보통 난청이 생겻다고 함은, 와우(달팽이관)의 유모세포 사멸로 인한 문제로 이 유모세포를 대체하기 위해 만들어진 기계를 인공와우라고 합니다. 영어로 cochlear implant 인데 한국어로 표현하자면 달팽이관 임플란트 정도로 해석할 수 있습니다. 이과수술의 꽃이라 불리우고 신이 허락한 수술이라는 별칭도 가지고 있는데 그 이유는 다음과 같습니다. 아직까지 다른 장애, 절단, 시각장애 등등은 해당 장애 기관을 대체할 수가 없습니다. 대체한다는 말은 단순 기능을 하는 의족,의수 수준이 아닌, 기관의 능력을 완벽히 대신하는 것을 말합니다. 인공와우는 그러한 의미에서 인간의 사이보그화의 첫걸음이라고도 할수 있겟습니다. 세계적으로도 이과에서 인공와우는 가장 핫한 이슈가 되고 있습니다. 국내에서도 점점 수술하는 병원들이 늘어나고 잇는 추세입니다.
인공와우의 첫 개발자는 그래엄 클라크 호주 멜버른대 교수이며, 청각장애인 아버지의 청력을 찾아주기 위해 개발을 하게 됫습니다. 1978년 로드손더스에게 첫 인공와우 이식을 성공적으로 하게 됩니다. 교수는 2013년에 의학계의 노벨상이라 불리는 라스커 드베이키 의학상을 수상하게 됩니다.
(인공와우의 구성)
소리를 듣는 과정은 외이-중이-내이-뇌 순으로 진행됩니다. 소리는 외이도를 따라 들어가 고막을 진동시키고 고막에 연결돠어있는 3개의 이소골 중 등골이 내이를 때리게 됩니다. 내이의 림프액은 이소골이 전달해준 음파를 달팽이관의 유모세포로 전달하게 됩니다. 유모세포들은 음파를 전기적 신호로 바꾸어서, 청신경에 전달해주게 됩니다. 청신경은 뇌로 연결되어 있어서 전기적 신호를 뇌로 보내게 되고, 뇌는 전기적 신호를 해석하여 우리는 비로소 어떤 소리인지 인식하게 됩니다. 이러한 유모세포의 발견은 이과의 유일한 노벨상을 수상한 게오르크 폰 베케시 박사에 의해 규명 되었습니다. 대부분의 난청은 유모세포의 사멸로 인한 감각신경성 난청입니다. 이 유모세포의 기능을 대신하는 것이 인공와우의 기능이 됩니다.
인공와우로 소리를 듣는 방법은 어음처리기를 통해 소리를 받아 들이고, 송신기를 통해, 피부안에 이식한 내부장치의 수신기로 소리를 전달합니다. 수신기는 와우로 연결되어 있는 전극을 자극해 청신경으로 전달되고, 뇌는 신호를 받아 들여 소리를 인식하게 됩니다.
달팽이관으로 들어오게 되는 선으로된 내부장치를 전극이라고 하는데 전극은 하기와 같이 위치하게 됩니다.
(전극의 와우 삽입 모습과, 나선신경절과 전극의 위치)
달팽이관은 2.5바퀴로 구성되어 있지만 인공와우는 1.75바퀴까지만 삽입되게 됩니다. 그 이유가 위와 같이, 나선신경절 세포와 관련되어 있습니다. 1.75바퀴 이후로는 나선신경절 세포가 없기때문에 인공와우 전극또한 1.75바퀴 까지만 삽입하게 됩니다. 이 나선 신경절이 커버하는 주파수 범위는 250hz 부터 이기에, 인공와우 환자들은 250hz ~ 8khz 사이의 소리를 듣게 됩니다. 250hz 값은 수술시의 삽입되는 정도, 나선신경절에 가까운 정도에 따라 다를 수 있게 됩니다. 그래서 인공와우 환자들은 저음 부분 듣는 것을 어려워하는 경우가 많습니다.
(좌 : 전극이 와우에 들어간 단면도, 우 : 나선신경절과 전극의 3차원 모습)
임플란트 전극의 길이는 나선 신경절 세포의 길이를 반영하게 됩니다. 그래서 삽입되는 전극의 길이는 나선세포절의 길이(약 16mm)와 거의 같게 됩니다.
하기 모습은 실제로 X-RAY 및 CT로 촬영하였을 때의 인공와우 내부장치의 모습입니다. MRI 사진이 없는 이유는 인공와우 내부장치는 자석이 들어가 있어 MRI 촬영이 불가능합니다. 다른 부분의 MRI 촬영은 가능하나, 1.5 테슬라 밑의 장비에서 압박붕대를 하고 찍어야 합니다. 최근에는 3.0 테슬라 밑으로 찍을수 있는 인공와우도 나오게 되었습니다.
(인공와우 양이 xray 사진)
(내부전극 CT 사진)
인공와우는 아래의 그림과 같이, 외부장치와, 내부장치로 구성되어 있습니다. 외부 장치는 소리를 받아서 내부장치로 넘겨주는 역할을 하고, 내부장치는 우리가 들을수 있는 전기신호를 청신경으로 전달하는 역할을 합니다.
(실제 인공와우 외부장치(cochlear n5)와, 내부장치(ci24re implant))
내부장치의 경우 일단 수술을 받고 나면, 교체를 할수 없습니다. 굳이 새로운 제품이나 불량품이라 교체를 해야 한다면 재수술을 해야 합니다. 반면 외부장치는 밖으로 노출된 장치라, 보청기 처럼 다른 제품으로 교환이 가능합니다. 하지만 내부 장치와의 호환성 문제로 교환이 안될 수도 있습니다. ex) 구 버젼 내부장치에, 신제품 외부장치.
내부장치의 전극의 종류는 일반적으로 직선형, 곡선형, 혼합형 등(제조사마다 차이가 있습니다.) 이 전극의 선택은 전적으로 의료진이 내이의 상태를 고려해 정하게 됩니다. 이런게 있다고 참고해두시면 됩니다.
(메델사의 전극의 종류)
참고로, 직선형 전극의 경우 수술시 많은 환자들에게서 다른 전극들 보다 전정기능 감소 더 심하다는 보고가 있습니다.
현재 국내에는 3개의 인공와우 회사가 들어와 있으며, 코클리어,메델,AB 입니다. 모두 외국 제품이며 국내에는 예전에 MST라는 회사가 있었으나, 문제가 많아 현재는 생산하지 않습니다. 인공와우의 선택은 대체로 의료진이 권하는 편이며, 환자 본인이 선택할 수도 있습니다. 국내에는 코클리어 수술환자가 대부분이며, 그다음으로 메델, 그다음으로 AB사 순입니다. 각각의 제품의 소개는 하지 않겠습니다.
그림 출처 : 구글
