INTRODUCTION
인간은 20에서 20,000 Hz의 주파수의 소리를 들을 수 있다. 인간의 가청주파수는 상당히 넓은 범위에 걸쳐 있지만 전통적인 또는 표준 순음 청력 검사는 125 Hz에서 8 kHz까지의 주파수만을 평가한다[1,2]. 표준 순음 청력 검사에서의 주파수 범위는 말소리 또는 어음의 지각에 있어 중요한 정보를 제공한다. 말 또는 어음의 지각에서 모음은 주로 저주파수의 비교적 높은 강도의 에너지를 가지고 있는 반면 자음은 고주파수의 낮은 강도의 에너지를 가진다. 이 관습적인 주파수 범위에 말소리 지각에 중요한 어음바나나(speech banana)가 포함된다. 관습적인 주파수 범위(125~8,000 Hz)에서 청력 역치가 정상(25 dB hearing level, HL)보다 높은 청력 역치를 난청이라 한다. 난청의 유형, 정도, 형태는 전통적인 주파수 범위에 의해 결정된다.
최근 연구에는 전통적인 또는 표준 주파수 영역을 넘어서는 8,000 Hz에서 20,000 Hz의 초고주파수(extended high frequency, EHF)에서의 청력 역치에 대한 관심이 증가되고 있다. 그동안 “숨겨진 주파수 대역”으로 불리던 초고주파수 대역이 난청의 조기 발견과 관리에 중요한 단서를 제공할 수 있다는 연구들이 보고되고 있다[1]. 관습적인 주파수의 청력 역치와 비교해 볼 때 초고주파수의 청력 역치는 일찍 손상되고 손상되면 손상의 정도가 관습적인 청력 역치보다 상당히 크다. 즉 관습적인 주파수의 청력 역치가 정상임에도 불구하고 초고주파수의 청력 역치는 이미 높아져 있는 경우가 많다는 것이다. 이러한 초고주 파수의 청각 역치는 연령과 성별, 중이 질환, 이독성 약물, 및 소음 노출과 같은 다양한 변인들에 영향을 받을 수 있다.
초고주파수의 청력은 연령과 성별에 의해 크게 영향을 받는데 건강한 성인 270명을 대상으로 9~20 kHz의 초고주파수 청력을 측정한 한 연구는 연령이 증가함에 따라 모든 초고주파수의 청력 역치가 상승하였고 특히 16 kHz 이상의 주파수에서 상승폭이 가장 높았다는 것을 보고했다[3]. 특히 20대의 초고주파 수의 평균 청력 역치가 20 dB HL 이하, 40대에서는 30~40 dB HL, 60대에서는 50~60 dB HL로 증가하였고 연령이 증가할수록 20 kHz에서 반응률이 급격히 감소하거나 중년 이후에는 20 kHz의 반응을 얻기 힘들다고 보고하였다[3]. 이것은 초고주파수 청력손실이 노인성 난청의 주요한 특징임을 나타낸다. 즉 노인성 난청은 초고주파수 대역에서 청력 저하가 가장 먼저 나타내는 특징을 보인다. 다른 연구는 청소년 초고주파수의 난청률을 17%로 보고하였다[4]. 그리고 남성이 여성에 비해 초고주파수의 청력 역치가 높고 연령증가에 따른 청력손실이 더 빠르게 진행되는데 이는 남성이 직업적으로 소음에 노출될 확률이 높기 때문이다.
초고주파수 난청은 중이염과도 상당한 관계가 있는데 모든 형태의 중이염은 중이강 내 박테리아 내독소(bacterial endotoxins)가 와우의 정원창(round window)을 통해 전달되면서 와우의 기저부에 위치한 외유모세포(outer hair cells)가 손상되면서 초고주파수 대역의 청력손실을 유발할 수 있다. 특히 초고주파수의 청력손실은 중이염의 중증도와 고막절개술(myringotomy) 시행 횟수와도 연관이 있으며 만성 중이염 병력이 있는 아동은 8 kHz 이상의 주파수에서 청력 역치가 평균 40~50세 성인의 청력과 유사하게 나타나는 것으로 보고되었다[5]. 비록 중이염이 완전히 회복되더라도 초고주파수의 청력은 영구적으로 손상될 수 있다[5]. 더불어 아미노글리코사이드계 항생제(aminoglycosides), 백금계열 항암제(platinum-based chermotherapeutic agents), 루프이뇨제(loop diuretics), 고용량 아스피린(high-dose aspirin)과 같은 이독성 약물도 초고주파수 청력손실에 영향을 줄 수 있는데 이중 아미노글리코사이드는 고주파수에서 시작하여 초고주파수 청력손실을 유발할 수 있으므로 이독성 약물에 대한 초고주파수 청력 모니터링은 조기 이독성 약물의 발견과 약물 조정에 유용하게 사용될 수 있다[6].
소음에 의한 초고주파수 청력손실의 특징은 소음의 특성과 밀접한 연관이 있는데 지속적인 광대역 소음은 와우 기저부 전체에 비교적 균등한 손상을 유발하지만 충격음(impulse noise)이나 특정 주파수가 강조된 소음은 해당 주파수에 상응하는 와우 부근에 국소적 손상을 유발한다. 한 선행 연구에서는 소음성 난청에 있어 관습적인 주파수와 초고주파수의 청각 역치를 비교했을 때 초고주파수의 청력 역치가 관습적인 순음 청력 검사의 주파수의 역치보다 더 높았다[7]. 특히 소음에 노출되지 않은 성인에게서는 14~16 kHz의 역치가 의미있게 높은 반면 소음에 노출된 성인은 9~18 kHz, 특히 16 kHz에서 더 높은 역치를 보였다[8]. 다른 연구에서는 민간 항공 조종사를 대상으로 초고주파수 청력을 측정한 결과, 모든 초고주파수 대역에서 높은 청력 역치를 보였는데 특히 9~16 kHz에서 평균 청력 역치가 높았으며 누적 소음 노출량이 많을수록 청력손실이 심했다[9]. 정상 청력을 가진 젊은 근로자를 대상으로 직업적 소음 노출의 특성을 살펴본 한 연구는 표준 청력 검사에서 정상 청력을 보였지만 초고주파수 청력 검사에서는 74%가 하나 이상의 초고주파수에서 청력손실을 보였다[10]. 더불어 사냥, 콘서트나 클럽 방문, 시끄러운 취미 활동과 같은 여가 활동도 초고주파수 청력손실에 영향을 미칠 수 있음을 보여주고 있다[11]. 이것은 초고주파수의 청력 역치가 표준 청력 검사의 청력 역치보다 소음성 난청에 더 민감하기 때문에 소음성 난청의 조기 진단의 도구로 활용될 수 있음을 시사한다.
위에 언급한 초고주파수의 청력 역치에 영향을 미치는 변인들 이외에도 현대인이 개인의 의사소통 채널의 도구로 사용되는 개인용 휴대폰에 연결된 이어폰 사용도 청각과 평형기관의 구형낭의 조기 상실의 위험을 유발할 수 있다[11]. 휴대폰과 연결된 이어폰 사용은 단순한 음악 감상을 넘어 학업과 자기 계발을 위한 공부, 건강을 위한 운동, 유튜브 시청, 및 대중교통 이용 등의 다양한 일상 활동으로 확대되고 있다. 대학생을 포함한 청년층에서 이어폰 사용은 일상화되어 있으며 사용 시간의 증가와 저연령층으로의 확산 경향이 뚜렷하다[12-14]. 대학생의 대다수가 매일 이어폰을 사용하는데 상당수가 하루 평균 3시간 이상 이어폰을 사용하는 것으로 보고되었다[13]. 이것은 이어폰 사용이 단순한 편의적 습관을 넘어 생활 전반에 깊숙이 자리 잡고 있음을 보여준다[12,15]. 이처럼 이어폰 사용의 보편화는 청력 건강 측면에서 잠재적인 위험을 수반한다. 이어폰 사용은 외부 소음에 대한 차폐 효과로 인해 장시간에 걸쳐 높은 음량의 노출을 유발할 수 있으며 이는 소음성 난청을 비롯한 청력손실을 가속화할 수 있다. 소음성 난청은 초기에는 자각하기 어려우나 3~6 kHz 대역에서 특징적인 역치 상승이 나타나며 누적될 경우 일상 대화와 교통 또는 콘서트 소음과 같은 환경적 소음 노출과 결합되면 의사소통에 실질적인 제약을 초래한다[16,17]. 특히 청년층에 서의 소음 노출은 청력손실의 조기 발현으로 이어질 수 있다는 점에서 학문적·임상적 관심이 높다. 일부 연구에 따르면 이어폰 사용을 줄이면 고주파수 청력이 회복될 수 있다고 하였다[18]. 고등학생의 평균 청취 수준이 특히 소음이 심한 환경에서 안전 기준을 초과할 수 있다는 연구 결과가 있는 등 선호하는 청취량 또한 중요한 요인이 된다[1,19,20]. 이는 안전한 이어폰 사용에 대한 대중의 인식과 가이드라인의 필요성을 강조한다고 하겠다.
이어폰 사용은 소음하 어음지각에도 상당한 영향을 미친다. 소음하 어음지각은 복잡한 청각 장면에서 목표 어음 신호를 배경 소음으로부터 분리하여 인식하는 능력을 의미함으로 일상생활에서의 의사소통 능력을 평가하는 중요한 지표이다[21]. 소음하 어음지각은 말초 청각계부터 중추 청각 처리 경로 및 인지 기능에 이르기까지 다양한 신경 처리 과정이 관여하는 복잡한 현상이다[22]. 이어폰의 사용자에게 있어 소음하 어음지각은 초고주파수 청력과 상당히 밀접한 연관이 있는데 특히 6 kHz 이하의 주파수 정보는 조용한 상황에서 어음지각에 필요한 음운 정보를 제공하지만 6 kHz 이상의 주파수 정보는 어음 명료도(speech intelligibility)에 영향을 미친다[23]. 더불어 소음하 어음지각에 어려움을 나타내는 성인들도 더 높은 초고주파수(10~20 kHz) 청력 역치를 가진다고 보고하고 있다[23]. 따라서 이어폰 사용자들은 잠재적으로 초고주파수의 청력손실이 유발하는 소음하 어음지각의 하락을 경험할 수도 있다. 게다가 소음하 어음지각은 직장 및 학교와 같은 다양한 일상 환경에서 효과적인 의사소통을 위해 필수적이고 청력이 정상인 사람도 소음하 어음지각에 어려움을 겪을 수 있으므로 인지적 노력이 더 많이 필요하다[24]. 또한 소음으로 인한 어음지각의 어려움은 학업 성취도 저하 및 사회적 상호작용 장애로 이어질 수 있다[25,26].
따라서 본 연구의 목적은 이어폰 사용량과 초고주파수(EHF) 대역의 청력손실, 소음 환경에서의 어음지각 능력 간의 관계를 종합적으로 조사하고자 하였다. 본 연구는 국내 19세에서 26세 사이의 성인을 대상으로 이어폰 사용량에 따른 초고주파수(EHF) 대역 청력손실과 소음 환경(5, 0, -5 dB signal to noise ratio, SNR)에서의 어음지각 능력 간의 관계를 심층적으로 분석하여 이어폰 사용과 청력 건강에 대한 새로운 관점을 제시하고자 한다.
MATERIALS AND METHODS
연구 대상
본 연구는 정상 청력을 가진 19세에서 26세 사이의 젊은 성인 47명을 대상으로 진행하였다. 대상자들은 일일 이어폰 사용 시간을 기준으로 사용량이 저사용군(low users; 1시간 미만, n = 11), 중사용군(medium users; 1~3시간, n = 19), 고사용군(high users; 3시간 이상, n = 17)으로 분류하였다[19]. 연구 대상자와 이어폰 사용 집단의 인구 통계학적 특성은 Table 1과 같다. 대상자 선정 기준은 250 Hz에서 4 kHz 사이의 청력 역치 평균이 25 dB HL 미만으로 정상 청력을 가진 자와 고막운동도의 형태가 A형에 속하는 자로 설정하였다. 본 연구에서는 중이염과 같은 귀 질환 병력이 있거나 이독성 약물을 복용한 이력이 있는 자, 또는 정기적으로 소음(예: 콘서트, 시끄러운 장비 사용, 사격 등)에 노출된 경험이 있는 자는 제외되었다[27,28].
선호 청취 음량 수준 측정
소음계(Sound Level Meter; Brüel & Kjær, Naerum, Denmark), 스마트폰(iPhone 12 Mini; Apple Inc., Cupertino, CA, USA), 이어폰(Lightning EarPods; Apple Inc.)을 사용하여 이어폰 사용자의 선호 청취 음량 수준(measured listening level)을 평가하였다. 대상자들은 20초짜리 뮤직 클립(소녀시대의 "Gee")의 음량을 원하는 수준으로 조절한 후 A-Weighting 필터를 사용하여 5초간 측정하고 등가소음레벨(continuous equivalent sound pressure level)의 dBA 단위로 기록하였다[21].
고막운동도검사와 청력 검사
Interacoustics AT235 (Interacoustics, Middelfart, Denmark) 를 사용하여 고막운동도검사를 실시하였고 순음 청력 검사와 초고주파수(EHF) 청력 검사는 GSI Audiostar Pro (Grason-Stadler Inc., Eden Prairie, MN, USA)를 사용하여 수행되었다. 기도청력검사에는 DD45 (Grason-Stadler Inc.) 헤드폰, 골도청력검사에서는 Radioear B-71 (Radioear, New Eagle, PA, USA)이 사용되었다. 초고주파수(EHF) 대역 청력 검사에서는 Sennheiser HDA 300 (Sennheiser Electronic GmbH & Co. KG, Wedemark, Germany)를 사용하여 9, 10, 11.2, 12.5, 14, 16, 18, 20 kHz 주파수에서 데이터를 수집하였으며 측정값은 5 dB 단위로 측정하였다.
본 연구의 청력 검사기로는 GSI Audiostar Pro (Grason-Stadler Inc.)가 사용되었고 초고주파수 청력 검사에서 변환기로는 20 kHz까지 비교적 평탄한 주파수 반응을 보이는 Sennheiser HDA 300 (Sennheiser Electronic GmbH & Co. KG)가 사용되어 9, 10, 11.2, 12.5, 14, 16, 18, 20 kHz 주파수에서 청력 역치 자료가 수집되었다. 초고주파수 청력 검사의 보정은 6 cc 커플러 또는 인공 귀를 사용하여 수행되었고 이들은 8 kHz 이하의 주파수에 최적화되어 있어 초고주파수 대역에서는 외이도의 음향 특성이 주파수에 따라 크게 변화하고 변환기의 삽입 깊이에 따라 음압이 크게 달라질 수 있었다. 따라서 본 연구는 깊이 보정 인공 귀 시뮬레이터 방법(depthcompensated ear simulator; Type 4157, Brüel & Kjær)을 사용하여 0.125~20 kHz의 청력 역치를 측정하였다[31]. 이 방법은 변환기의 깊이를 표준화하고 외이도의 음향 특성을 고려하여 보정함으로 측정의 정확도와 재현성을 향상시켰고 이 연구에서 20 kHz까지의 역치 측정에서 검사-재검사의 표준 편차가 신뢰할 수 있는 수준이었다.
소음하 어음지각검사
Jang et al. [32]이 개발한 한국 성인용 표준 일반용 문장표 목록 1, 2, 3을 사용하여 소음에 대한 어음지각 능력을 평가하였다. 문장은 각 대상자의 쾌적 역치(maximum comfortable level)에서 스피커를 통해 양측 귀에 동시에 제시되었다. 배경 소음은 어음 스펙트럼 소음으로 구성하였고 신호대잡음비(SNR) 조건은 5, 0, -5 dB로 설정하여 가장 쉬운 조건(5 dB SNR)에서 점차 어려운 조건(-5 dB SNR)으로 제시하였다[33,34]. 이어폰 사용 저사용군의 경우 쾌적 역치 수준이 50.91 ± 2.02 dB HL였고, 중사용군의 경우 51.32 ± 2.26 dB HL, 고사용군의 경우 52.35 ± 2.57 dB HL이었다. 소음하 어음 지각 능력은 문장 정확도(%)와 단어 정확도(%)로 분석되었다. 문장 정확도는 목표 단어를 모두 인식한 경우 문장 하나를 인식한 것으로 간주하였으며 선행 연구[35]를 참고하여 각 목록당 문장 정확도는 10개의 문장, 단어 정확도는 40개의 단어를 기준으로 계산하였다.
연구 절차
본 연구에 참여한 모든 대상자는 이어폰 사용량 관련 설문지를 먼저 작성한 후 고막운동도검사, 순음 청력 검사, 초고주파수(EHF) 청력 검사, 마지막으로 소음하 어음지각검사 순으로 검사를 진행하였으며 전체 소요 시간은 약 45분이었다.
통계 분석
통계 분석은 IBM SPSS Statistical Package for the Social Sciences 19.0 버전(IBM, Chicago, IL, USA)을 사용하여 수행되었다. 일원분산분석(one-way analysis of variance)과 Tukey 사후 분석을 사용하여 이어폰 사용 집단에 따른 초고주파수 대역 청력손실과 소음하 어음 지각 능력을 비교하였다. 또한 선호 청취 크기와 초고주파수 대역 청력손실, 소음하 어음지각 능력 간의 관계를 조사하기 위해 Pearson 상관 분석을 실시하였으며 유의 수준은 0.05를 기준으로 하였다.
RESULTS
이어폰 사용량에 따른 고주파수 대역 청력 역치 비교
이어폰 사용량별 쾌적 역치 수준과 순음 청력 역치에 대한 기술 통계량은 Table 2와 같다. 쾌적 역치 수준은 이어폰 사용이 저사용군, 중사용군, 고사용군의 경우 각각 50.91 ± 2.02 dB HL, 51.32 ± 2.26 dB HL, 52.35 ± 2.57 dB HL이었다. 0.25~8 kHz까지의 일반적인 주파수 대역에서는 모든 집단이 정상 청력 범위를 보였으며 집단 간 유의한 차이는 관찰되지 않았다. 우측 귀순음 청력 역치 평균(pure-tone averages, PTA)은 저사용군 4.09 ± 3.33 dB HL, 중사용군 0.42 ± 3.67 dB HL, 고사용군 3.47 ± 4.80 dB HL이었고, 좌측 귀는 각각 3.73 ± 2.72 dB HL, 2.89 ± 3.74 dB HL, 1.18 ± 3.52 dB HL로 나타났다. 이어폰 사용량에 따른 1~8 kHz 고주파수 PTA의 통계적 유의성을 알아보고자 일원분산분석을 실시하였으나 유의미한 차이가 나타나지 않았다(p > 0.05).
이어폰 사용량에 따른 초고주파수(EHF) 대역 청력 역치 비교
이어폰 사용 집단에 따른 초고주파수 대역의 기술 통계량은 Table 3과 같고 평균 청력도는 Figure 1과 같다. 이어폰 사용 집단 간 초고주파수 대역 청력 역치의 차이를 확인하기 위해 일원 분산분석을 실시하였으며 결과는 Table 3에 제시하였다. 분석 결과 특정 주파수에서 집단 간 유의한 차이가 나타났다. 우측 귀의 12.5 kHz (F(2, 44) = 3.694; p = 0.033), 14 kHz (F(2, 44) = 7.203; p = 0.002), 16 kHz (F(2, 44) = 4.026; p = 0.025)와 좌측 귀의 10 kHz (F(2, 44) = 3.610; p = 0.035)에서만 집단 간 차이가 유의하게 나타났다. 이어폰 사용량에 따른 집단 간 차이를 구체적으로 확인하기 위해 Tukey 사후 분석을 실시하였으며 결과는 Figure 2에 제시하였다. 분석 결과 우측 귀의 12.5, 14, 16 kHz와 좌측 귀의 10 kHz에서 고사용군이 중사용군에 비해 유의하게 높은 청력 역치를 보였다(p < 0.05). 이외의 주파수에서는 집단 간 유의한 차이가 나타나지 않았다. 이상의 결과는 3시간 이상의 이어폰 사용량을 보이는 집단(고사용군)만이 특정 초고주파수(EHF) 대역에서 청력손실이 발생할 가능성이 높다는 것을 나타낸다.
이어폰 사용량에 따른 소음 하 어음지각검사의 차이 비교
이어폰 사용 집단에 따른 소음하 어음지각검사는 5, 0, -5 dB SNR의 조건에서 단어 정확도(%)와 문장 정확도(%)로 구분하여 실시하였으며 기술 통계량은 Table 4와 같다. 세 집단의 소음하 어음지각검사를 SNR 조건(5, 0, -5 dB)에서 일원분산분석을 실시하였으며 그 결과는 Table 4와 같다. 비교한 분석 결과 5 dB와 0 dB 조건에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다(p > 0.05). 그러나 -5 dB 조건의 문장 정확도에서는 집단 간 차이가 유의하였다(F(2, 44) = 4.832; p = 0.013). 이어폰 사용량에 따른 집단 간 차이를 구체적으로 확인하기 위해 Tukey 사후 분석을 실시하였으며 그 결과는 Figure 3과 같다. 분석 결과, -5 dB SNR 조건에서 고사용군의 문장 정확도는 저사용군에 비해 유의하게 낮았으며(p < 0.05), 중사용군과 저사용군 간에는 유의한 차이가 없었다. 이는 이어폰 사용량이 많을수록 불리한 신호대잡음비 조건에서 어음지각 능력이 저하될 수 있음을 보여준다.
이어폰 사용 시 선호 청취 음량과 초고주파수(EHF) 대역의 청력손실 및 소음하 어음지각검사 간 관련성
이어폰 사용 집단에 따른 선호 청취 음량에 대한 대상자들이 실제 생활에서 사용하는 이어폰 청취 음량을 측정한 결과 저사용군은 평균 27.36 ± 5.17 dBA, 중사용군은 29.11 ± 7.48 dBA, 고사용군은 32.76 ± 8.50 dBA였다(Table 5). 즉, 고사용군의 선호 청취 음량이 가장 높았고 중사용군의 선호 청취 음량은 저사용군의 것보다 높았지만 일원분산분석 결과 집단 간 차이는 통계적으로 유의하게 나타나지 않았다(p > 0.05). 이어폰 사용 시 선호 청취 음량과 초고주파수 대역의 청력손실 및 소음하 어음지각검사 간 관련성을 살펴보기 위하여 Pearson 상관 분석을 실시하였으나 유의미한 상관관계가 나타나지 않았다(p > 0.05).
초고주파수(EHF) 대역의 청력과 소음하 어음지각검사 간 관련성
초고주파수(EHF) 대역의 청력손실 정도와 소음하 어음지각 검사 간 관련성을 확인하기 위하여 Pearson 상관 분석을 실시하였다. 그 결과는 Table 6과 같다. Pearson 상관 분석을 통해 초고주파수 청력 역치와 소음하 어음지각검사 간의 관계를 살펴본 결과 특정 주파수와 SNR 조건에서 유의한 부적 상관이 나타났다. 0 dB SNR 조건에서 좌측 귀 10 kHz (r = -0.300; p = 0.040), 14 kHz (r = -0.305; p = 0.037) 역치와 문장 정확도 간 유의한 부적 상관이 나타났다(Figure 4). -5 dB SNR 조건에서 우측 귀 16 kHz (r = -0.393; p = 0.006), 18 kHz (r = -0.318; p = 0.029), 20 kHz (r = -0.314; p = 0.002)의 역치와 문장 정확도 간 유의한 음의 상관이 확인되었다(Figure 5). 즉, 초고주파수(EHF) 청력 역치가 높을수록 불리한 소음 조건에서 어음지각 능력이 저하되었다. 이는 이어폰 사용량과 소음 환경에서의 의사소통 능력 저하가 밀접히 연관되어 있음을 보여준다.
DISCUSSIONS
본 연구는 이어폰 사용량에 따른 초고주파수 대역 청력손실과 소음하 어음지각 능력의 변화를 검증하고 두 검사 결과의 상관관계를 탐색하였다. 결과적으로 표준 주파수 대역(1~8 kHz)에서는 집단 간 유의한 차이가 없었으나 초고주파수 대역에서 이어폰 사용량이 많을수록 청력 역치가 상승하는 경향이 확인되었다. 또한 -5 dB SNR 조건에서 고사용군의 어음지각 능력이 유의하게 저하되었으며 특정 초고주파수(EHF) 역치와 소음하 어음지각 정확도 간 유의한 부적 상관이 나타났다. 이러한 결과는 이어폰 사용시간에 따른 초고주파수의 청력 역치와 소음하 어음지각의 차이를 확인했고 두 검사 결과들의 상관관계를 확인하였다.
본 연구는 이어폰의 사용량에 따른 쾌적 역치 수준, 표준 순음 청력 역치, 및 초고주파수의 청력 역치를 먼저 확인하였다. 먼저 이어폰 사용량에 따른 쾌적 역치 수준은 통계적으로 유의미한 차이는 없었지만 이어폰 사용량에 쾌적 역치 수준도 조금 상승하는 효과를 보이고 있었다. 이어폰 저사용자에서 고사용자의 쾌적 역치는 50.91 ± 2.02, 51.32 ± 2.26, 52.35 ± 2.57로 점차 높아졌다. 이것은 이어폰 사용량에 따라 점차 쾌적 역치가 상승한다는 것을 나타낸다. 현시점에서 쾌적 역치는 집단 간 차이를 보이지 않지만 지속적으로 이어폰 사용량이 누적될 경우 쾌적 역치가 차이가 날 수도 있을 것이다. 이것을 확인하기 위해서는 장기적인 관점에서 이어폰 사용량과 쾌적 역치의 변화를 모니터링할 필요가 있다.
게다가 이어폰 사용량에 따른 표준 순음 청력 역치는 통계적으로 유의미한 차이가 없었지만 표준 순음 청력 역치와 초고주파수의 청력 역치를 비교해 보면 초고주파수의 역치가 많이 높아져 있다. 특히 16 kHz와 18 kHz에서 고사용자의 초고주파수의 청각 역치는 각각 24.12 ± 20.10(우), 23.24 ± 21.14(좌), 18.82 ± 14.63(우), 18.53 ± 16.66(좌)이었다. 이 역치는 표준 순음 청력 역치보다 상당히 높은 역치로 이어폰 사용량에 따라 표준 순음 청력 역치보다 초고주파수의 역치가 먼저 상승된다는 것을 나타낸다. 본 연구에서의 이어폰 고사용자의 초고주파수의 역치가 높은 것은 소음에 노출된 민간 항공 조종사들의 초고주파수의 역치가 대조군에 비해 9~16 kHz에서 10~15 dB 높은 결과와 유사하지만[9], 20대의 초고주파수의 역치가 20 dB HL 이하로 나타난 선행 연구의 결과[3]와는 다르다. 이는 본 연구가 이어폰 사용량에 따른 20대의 초고주파수의 청력 역치를 조사한 반면 Wang et al. [3] 은 건강한 성인들을 대상으로 했기 때문이다. 이는 장기적인 이어폰 사용은 소음에 노출된 것과 같은 효과를 보일 수 있음을 나타낸다.
게다가 본 연구는 우측 귀의 12.5, 14, 16 kHz와 좌측 귀의 10 kHz에서 이어폰 사용 시간에 따른 초고주파수의 청력 역치가 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 본 연구에서의 초고주파수의 청력 역치의 차이는 다른 연구의 결과들과 유사하다. Le Prell et al. [36]은 5년 이상의 악기를 연구한 18~31세의 성인들을 대상으로 초고주파수의 청력 역치를 조사했을 때 10~16 kHz의 초고주파수에서 청력 역치가 3~6 dB가 높았다고 보고하고 있다. 다른 연구에서는 개인 청취기기를 자주 사용하는 집단이 11.2, 12.5, 14, 16, 18 kHz에서 청력 역치가 높게 나타남을 확인하였다[37]. 특히 소음성 난청인들은 9~18 kHz, 특히 16 kHz에서 더 높은 역치를 보여주었다[7]. 그러나 면밀하게 살펴보면 본 연구의 초고주파수의 청력 역치가 기존의 연구들의 결과와 다른 이유는 연구 대상의 차이다. 본 연구는 이어폰 사용량에 따라 초고주파수의 역치 차이를 살펴본 반면 다른 연구들은 악기를 전공하는 사람 또는 소음에 노출된 성인들을 대상으로 연구를 수행한 점이다. 더불어 본 연구에서 나타난 우측 귀와 좌측 귀의 초고주파수의 역치 차이는 이어폰 착용 습관과 관련이 있을 수 있다. 또한 연구 참여자가 한쪽 귀에 더 오래 이어폰을 착용하거나 특정 방향으로 소리를 듣는 습관이 있어 비대칭적인 난청이 있을 경우 양쪽 귀의 초고주파수 역치가 차이가 날 수 있다.
본 연구에서 이어폰의 사용이 초고주파수의 청력 역치에 큰 영향을 미치는 것은 와우의 음조체계(tonotopic organization) 와 상당한 연관이 있을 수 있다. 와우의 기저부는 초고주파수에 첨단부는 저주파수에 민감하게 반응한다. 기저부의 내·외 유모세포는 초고주파수 자극에 반응하며 이 영역의 손상은 초고주파수의 청력 역치의 상승을 유발한다[5]. 와우의 기저부는 첨단부에 비해 대사적 스트레스(metabolic stress)가 크고 혈류 공급이 상대적으로 취약하여 소음이나 이독성 약물에 의한 기계적 및 화학적 손상에 더 민감하다[38]. 와우 기저부의 이러한 해부 생리학적 특성으로 초고주파수 대역은 노화, 소음, 및 이독성 약물 등의 영향을 가장 먼저 받게 된다[3].
다른 한편으로 본 연구는 -5 dB SNR 조건에서 고사용군의 문장 정확도가 유의하게 낮았지만 단어 정확도에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 이는 이어폰 장시간 사용이 불리한 소음 조건에서의 의사소통 능력 저하로 이어질 수 있음을 시사하지만 이것은 단어와 문장 검사에서의 정답 채점 기준의 차이가 반영된 결과일 수도 있다. 본 연구의 문장 채점에 있어 한 단어의 오류만으로 전체 문장이 오답으로 처리되기 때문에 단어 기준 점수와 다른 결과가 나타날 수가 있다. 따라서 본 연구에서의 문장에서의 유의미한 차이는 문장의 채점 기준으로 생기는 오류로 발생할 수 있어 본 연구의 결과는 이어폰 사용자 집단이 비사용자 집단보다 0 dB SNR 조건에서 낮은 언어 수행력을 보인 선행 연구 결과[32]와 다르고 개인 청취기기를 많이 사용하는 집단에서 소음하 어음지각이 저하되었다고 보고한 다른 선행 연구 결과[29]와도 다르다. 이어폰 사용량이 많을수록 불리한 신호대 잡음비 상황에서 말소리를 분리하고 이해하는 능력이 감소한다는 선행 연구들의 결과가 본 연구에서 분명하게 나타나지 않은 것은 문장 채점 방식과 단어 채점 방식의 차이 때문일 수도 있다. 따라서 신호대 잡음비에 따른 소음하 어음지각의 차이가 분명히 드러날 수 있는 후속 연구를 설계하여 이 문제를 임상적으로 해결할 필요가 있다.
본 연구는 초고주파수(EHF) 청력 역치와 소음하 어음지각 정확도 간의 유의한 음의 상관을 확인하였다. 특히, 우측 귀의 16, 18, 20 kHz와 좌측 귀의 10, 14 kHz에서 청력손실이 심할수록 문장 정확도가 낮아졌다. 이러한 결과는 초고주파수(EHF) 청력손실이 소음 환경에서의 어음 처리에 직접적인 영향을 줄 수 있음을 시사한다. Çolak et al. [4]은 초고주파수(EHF) 난청군이 정상군보다 더 높은 SNR 역치를 보였다고 보고하였으며 Motlagh Zadeh et al. [23]도 소음하 어음지각 어려움을 호소한 집단에서 초고주파수(EHF) 대역 청력손실이 공통적으로 발견되었다고 밝혔다. Guest et al. [39]의 연구에서도 10 kHz와 14 kHz 청력손실이 소음하 어음지각 저하와 관련됨을 확인하였다. 본 연구의 결과를 위에 언급한 선행 연구들의 결과와 종합해 보면 이어폰 사용량에 따른 초고주파수(EHF) 청력손실이 소음하 어음인지 능력을 떨어지게 한다는 것을 알 수 있다. 초고주파수 청력손실이 소음하 어음지각에 영향을 미치는 기전은 정확하게 밝혀지지는 않았지만 다양한 경로를 통해 영향을 미칠 수 있다. 첫째로 초고주파수 청력손실이 와우 시냅스병증의 간접적인 지표로 작용하여 시간적 부호화 능력을 저하시킬 수 있고, 둘째로 초고주파수 대역의 유모세포 손상이 인접한 표준 주파수 대역의 청각 필터 특징에 영향을 주어 주파수 분해 능력을 저하시킬 수 있고, 셋째로 초고주파수 입력의 감소가 중추 청각 경로의 신경가소성을 유발하여 어음 처리 효율성을 저하시킬 수 있고, 마지막으로 초고주파수 정보의 손실이 청각 장면 분석을 어렵게 하여 인지적 부담을 증가시킬 수 있다[40]. 위의 기전들의 상대적인 기여도를 규명하는 것은 향후 연구의 중요한 과제이다.
본 연구에서 언급되어야 할 중요한 부분은 이어폰의 고사용군과 중사용군의 초고주파수의 청각 역치와 -5 dB SNR에서 소음하 어음지각에는 유의미한 차이가 관찰되었지만 고사용자군과 저사용자군 또는 중사용자군과 저사용자군에서는 유의미한 차이가 관찰되지 않았다는 점이다. 이어폰 저사용자와 중사용자의 차이는 일일 이어폰 사용 시간이다. 이어폰 일일 사용기준 저사용자는 1시간 미만이고 중사용자는 1~3시간이다. 즉 3시간 미만의 이어폰 사용은 초고주파수의 청력과 소음하 어음인지에 영향을 미치지 않기 때문에 차이를 만들려면 일일 사용시간이 3시간 이상은 되어야 한다는 것을 나타낸다. 본 연구에서 4시간 이상 사용하는 참가자들은 너무 적어 통계적인 차이를 분별할 수 없었다. 또한 본 연구는 하루에 이어폰을 사용하는 시간만을 물었기 때문에 이어폰 전체 사용 기간을 확인할 수 없어 장기적인 이어폰 사용의 효과를 밝힐 수가 없었다. 따라서 초고주파수 청력상실 또는 소음하 어음지각의 하락이 관찰되는 대상자의 이어폰의 사용기간, 이어폰의 강도, 청취 환경에 대한 후속 연구를 필요로 한다.
본 연구에서 얻어진 자료들을 분석할 때 반드시 언급되어야 하는 또 다른 하나는 집단과 개인 간 변량이 크다는 것이다. 즉, 표준 주파수에 비해 초고주파수의 청력 역치는 연령 증가에 따른 상승폭이 크고 개인 간의 변량도 크다는 것이다. 본 연구에서 관찰된 결과에서 이어폰 저사용자와 중사용자의 차이가 집단 간 변량의 차이인지 표본의 실수인지는 충분히 큰 사례가 수집될 경우 해결될 수 있으리라 사료된다. 연령대별 건강한 성인들을 대상으로 초고주파수의 청력 역치를 측정한 한 선행 연구에서 대부분의 20대는 20 dB HL 이하의 초고주파수 역치를 보인 반면 40대부터 초고주파수 청력 역치는 급격히 상승하기 시작하여 60대 이상에서는 16 kHz 이상의 초고주파수 청력 역치는 구하기 어려운 경우가 많았다. 이는 초고주파수 청력 역치가 연령 증가에 따라 체계적으로 빠르게 손상됨을 보여준다[3].
게다가 초고주파수 청력 역치에 대한 진단 기준은 아직 국제적으로 합의된 표준이 없어 연구마다 다양한 기준을 사용하고 있는데 본 연구에서는 초고주파수별 청력 역치를 사용하였으나 우리나라에서는 아직까지 초고주파수에 대한 연구가 미비한 실정으로 연령 규준 기준과 표준 주파수 대비 초고주파수 역치 차이 기준이 존재하지 않고 있다. 연령별 규준 데이터가 존재한다면 이 데이터를 참고하여 동일 연령 집단의 평균 또는 백분위를 기준으로 초고주파수 청력손실을 정의할 수 있고 표준 주파수 순음 청력 역치 평균에 비해 초고주파수 순음 청력 역치 평균이 일정 값 이상 높은 경우를 초고주파수 청력손실로 정의할 수 있다. 향후 대규모의 규준 데이터가 축적되어 초고주파수의 청력 손실의 임상적 의의가 더 명확해지면 표준화된 진단 기준이 수립될 것으로 사료된다[38].
본 연구는 이어폰의 사용에 따른 초고주파수 청력 역치의 변화를 살펴봄으로써 초고주파수 청력 검사의 임상적인 가치를 다양하게 설명하고 있다[38]. 첫째, 초고주파수 청력손실은 표준 청력 검사에서 정상 청력을 보이는 대상자에게 나타날 수 있어 조기 와우 손상의 지표가 될 수 있고 둘째, 초고주파수 청력손실은 향후 표준 주파수 대역의 청력손실을 예측하는 데 도움이 된다. 셋째, 초고주파수 청력은 소음하 어음 지각 능력과 밀접한 연관이 있어 표준 청력 검사만으로는 설명되지 않는 의사소통의 어려움을 설명하는 데 도움이 되고 넷째, 초고주파수 청력 검사는 소음 노출이나 이독성 약물 사용 후 청각 기능 모니터링에도 유용하게 적용 가능하다. 이러한 장점으로 인해 임상 실제에서 초고주파수 청력 검사의 중요성이 더욱 강조되고 있다.
본 연구의 결과는 임상적으로 중요한 시사점을 제공한다. 첫째, 기존 순음 청력 검사(125 Hz~8 kHz)는 이어폰 사용으로 인한 초기 청력손실을 탐지하기에 한계가 있다. 따라서 청년층을 대상으로 한 조기 청력 관리 및 위험 선별에는 초고주파수(EHF) 청력 검사가 반드시 포함될 필요가 있다. 둘째, 이어폰 사용량이 많은 집단은 일상적 소음 환경에서 의사소통 능력 저하를 경험할 수 있으므로 예방적 교육과 청력보호 캠페인이 요구된다. 셋째, 본 연구에서 확인된 초고주파수(EHF) 청력과 소음하 어음지각 능력 간의 상관성은 보청기 및 인공와우 피팅 전략에 반영될 수 있으며, 특히 소음 환경에서의 청취 성능 최적화에 기여할 수 있다.
이러한 연구의 의의에도 불구하고 본 연구는 다음과 같은 한계점을 지닌다. 먼저, 연구 대상자가 20대 청년층으로 국한되어 있어 일반화에 제약이 있으며 향후 다양한 연령층과 더 큰 표본을 포함할 필요가 있다. 또한 이어폰 사용 습관 변수의 부족이다. 사용 시간과 음량만을 고려하였으며 착용 방식, 사용 기간, 환경적 요인(예: 교통 소음, 학습 환경 등)은 반영하지 못했다. 다음으로 본 연구에서는 선호 청취 크기와 청력손실 간의 관계가 명확히 규명되지 못한 한계가 있다. 선호 청취 음량을 소음계로 측정하여 고막에 도달하는 실제 음압 수준(sound pressure level)을 반영하지 못했으며 따라서 추후 연구에서는 실이측정(real ear measurement)이나 Knowles Electronic Manikin for Acoustic Research를 활용한 정밀 측정이 필요하다. 소음 노출에 대한 정보가 주관적인 설문에 의존하였기 때문에 정확성이 부족할 가능성이 있으므로 구체적인 설문지의 보완이나 소음 노출을 객관적으로 측정할 수 있는 방법을 사용하여 결과의 신뢰도를 높일 필요가 있다. 마지막으로 단면적 비교 분석만으로 이어폰 사용량과 청력손실, 소음하 어음지각 간의 인과 관계를 확인하기 어렵다. 앞으로 종단 연구나 회귀 분석을 통한 추적 연구가 요구된다.
종합하면 본 연구는 이어폰 사용량이 많을수록 초고주파수 대역에서 청력손실이 나타나며 이러한 손실이 소음 환경에서의 어음지각 저하와 밀접히 연관됨을 확인하였다. 이는 이어폰 사용의 청각적 위험성을 조기에 인식하고 초고주파수 청력 검사를 임상에 도입해야 할 필요성을 강조한다. 더 나아가 본 연구는 이어폰 과사용이 단순한 청각 문제를 넘어 일상생활의 의사소통 능력 저하로 이어질 수 있음을 보여주며 예방적 개입 및 후속 연구의 필요성을 뒷받침한다.
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