적 방문 중 전기생리학적 검사를 성공적으로 완료한 64명 참가자 중 25명은 CAEP 기록을 제공하였습니다. 안정적인 기록 상태를 유지하지 못하는 어린 아이들은 전기생리학적 분석에 포함되지 않았습니다. 이들 참가자의 경우 잠복 및 진폭 매개변수(P1, N1, P2)를 IT-MAIS, CAP, SIR 점수와 상관관계하여 피질 가소성 패턴을 조사하였습니다. CAEP 기록이 있는 참가자와 없는 참가자 간의 기초 인구통계학적 특성을 비교하여 잠재적 선택 편향을 평가하였습니다. CAEP 지연 감소와 행동 개선 간의 연관성은 선형 혼합 효과 모델을 사용하여 대상자 내 반복 측정을 고려하여 검증하였습니다.

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Results

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참가자 특성
인공와우 이식 후 12개월 추적 관찰을 완료한 전학년 청각 아동 총 64명이 완료되었으며, 이 중 32명은 내이 기형, 32명은 정상 와우 해부학을 가지고 있었습니다. 성별(남성/여성)과 보형물 쪽(좌우)은 그룹 간에 균등하게 분포되어 있었으며(χ2 = 0.00, p = 1.00), 활성화 시점의 평균 연령은 기형군과 정상군 간에 유사했으며(3.27 ±± 0.94 대 3.32 ±± 0.92년; t = -0.269, p = 0.789). 상세한 기초 특성은 표 1에 제시되어 있습니다. 수술적 접근법과 관련해서는, 46명의 참가자는 원형 창을 통해 전극 삽입을, 18명은 수술 중 해부학적 노출에 따라 제한된 달팽굴관루를 통해 시행되었습니다. 또한 수술 전 진단 평가를 통해 인공와우 적합성 및 신경 경로 무결성을 확인하였습니다. 모든 참가자는 청각 검사에서 중증에서 심한 감각신경성 청력 손실을 보였습니다. 돌출 자극 검사와 수술 중 전기...

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Discussion

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이 종단 연구는 소아 인공와우 이식 시술자의 청각 및 언어 발달을 IT-MAIS, CAP, MESP, SIR의 네 가지 보완적 행동 척도를 사용하여 특성화하였습니다. 결과는 활성화 후 빠른 초기 개선과 점진적 안정화가 이어지는 비선형 회복 궤적을 보여줍니다. 행동 영역 전반에 걸친 개선은 순차적으로 이루어졌는데, 초기 청각 인식(IT-MAIS)이 환경적 청각 이해(CAP)보다 먼저 나타났고, 그 다음에는 음운 구별(MESP), 그리고 궁극적으로 더 명확한 음성 출력(SIR)이 이어졌습니다. 이러한 진행은 청각 피질 가소성 이론과 일치하며, 초기 감각 입력이 고차원 언어 처리에 필요한 신경 표상 발달을 촉진할 수 있음을 시사합니다.

또 한 가지 주목할 점은 이 집단에서 청력 진단 연령(약 1년)과 인공와우 이식(약 3년)이 비교적 늦게 관찰되었다는 점입니다. 청각-언어 결과를 극대화하기 위해 일반적으로 조기 착상이 권장되...

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Disclosures

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모든 저자는 공개할 것이 없습니다.

Acknowledgements

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이 연구는 후난성 자연과학재단 의료보건산업공동기금 프로젝트(보조금 번호 2024JJ9343)의 지원을 받았습니다.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
흡수성 봉합사 (Vicryl 4-0)에티콘 (존슨 & 존슨)비크릴-4-0-V392H층층 연조직 폐쇄; 흡수성 꼬임 폴리글락틴 910.
어도비 일러스트레이터어도비 주식회사 (미국)2023년 (v27.5.1)최종 도형 조립 및 저널별 라벨링.
알코올 면봉 (70% IPA)BD (벡턴, 디킨슨 앤 컴퍼니)ALC-70%-면봉전극 삽입 전과 제거 후 피부 세척.
교정된 음량계 (Type 2250)브르듵울; 엘 & Kjæ r (덴마크)2250-SLM행동 검사를 위한 음향장 출력의 현장 보정.
CAP (청각 수행 범주)코클리어 주식회사 / 노팅엄 그룹출판 연도: 2001년; 개정: 2004계층적 청각 수행 척도; 임상가 등급; 1, 3, 6, 12개월에 사용했습니다.
클로르헥시딘 글루코네이트 0.5% (피부 준비)상하이 리캉 (중국)CHG-0.5%-스킨프렙수술 전 수술 부위의 피부 소독; 기관 프로토콜에 따라 적용됩니다.
임상 청력계 (AC40)인터어쿠스틱스 (덴마크)AC40순음 청력계와 음장 내 휘틀림 음; ANSI S3.6 준수.
인공와우 내부 장치 (HiRes Ultra 3D)어드밴스드 바이오닉스 (미국)HiRes-Ultra-3D내부 CI 수신기와 ndash; 모든 참가자에게 자극기와 전극 배열을 이식했습니다.
전도성 전극 젤/페이스트파커 연구소 (미국)긴장감 15-25전극과 전극을 줄이고; 전기생리학 기록 중 피부 임피던스.
CT 스캐너 (소마톰 정의 AS)지멘스 헬시니어스 (독일)소마톰-디프-AS전극 시각화를 위해 임상적으로 적합할 경우 측두골/내이 CT를 시행합니다.
일회용 EEG 전극 (Ag/AgCl)암부 (덴마크)블루센서 NCAEP/eABR 획득을 위한 표면 전극; 소아 크기; CHG로 피부 준비를 했습니다.
eABR/CAEP 기록 시스템 (SmartEP)인텔리전트 히어링 시스템, IHS (미국)SmartEP v3.90eABR 및 CAEP 획득을 위한 전기생리학 플랫폼; 소아과 환경.
전극 캡 (소아 크기)이지캡 (독일)E-32-PEDCAEP 획득 시 표준화된 두피 배치를 위한 선택적 캡.
윤리 승인 ID서화성 병원 윤리 위원회KYSQ2023-312승인된 인간-피험자 프로토콜; 법적 보호자로부터 사전 동의를 받았습니다.
외부 음성 처리기(Naí da CI Q90)어드밴스드 바이오닉스 (미국)나이다-CI-Q90이식된 장치와 페어링된 외부 프로세서; 임상 지도에 따른 프로그래밍.
자유장 스피커 시스템 (FF-70)인터어쿠스틱스 (덴마크)FF-70CAP/MESP 테스트 중 보정된 자극의 음향장 제시.
그래프패드 프리즘그래프패드 소프트웨어 (미국)버전 10.0과학적 그래프 작성; mean± SD 오류 표시; 출판을 위해 PDF/TIFF로 내보내세요.
고속 이과 드릴 시스템스트라이커 (미국)코어-드릴-5400피질 유방돌기 절제술과 후방 고막 절제술; 호환 가능한 이과 버.
임피던스/팀파노메트리 시스템 (타이탄)인터어쿠스틱스 (덴마크)타이탄중이 상태 평가(고막측정/ART) 이식 전후 검사.
이어폰 삽입 (ER-3A)어원 연구 (미국)ER-3A전기생리학 및 행동 검사를 위한 공기 전도 자극 전달; 보정된 상태였다.
IT-MAIS (Infant– 유아용 의미 청각 통합 척도)노팅엄 대학교 (영국)출판 연도: 1998년; 만다린 각색: 2008부모가 보고한 청각 행동; 1, 3, 6, 12개월에 사용; 훈련된 청각학자들이 시행합니다.
리도카인 1% (국소 마취제)쓰촨 커룬 제약(중국)LIDO-1%-10ML절개/봉합 전 절개선에서 국소 침윤; 소아 마취 당당의 용량.
MATLAB매스웍스 (미국)R2023aCAEP 파형 추출 및 지연 추정을 위한 신호 처리.
의료용 테이프(저자극성 테이프)3M (미국)마이크로포어 1530-1녹음 중 전극과 케이블을 고정합니다; 소아용 피부 친화적.
MESP (만다린 초기 음성 인식 검사)CAS 심리학 연구소 (중국)개봉 연도: 2008소아 인공지능 사용자용 음성 인식(폐쇄 세트); 3개월, 6개월, 12개월 때 검사를 받았어요.
마이크로 기기 세트 (이학)아스쿨랍 / B. 브라운OT-마이크로셋표준 중이/중이/인공 마이크로 기기 세트(엘리베이터, 흡인기, 픽).
MRI 스캐너 (3.0 T, MAGNETOM Skyra)지멘스 헬시니어스 (독일)스카이라-3T수술 전 내이 해부학 및 수술 후 감시; DTI는 표시 시 적용됩니다.
작동 현미경 (OPMI PENTERO)자이스 (독일)오프미-펜테로유선돌 절제술 및 안면 진입 시 미세수술 시각화.
포비돈– 요오드 10% (피부 준비)베타딘 / 문디파마 (싱가포르)PVP-I-10%-스킨피부와 커튼에 대한 대체/보조 외과적 소독제; 중이 오염을 피하세요.
파이썬 (matplotlib/numpy/scipy)파이썬 소프트웨어 재단파이썬 3.10; matplotlib 3.8; 스키피 1.11맞춤형 플롯 및 통계; 재현 가능한 도형 생성 (그림 2 & 대시; 5).
R (타이디버스)R 코어 팀R 4.3.1; 타이디버스 2.0민감도 분석 및 플롯; 상관관계 히트맵; 재현 가능한 대본들.
SIR (음성 명료성 등급)유니버시티 칼리지 런던 (영국)출판 연도: 19975단계 글로벌 음성 명료도 척도; 6개월과 12개월 때 임상가 등급.
스킨 프렙 연마 젤누프렙 (위버 앤 컴퍼니, 미국)10-30g 튜브피부를 준비해 달성 & 5 kΩ 두피 녹음용 임피던스.
SPSS 통계IBM (미국)버전 27.01차 통계 분석(RM-ANOVA, t-검정, 그리고 Chi; ², 회귀); 윈도우 10 환경입니다.
멸균 식염수 용액 (0.9%, 500 mL)백스터 헬스케어 (미국)SAL-0.9%-500ML수술 필드 및 전극 배열의 관개; 착상 및 상처 치료 시 사용됩니다.
멸균 수술용 커튼 및 가운3M / 카디널 헬스스테리-드레이프-페드인공중추 수술 중 멸균 필드를 유지함; 어린이용 커튼과 가운.

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