전정안반사 검사: 칼로릭 검사와 회전 자극 검사 · 2016-08-04 · à £ d ß % Ñ...

대한평형의학회지 제 3 권 2 호 2004 ; 289-304

289

서 론

전정안반사(vestibulo-ocular reflex; VOR)는 머리가

움직임에 따라 말초전정기관으로부터 들어오는 신호

를 바탕으로 외안근의 긴장도를 조절하여 안구의 위

치를 적절히 옮기는 일을 하는데 머리가 움직이는 동

안에 지속적으로 대상을 망막(retina)의 중심와(fovea)

에 고정시킴으로써 최고의 시력상태(visual acuity)로

시야를 안정시키고 유지하는 역할을 하게 된다. 중심

와는 망막의 작은 일부 면적을 차지하고 있으나 대상

의 초점이 중심와 밖으로 1°라도 벗어나면 시력은 뚜

렷이 저하되게 된다.1) 일상생활에서 사람의 머리 회전

속도는 걸을 때가 약 30°/sec 미만, 뛰어 갈 때는 약

150°/sec 미만 정도라고 한다. 최고 속도는 550°/sec까

지도 측정되고, 가속도는 6000°/sec2까지도 나타나며,

머리운동의 회전주파수 범위는 0~20 Hz로 측정되는데

높은 주파수대의 머리 회전은 주로 끄덕 운동면(pitch

plane)에서 나타난다고 한다.2-4) 전정안반사는 세 개의

반고리관과 두 개의 이석기관으로부터 전정신경핵까

지의 일차 구심성전정신경과 전정신경핵에서 안쪽세

로다발(medial longitudinal fasciculus)을 통해 동안신경

핵에 연결되는 이차 신경원 및 동안신경의 세 개의 신

경원으로 이루어지며 잠복기는 원숭이에서 5~7 msec

정도로 매우 짧은 잠복기를 갖는다.5,6) 몸이 움직이는

동안 일정 대상을 중심와에 유지시키는 데에는 전정

안반사 이외에 원활추종운동계(smooth pursuit system)

가 또한 역할을 하는데 대개 60°/sec보다 느린 속도에

서 효율적으로 작동되며 잠복기도 100 msec로 전정안

반사에 비해 훨씬 길다.7,8) 전정안반사는 작동 기능에

따라서 반고리관에서 감지되는 머리회전 자극에 의한

각-전정안반사 (angular vestibuloocular reflex; aVOR)와

이석기관에서 감지되는 머리의 선형운동 자극에 의한

선-전정안반사(linear vestibuloocular reflex; lVOR)로 나

눌 수 있다(Fig. 1). 각-전정안반사는 작은 진폭의 짧

은 회전자극에 대하여는 응시방향(gaze direction)을 고

정시키고 있지만 긴 회전자극시에는 안진이 나타나게

되고 안진의 느린 안구 운동은 머리 회전 시 안구가

반대방향으로 움직여 시야를 안정시키는 성분이며 단

속운동계(saccade system)에 의한 빠른 안구운동에 의

해 연속적으로 중단된다. 각-전정안반사의 이득은 원

활추종 운동계가 이득 값이 작아 효율적으로 작동하

지 못하는 1~4 Hz 사이에서는 거의 1에 가깝고 훨씬

높은 주파수에서는 서서히 이득 값이 커져 8 Hz에서

전정안반사 검사: 칼로릭 검사와 회전 자극 검사

가톨릭대학교 의과대학 이비인후과학교실

이흥엽, 방충일, 오현진

Vestibulo-Ocular Reflex Test: Caloric and Rotatory Test

Heung-Youp Lee, M.D., Choong-Il Bang, M.D., Hyeon Jin Auo, M.D.

Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, The Catholic University of Korea College of Medicine

∙교신저자 : 이 흥 엽

420-717 경기도 부천시 원미구 소사동 2번지

가톨릭대학교 성가병원 이비인후과

Tel: 032-340-7059, Fax: 032-340-2674

E-mail: [email protected]. 1. 각-전정안구반사(angular VOR)와 선-전정안반사(linear

VOR).


290

약 1.1, 20 Hz에서는 1.3 정도의 값을 보이며9) 삼차원

적인 안구운동을 분석한 결과에 의하면 회선성분(roll

component)의 이득 값은 수평 또는 수직성분의 안구

운동 이득 값보다 훨씬 떨어지는 것으로 알려져 있다

(≈0.6 : 1.0).10)

본론에서는 각-전정안반사의 기능을 알아보는데

대표적인 검사법인 온도안진검사와 회전안진검사에

대하여 살펴보고자 한다.

본 론

1. 온도안진검사(Caloric test)

외이도를 통해서 내이 미로에 온도 자극을 주고(약

0.002~0.004 Hz) 나타나는 안진을 기록하여 전정계의

이상 유무, 정도를 분석하는 것이다.

1) 온도 안진검사에 대한 연구

외이도에 온도 자극이 전정기관에 향을 준다는

것은 이비인후과 의사들이 외이도의 귀지(cerumen)나

이물을 찬물로 씻어 제거 할 때 오심 구토를 동반한

어지럼이 나타남을 통해 상당히 오래전부터 알려져

왔으며 1800년대 Politzer clinic에서는 이러한 술기를

시행할 때 주의를 기울여 물의 온도를 체온과 비슷하

게 유지하는 것을 강조한 기록이 남아있다. 환자에 대

한 온도안진 검사(Caloric test)는 Vienna 태생의 유대

인 Robert Bárány에 의해 1906년 처음 논문으로 발표

되었으며11) 이외에도 그는 회전검사, 누공검사(fistula

test)나 지시검사(pointing test) 등을 개발하고 양성 돌

발성 두위현훈에 대한 첫 기술을 남긴 것으로 알려져

있는데, 온도자극반응의 기전 연구에 대한 공로로

Bárány는 일차세계대전이 진행 중이던 1914년 생리-

의학 부문의 노벨상 수상자로 선정되고 러시아군대의

포로로 수감되어있던 상태에서 석방되게 된다. 하지

만 훗날 그의 누공검사와 온도자극반응의 연구와 논

문 발표에 있어서 독창성(originality)에 대한 논란이

일기도 하 다.12)

온도자극은 측두골을 통한 열전도(conduction)나 중

이내 기체의 대류효과(convection)로13) 해부학적 구조

상 가장 먼저 잘 전달되는 가쪽반고리관(lateral semi-

circular canal)을 주로 자극하게 된다는 점과 안구의

회선운동을 기록하지 못하는 전기안진 검사 방법상의

문제로 주로 수평형 안진을 관찰하고 분석해 왔다.

1980년대 말 삼차원적인 안구운동 분석이 가능해진

이후로 수직면 반고리관의 온도자극 효과에 대한 연

구 결과들이 발표되고 있는데14-16) 온도자극 반응에서

앞반고리관은 가쪽반고리관의 반응 크기의 1/3, 뒤반

고리관은 1/10 정도로 기여하고 있음이 알려져 있

다.16) 이와 함께 온도자극 후 이석기관의 반응에 대한

연구 결과도 발표되고 있는데 사람에서 냉수와 온수

로 자극할 때 원심력을 주었을 때와 같은 0.05°/sec의

느린 안구 회선편위가 비디오 안구운동도 분석 결과

관찰되었으며17) 시각수직자각(percieved visual vertical)

을 이용한 이석기관 연구에서 냉수와 온수를 자극 후

두 온도의 각 경사 크기의 평균차이는 4.3° 정도를 보

인다고 한다.18)

2) 온도안진이 발생하는 기전

온도 자극이 내이로 전달되는 기전은 열의 복사

(radiation), 전도(conduction) 및 대류(convection)가 모

두 작용한다고 알려져 있는데 전도는 측두골을 매개

로 대류는 중이내 공기를 매개로 열을 전달하게 되며

복사는 전도나 대류와 달리 특별한 매개물질이 없이

온도차에 의해 일정한 빠르기로 파동의 형태로 공간

을 통해 에너지를 전달하는 것이다. 칼로릭 자극시의

열에너지의 전달은 Bárány 시대 이후 측두골을 통

한 전도로 설명되어 오다가 1925년 Dohlman에 의해

복사 에너지의 작용 가능성이 제기된 이래 1991년

Feldmann 등은 측두골의 외측을 모두 제거하여 열의

전도 인자를 최소화하고, 중이를 외부와 노출시켜 중

이내 공기를 통한 대류 인자를 제거한 후에도 내이로

열전도가 일어남을 보여주어 칼로릭검사에서 에너지

복사 기전의 중요성을 주장하 다.19) 이후 Hans 등은

사람의 측두골에서 적외선 온도감지사진기(infrared

thermocamera)를 이용해 칼로릭온도 자극이 내이로

전달되는 기전을 삼차원적으로 연구하여 복사 형태가

중요한 열전달 인자로 작용하고 있음을 보여준 바 있

다.20) 열역학적 이론에 의하면 복사체는 절대온도(T)

의 4제곱에 비례하는 율로 에너지를 복사하고 또한

표면적에 비례하게 되는데(Stefan-Boltzmann의 열복사

법칙) 양측 외이도의 표면적(A)의 차이나 열이 오르고

내리는 시간이 양측의 반응 차에 중요한 인자로 작용

이흥엽 외 2인

291

함을 짐작할 수 있다

복사에너지 q＝σ․A․T4

(σ= 5.669×10-8 W/m

2k4: Stefan-Boltzmann 상수,

A: 전열단면적(m2), T: 절대온도)

체온보다 따뜻하거나 찬 온도자극이 측두골과 중

이 함기세포를 통해 내림프에 도달하면 내림프의

도가 변하게 되는데 일정한 중력이 작용하는 상태에

서 상대적으로 따뜻해진 액체입자들은 떠오르고 보다

차가운 입자들은 가라앉아 실제 내림프의 흐름이 생

기면서 안진이 발생한다는 유체역학(hydrodynamic)이

론과 이와 달리 팽대부릉정은 팽대부벽에 단단히 고

정되어 있음으로21,22) 온도 자극으로 내림프의 흐름이

발생되지는 않고 온도에 의해 변화된 내림프의 부력

(buoyancy)이 작용하여 팽대부릉정이 꺾이고 전정유

모세포가 자극된다는 유체정역학(hydrostatic)이론의23)

두 가지 설명이 대류기전(convection theory)으로써

Bárány 시대로부터 보다 최근인 Pau와 Limberg의 온

도안진의 연구에24) 이르기까지 오래도록 온도안진

발생기전으로 이해되어 왔다. 하지만 중력이 작용하

지 않는 우주공간에서도 온도안진이 나타나는 것이

나25-28) 반고리관을 수술적으로 폐쇄시킨 후에도 역시

온도안진이 나타남을29) 설명하기 어려운 한계점이 있

다. 이후 중력이 관계되지 않는 온도안진의 기전으로

서 Scherer와 Clarke는 온도에 의한 내림프의 팽창이

론을 제안하 고 무중력 상태에서 나타나는 온도안진

반응의 80~90%가 이로 인해 발생됨을 설명하고 있으

며30) Arai 등은 모든 반고리관을 폐쇄한 원숭이에서

냉수 자극에 의해 나타나는 온도안진에 대하여 내림

프의 수축이론을 제안하 다.31) 이러한 내림프의 팽

창과 수축은 대류현상과 달리 중력과 상관없이 작용

하는 것이며 이외에도 반고리관 벽 자체의 팽창과 수

축이론,32) 말초 전정신경이나 유모세포에 대한 직접

온도자극 효과,31) 삼투압 변이 효과

33) 등이 제안되고

있다.

3) 온도안진검사의 종류와 방법

온도안진검사에 앞서 반드시 환자에게 검사 과정

과 함께 검사 중 또는 검사 후의 어지럼이 발생하는

것과 물이나 공기로 자극이 주어질 때 소음이 발생한

다는 것이나 검사 도중 각성상태를 유지하는 것이 중

요하다는 점을 충분히 설명한다. 또한 검사 전 외이도

내의 상태를 관찰하고 귀지 등의 자극 방해 물질이

있는지를 확인하고 제거해 주며 고막의 천공여부를

반드시 확인하여 냉온수를 이용할 것인지 혹은 냉온

공기로 자극할 것인가를 결정한다. 폐쇄회로형 냉온

수 주입장치가 있으면 고막 천공 시에도 사용할 수

있다. 고막에 천공이 크고, 중이 점막이 축축한 상태

로 인해 따뜻한 공기로 자극 시에 안진의 방향이 초

기에 반대가 될 수 있음을 염두에 둔다. 환자는 전기

안진검사 또는 비디오안진검사 장치를 한 후 누운 상

태에서 베개를 놓아 머리를 30° 높여 주어 가쪽반고

리관이 지평면에 수직인 상태를 만들어 주며 의자에

앉아서 검사할 때에는 고개를 60° 뒤로 젖혀 역시 수

직 상태를 유지시킨다. 시고정을 막기 위해 Frenzel 안

경을 씌우거나 가능하면 암시야에서 눈을 뜬 상태에

서 검사를 시행한다.

온도자극을 주는 방법에 따라 다음과 같이 몇 가지

로 나눌 수 있다.

양온 교대 온도 안진 검사(Alternate biaural bithermal

caloric test)

Fitzgerald와 Hallpike가 1942년 처음 기술한 이래35)

현재까지 가장 널리 쓰이는 온도 안진 검사로서 30℃

의 찬물과 44℃의 더운물을 개방형 또는 폐쇄형 주입

장치를 통해 외이도에 자극하거나 24℃의 차가운 공

기와 50℃의 따뜻한 공기를 사용하는 방법이 있다. 공

기를 사용하는 것이 환자나 검사자 모두에서 좀더 편

한 방법이기는 하지만 공기는 물에 비해 비열이 낮아

열을 간직하는 능력이 떨어지고, 고막 근처에서 와류

가 생기고 주변 공기와 쉽게 섞이는 등의 이유로 공

기보다는 물을 이용하는 방법이 민감도와 특이도가

높다.36) 또한 Henry의 칼로릭검사의 검사-재검사 신뢰

도에 관한 연구에 의하면 개방형 주입장치를 이용한

경우의 검사-재검사 상관계수가 편측 고리관마비율에

서 0.82로서 폐쇄형 주입장치를 이용한 경우보다 훨

씬 높았다고 한다.37) 안구의 최대 느린 안구속도는 공

기로 자극한 경우보다 물로 자극한 경우가 의미 있게

높으며(19.5℃ : 11.5℃, p<0.05) 상대 표준편차(relative

standard deviation) 또한 공기를 사용한 경우에서 두드

러지게 높다고 한다.34) 하지만 고막이 천공된 경우 등


292

에서는 공기를 이용해야하며 차가운 공기의 자극방법

이 따뜻한 공기 자극 방법에 비하여 위음성률(false

negative rate)이 작은 것으로 알려져 있는데 검사도중

너무 어지럼이 심하여 자극을 중단해야하는 경우가

간혹 있으므로 따뜻한 공기 자극보다 찬 공기 자극을

먼저 주는 것이 유리하다고 할 수 있다.38) 온도에 따

른 공기와 물의 양과 자극 시간은 Table 1과 같으며,

온도 자극을 시작하기 전 15초 이상을 기록하여 환자

가 안정되게 각성상태를 유지하고 있는지를 파악하고

자발안진이나 체위안진이 있는지 여부를 관찰하며 온

도자극 중 자극 장치의 끝의 위치가 제대로 되어있는

지를 수시로 확인한다. 온도 안진이나 어지럼 자각은

대개 자극 시작 후 20~30초 가량 지나서 나타나기 시

작하여 40~50초 정도에서 최대로 나타나고 이후 서서

히 사라진다. 온도 안진이 최대로 나타나는 시기에 환

자가 몸이나 눈꺼풀을 최대한 움직이지 않고 각성상

태를 유지하는 것이 중요한데, 안구의 최대 느린 안

구 속도를 이용해 반응의 크기를 평가할 때 이 시기

의 반응 기록을 사용하게 되기 때문이며 최대 반응

후 반응이 줄어들기 시작하면 바로 시고정(visual

fixation) 정도를 기록하기 위해 불을 켜거나 Frenzel

안경을 벗기고 환자로 하여금 검사자의 손가락을 응

시하게 한다. 기록은 안진이 모두사라진 후 안구가 안

정된 위치로 유지할 때까지 충분히 기록하며 미로가

다시 자극전의 온도로 돌아오는데 까지 수분이 걸리

므로 다음 반대편 위의 온도 자극은 5분 정도 사이를

둔다. 반응을 분석하는데 있어서 검사의 정량적 분석

지표로서 안진이 나타나서 사라지는 시간을 기준으로

삼기도 하 으나 전기안진기록방법이 사용된 이후로

는 느린 안구 속도를 기준으로 하고 있는데 최대 느

린 안구 속도 5개의 평균값을 취하여 이를 그 온도 자

극의 반응 값으로 하고 다음의 Jongkees 공식에 따라

반고리관 마비율과 방향 우위성을 구하게 된다.

반고리관 마비율＝

(Rt 30+Rt44) -(Lt30+Lt44)Rt30+Rt44 +Lt30 + Lt44

×100

방향우위성＝

(Rt 30+Lt44) -(Lt30+Rt44)Rt30+Rt44 +Lt30 + Lt44

×100

‘반고리관 마비율이 우측 30%’라는 것은 ‘우측의

온도자극반응이 좌측 반응에 비하여 30% 더 약하다’

라는 의미가 되며 ‘방향우위가 좌측으로 30%’라는 것

은 ‘우측으로 향하는 온도안진에 비하여 좌측으로 향

하는 온도안진이 30% 더 우세하다’라는 의미가 된다.

Jongkees 공식에 따른 반고리관 마비율과 방향우위성

의 정상범위는 검사실 조건에 따라 달라질 수 있으므로

각 검사실마다의 정상 값을 갖고 있어야하며 대개 반고

리관 마비율은 20~30% 이내, 방향우위성은 30~40% 이

내가 일반적인 정상 값이다(Fig. 2, 3).

시고정을 하여 안진의 억제를 측정하는 공식은 다

음과 같으며

시고정 억제＝

Mean slow phase eye velocity with fixationMean slow phase eye velocit y without fixation

×100

그 값이 60~70% 이하일 때 시고정에 의한 안진 억

제반응이 의미 있게 잘 일어난다는 뜻으로 정상 또는

말초성 병변일 가능성을 고려하는 것이 일반적이다

(Fig. 4).

양측의 반고리관 마비가 있는 경우 얼음물 5 ml로

양측 귀를 자극해 보거나 회전검사를 이용해 확인해

보는 것이 좋다. Barber와 Wright의 자료에 의하면 최

대 느린 안구속도의 최저치는 온수자극인 경우 11°/

sec, 냉수자극인 경우 6°/sec로서 그이하인 경우 비정

상적으로 떨어진 것을 의미하여 이때 네 개의 자극

반응 값(각 온도 자극에서 최대 느린 안구 속도 5개의

평균값)의 전체 합이 30°/sec 이하인 경우 양측의 반고

리관 마비를 의심할 수 있다고 하 다. Melagrana 등

에 의하면 어린아이에서의 고리관 마비율과 방향우위

성은 어른과 많은 차이를 보인다고 하 는데 4-14세

의 어린이군과 어른 군을 비교할 때 반고리관마비율

은 65% 이상(어른은 21% 이상), 방향우위성은 73%

이상(어른은 24% 이상)일 때 비정상으로 판단할 수

Table 1. 양온 교대 온도 안진 검사 시 자극의 종류와 방법

Warm

(°c)

Cold

(°c)

Amount

(mL)

Duration

(sec)

WaterOpen loop

Closed loop

44

44

30

26

250

250

40

40

Air 50 24 8 (L/min) 60

이흥엽 외 2인

293

Fig. 4. 시고정(화살표) 후 시고정 억제 효과.

있다고 하며(신뢰도 95%) 시고정 억제에는 큰 차이가

없다고 하 다.39)

단일온도교대안진검사(Alternate binaural monothermal

caloric test)

단일 온도의 물 또는 공기로 양측 귀를 교대로 자

극하여 평균 최대 느린 안구 속도를 비교하는 방법이

다. 양온 교대 온도 안진 검사와 비교해 볼 때 검사시

간이 크게 줄어들고 자극에 대한 환자의 불편감이 덜

해진다는 장점이 있어 주로 전정기능 이상의 선별검

Fig. 3. 우측 말초전정기능 저하시의 양온교대온도안진검사결과. 반고리관마비율: 66% 좌측, 방향우위성: 29% 우측.

Fig. 2. 정상 양온교대안진검사의 결과. 반고리관마비율: 2% 좌측, 방향우위성: 4% 우측.


294

사(screening test)로서 이검사의 유용성에 관한 많은

연구 결과들이 발표되었는데 위음성률이 0.7~6.0%로

서 유용하고 효과적이라는 결과가 있는 반면38,40-41)

위

음성률이 9-36%로 선별검사로서 효과적이지 못하다

는 결과들이 있다.42-44) 각각의 연구마다 공기를 사용

한 것인지 물을 사용한 것인지, 또는 자극 온도를 얼

마로 하 는지 등의 자극과 검사 방법의 차이와 대상

의 수(45~166명)나 적용 정상치가 다름으로(단일 온도

자극에 의한 양측 귀 차이의 정상치가 ±29.54%에서

보다 엄격하게는 ±10%, 비교에 사용한 냉온 온도

자극의 정상치는 ±15%에서 ±25%) 이와 같이 서

로 다른 결과가 나타남을 생각할 수 있다. 보다 최

근 Enticott 등이 774명에서 공기를 이용해 양온 교대

온도 안진 검사와 비교한 단일 온도 교대 안진 검사

의 유용성을 연구한 결과에서 찬 공기나 더운 공기를

사용한 경우 모두에서 위양성률은 3/4으로 지나치게

높았고 선별검사로 채택 가능 여부에 중요한 기준인

위음성률이 양측 귀의 반응 차이가(고리관 마비율, 공

식 1) 5% 미만을 정상으로 보는 기준에서 더운 공기

를 사용한 경우 2.3%, 찬 공기를 사용한 경우 0.8%임

을 보여주고 있다. 선별검사로서 상당히 유용한 것인

가를 판단할 때 일반적으로 위음성률이 1% 미만을

기준으로 하는 점을 고려하면 반고리관 마비율이 5%

미만을 정상치로 할 때 찬 공기 자극만이 유용한 선

별검사임을 말해주고 있다.45)

찬 공기 자극시의 반고리관마비율＝

Rt24-Lt24Rt24+Lt24

×100

따뜻한 공기 자극시의 반고리관마비율＝

Rt50-Lt50Rt50+Lt50

×100

공식 1. 공기를 이용한 단일온도 교대안진검사상

반고리관 마비율

또한, 1970년 Torok은 단일온도 물을 사용하여 강

자극(20℃ 물 100 ml)과 약 자극(20℃ 물 100 ml)으로

양측 귀에 번갈아 주어 최고점에 달했을 때의 안진

빈도수와 약 자극에 대한 강자극의 반응 강도의 비를

계산하여 전정누가현상(vestibular recruitment)을 보이

는 미로성 질환과 전정감가현상(vestibular decruitment)

을 나타내는 후미로성 질환을 감별할 수 있음을 보고

하 으며46,47) 이후 Kumar 등은 Torok의 자료를 바탕

으로 약 자극에 대한 강 자극의 반응 강도의 비가 3.6

이상을 전정누가형, 1.1 이하를 전정감가형, 양측 귀

의 반응비가 25% 이상일 때 높은 반응비를 보이는 쪽

에 이상을 나타내는 비대칭형(asymmetric), 최고점에

서의 안진주파수가 약 자극에서 40회, 강 자극에서

50회 이상을 중추신경계이상을 나타내는 반응과민

형(hyperactive) 및 약 자극에서 3회 이하나 강 자극에

서 10회 미만일 때를 반응감퇴형(hypoactive)으로

Torok의 단일온도안진검사 반응을 총 다섯 가지로 분

류하 다.48,49)

Bhansali 등은 Torok의 방법을 사용해

10명의 정상인에서 9명이 정상 반응이, 6명의 후미로

성 병변 환자에서 4명이 전정감가현상, 5명의 미로성

병변 환자에서 2명의 전정누가현상이 나타났다고 하

으나50) Mangaberia-Albernaz 등은 10℃와 20℃ 공기

를 이용하고 안진의 빈도수 대신 느린 성분의 안구

속도를 반응 강도 지표로 할 때 24명의 정상인 중

58%에서 전정감가현상이 나타났다 하 고,51) Parker

등도 44℃의 흥분성 약 자극과 0℃의 억제성 강 자극

을 주고 느린 성분의 안구 속도를 분석한 결과 Torok

이나 Kumar의 보고와는 달리 임상적으로 유용한 검

사가 아님을 주장하기도 하 다.52)

양이 동시자극 온도 안진 검사(Simultaneous binaural

caloric test)

냉온 자극을 양측 귀에 동시에 주고 나타나는 안진

을 분석하는 것으로 전정기능 저하가 있는 경우 냉

자극 시 병변 측으로 온 자극 시에는 병변 반대 측으

로 향하는 안진을 관찰할 수 있다. Furman 등은 652명

의 어지럼 환자와 40명의 정상 환자에서 폐쇄회로를

통한 온도자극 연구에서 동시자극 검사가 양온 교대

온도 안진 검사에 비해 민감도는 다소 높으나(44 :

33.5%), 특이도는 많이 떨어짐을(62.5 : 92.5%) 지적하

다.53) 양온 교대 자극은 좌, 우측을 각각 흥분 또는 억

제하여 가쪽반고리관의 팽대부신경(ampullary nerve)의

활동성의 차이를 비교하는 것과 달리 동시자극은 양

측 팽대부신경을 동시에 흥분시키거나 억제시킴으로

써 근본적으로 서로 다른 자극이 되며 이는 일상생활

속에서 반고리관이 어느 한 쪽이 자극되고 반대쪽이

억제되는 생리적 특성과 좀더 거리가 먼 자극이라 할

이흥엽 외 2인

295

수 있으며 동시자극에 대한 뇌간의 향에 대하여도

아직 잘 밝혀져 있지 않다. 어지럼환자에서도 동시자

극에서 나타나는 안진은 크기가 작아 어느 한 쪽의

반응 이상으로 판독하는데 모호한 경우가 많으며, 일

정시간이 지나 안진의 방향이 바뀌는 경우 병변 측을

가리기 어렵고 약 10%의 정상인에서도 이러한 안진

을 관찰하 다고 하 다.53) 또한 양온 교대 온도 안진

검사에서는 자극 시 반응이 잘 나타나지 않거나 양온

의 반응이 서로 잘 맞지 않을 경우 각각의 귀에 대하

여 다시 자극을 주어 결과를 확인할 수 있는 장점이

있다.

연속 온도 변화 안진검사(Continuous thermal change

caloric test)

Proctor 등은 양온 교대 온도 안진 검사에 비하여

검사 시간이 짧고 환자에게 불편감이 덜한 방법으로

시간 축에 따라 대략 사인곡선 형태로 더운물에서 찬

물까지 연속적으로 외이도에 흘려주는 방법을 처음

고안 하 으며54) Itaya 등은 37℃의 공기를 90초간 준

후 안진이 나타날 때 까지 0.05℃/sec의 비율로 온도를

낮추어 안진이 나타나면 온도를 낮추는 것을 멈추고

그 온도로 20초간 계속 자극을 주는 방법으로 19명의

어지럼환자에서 30℃ 물 50 ml를 20초간 준 단일 온

도 안진검사 결과와 비교하 다. 양측귀의 반응 차이

가 양성으로 나타난 것이 연속 온도자극 시 47.4%

(9/19명)로 단일 온도 자극의 26.3% (5/19명)보다 높았

으며, 한 쪽 귀에서 전정기능 이상으로 예측할 수 있

는 비율은 73.7% (28/38귀)로 단일온도 안진검사의

21.1% (8/38귀)보다 상당히 높았다고 밝히고 있고 이

러한 공기연속변화자극은 보다 약한 자극으로서 전정

누가현상을 일으키지 않기 때문에 예민도가 더 높은

것으로 이유를 제시하고 있다.55)

2. 회전자극검사(Rotatory Test)

회전자극검사에는 환자의 몸을 고정 상태로 유지

하고 검사자가 머리를 회전시키는 두부 충동 검사와

두진 후 안진 검사 및 환자 스스로가 머리를 회전시키

는 능동 회전 검사가 있으며, 회전의자에 앉힌 후 몸

과 머리를 동시에 회전시키는 회전의자 검사(rotatory

chair test)가 있다.

1) 두부 충동 검사(Head thrust or impulsive head

turning test)

복잡하거나 고가의 장비 없이 진료실이나 병실에

서 시행할 수 있으며 고주파수(1.0 Hz 이상) 머리회전

자극으로 주로 가쪽반고리관의 기능을 평가하는 보편

화된 검사법이다. 피검자의 머리를 수평면에 대해 30°

구부린 상태로 환자는 검사자의 코끝을 응시하게하고

머리를 회전시킬 때에도 계속 이를 유지하게 설명한

후 피검자가 회전 방향을 예측하지 못한 상태에서 우

측 또는 좌측으로 머리를 5~15°의 작은 진폭으로

3000~4000°/sec2의 빠른 가속도로 회전시키며 안구운

동을 관찰한다. 정상 상태에서는 피검자의 안구는 머

리회전의 반대 방향으로 움직이고, 회전 자극 직후 검

사자의 코끝을 망막의 중심와(fovea)에 유지할 수 있

게 일정한 각도만큼만 편의(deviation)되어 고정된다.

전정기능저하의 경우 환자의 안구는 검사자의 코끝을

중심와에 유지하기에는 부족한 각도만큼 편의 되고

이어서 빠른 교정 단속성 운동(corrective saccade)을

통해 코끝을 중심와에 유지 고정시킨다. 전정기능저

하가 있는 방향으로 수평 회전자극을 줄때 교정 단속

성운동이 나타나며 이는 머리 회전자극 진폭을 신호

화(encoding) 하는데 있어서 정상 측 일차 구심성 전정

신경과 중추전정신경의 억제 작용이(inhibitory cutoff)

흥분성작용에 비하여 덜 효율적으로 유지하고 있기

때문으로 설명되고 있다.56-60)

두부 충동 검사는 미로

제거수술(labyrinthectomy) 후와 같이 전정기능이 완전

히 소실된 경우에는 민감도가 높으나59,61) 전정 기능의

불완전 소실에서는 민감도가 떨어진다고 알려져 있

다.62-65)

2) 두진 후 안진검사(Head-shaking nystagmus test)

안진은 전정 자극상태나 병적 기능저하 시에 느린

성분과 빠른 성분의 불수의적 안구운동으로 나타나는

데 느린 성분의 안구 운동은 정상적인 전정안반사가

일어나는 정상 내이의 작용에 의해 양측 중추전정신

경의 흥분율(firing rate) 간의 비대칭으로 인해 나타나

며 빠른 성분은 안구운동 범위(oculomotor range)의 중

심점으로 안구 위치를 재설정(resetting)하는 과정에서

나타나게 된다.66) 두진 후 안진검사는 말초 전정기에

서 중추 전정기로의 입력신호가 비대칭을 나타내는


296

환자의 진단에 유용한 검사로 Frenzel 안경 등을 사용

하거나 암시야에서 눈을 뜬 조건으로 반드시 시고정

을 억제하여 안진 발생을 억제하지 않는 것이 중요하

다.67) 피검자의 머리는 수평면에 대해 30° 구부린 상

태로 2~3 Hz의 주파수로 20~30 주기(cycle)를 좌우 각

각 45°까지의 각도로 반복 회전하여 자극한 후 전기

안진기 또는 비디오안진기로 약 1분 가량 기록하며

3개 이상의 안진이 연속해서 나타나고 느린 성분의

속도가 2~2.5°/초 이상일 때 두진 후 안진으로 판단하

는 것이 일반적이며 최대 느린 성분 안구속도와 안진

의 유지 시간(duration) 및 자극이 끝나고 첫 안진이

나타날 때까지의 시간(latency)을 측정하게 된다. 정상

인 경우는 안진이 나타나지 않으며 한 쪽 말초전정기

관의 기능저하가 있는 경우 빠른 성분이(양방향인 경

우 첫 번째 안진 방향) 정상 측으로 향하는 수평형 안

진이 나타나는데66) 이는 칼로릭 반응 저하 측과도 유

의한 상관관계를 갖는다고 한다.68) 두진 후 안진은 단

방향성(monophasic)과 양방향성(biphasic)으로 나타나

는데 단방향성 두진 후 안진과 양방향성에서 첫 번째

나타나는 방향의 안진은 말초전정기관에서 중추로의

비대칭적인 입력신호와 중추속도저장 기전으로, 양방

향성에서 두 번째 나타나는 방향의 안진은 정상 측

전정신경의 신경적응현상(neural adaptation)으로 설명

되고 있다. 모든 편측 기능저하 시에 나타나는 것은

아닌데, Perez 등은 83명의 어지럼환자 중 23명(28%)

에서 두진 후 안진이 나타났고 단방향성 안진이 19

(83%), 양방향성 안진이 4명(17%)에서 나타났으며 칼

로릭 자극으로 밝혀진 반고리관마비의 49%에서 두진

후 안진을 관찰할 수 있었다고 하고68) Iwasaki 등은

132명의 어지럼 환자 중 61명(46%)에서 두진 후 안진

을 관찰하고 칼로릭 자극을 준 결과에서는 두진 후

안진 검사가 20% 이상의 반고리관 마비율을 예측할

수 있는 민감도가 66%, 특이도는 77%로 나타났음을

보여주고 있다.69)

3) 능동 회전 검사(Autorotation test)

Finberg 등은 환자머리에 가속감지장치(accelero-

meter)를 장치한 후 스스로 약 0.5 Hz에서 약 6.0 Hz까

지 빠른 수평머리회전을 하며 안구운동을 기록하여

이득(gain)과 위상(phase) 및 비대칭성(asymmetry)을 분

석한 바 있으나70) 빠른 머리회전에 따른 측정상의 오

류 등으로 보편화된 방법은 아닌 것으로 여겨진다. 또

한, 환자 스스로가 수평 머리회전운동을 하며 시력을

측정하는 동적 시력검사(dynamic visual acuity; DVA)

가 전정안반사를 이용한 전정기능평가 방법으로 제시

되고 있는데 컴퓨터화된 장비를 이용해 검사실에서나

환자의 병실에서 바로 검사할 수 있다. 망막의 상

(image)의 미끄러짐을 최소화하는데 있어서 원활추종

운동(smooth pursuit)의 작동 한계를 넘는 100°/sec 이

상 속도로 환자의 머리를 수평방향으로 회전하게 하

면서 시력표상의 자를 읽을 수 있는지 여부를 측정

하는데 정상에서는 머리를 고정한 상태에서의 시력과

거의 차이를 보이지 않는데 비해 전정기능저하의 경

우 상당한 시력의 저하를 보이게 된다. Longridge 등

은 Snellen 표준 시력표를 변형시킨 ‘E' 시력표를 이용

하여 피검자를 12 ft (3.66 m) 거리에서 1.0 Hz의 속도

(약 120°/초), 60° 각도 진폭의 능동 머리회전을 하면

서 시력을 측정하고 머리를 고정시켰을 때와 비교하

여 시력이 떨어지는 것으로 아미노 라이코사이드 약

물을 사용하는 동안 내이 독성 여부를 알아보는 선별

검사로 제안하 고,71) Herdaman 등은 컴퓨터 화면에

무작위로 변화하는 문자’E'의 모양을 120~180°/sec의

속도로 머리를 능동적으로 회전시키는 조건에서 얼

마나 정확히 읽어내는가를 보는 동적시력검사의 민

감도는 94.5%, 특이도는 95.2% 고, 검사에서 양성

인 사람이 전정이상이 있음을 뜻하는 양성 예측치

(positive predictive value)는 96.3%, 검사에서 음성인

사람이 전정이상이 없음을 뜻하는 음성 예측치는

93.0% 으며 일주일 간격의 검사-재검사를 통한 검사

의 신뢰도 연구에서는 정상인[intraclass correlatin

coefficient (ICC)＝0.87]과 전정이상 환자(ICC＝0.83)

모두에서 신뢰할만하다는 결과를 보여주고 있다.72)

4) 회전의자 검사(Rotatory chair test)

회전의자 검사는 환자를 의자에 앉힌 후 0.01~1.28

Hz의 주파수로 주로 좌, 우측의 수평 회전자극을 주

며 나타나는 안진을 기록하는 것인데 온도 안진 검사

와 비교할 때 검사 중 심한 어지럼이나 오심 구토 등

의 증상이 덜해 환자의 불편감이 적다는 점, 냉온 온

도 자극에 비해 좀더 정확한 조절이 가능한 여러 회

전속도 조건을 사용할 수 있다는 점과 자극이 내이로

전달되는 과정에서의 향(양측 외이도 길이나 직경,

이흥엽 외 2인

297

이물 존재 여부 등)이 적다는 점, 일상생활에서 머리

의 회전운동 범위에(0.5~10 Hz) 좀더 가까운(온도자극

에 비해) 높은 주파수의 회전 자극이라는 점 등이 장

점으로 들 수 있으며 한편, 회전 시 양측 전정기관이

함께 자극되므로 온도안진검사에서와 같은 일측 전정

기관에만 각각 자극을 줄 수 없으며, 상품화된 대부분

의 회전의자 자극은 수평 회전만 가능하다는 점, 검사

자의 몸무게 부하에 대하여 회전 자극을 정확히 조절

할 수 있는 모터의 기계적 성능 한계로 일상생활 속

의 빠른 머리회전을 따라가기는 어렵다는 점, 무엇보

다 회전의자검사가 고가의 장비를 필요로 한다는 점

등이 단점이라고 할 수 있다.

회전의자 자극검사에는 자극 방법에 따라 완서 조

화 가속검사(slow harmonic acceleration test; SHA test)

와 계단형 속도검사(step velocity test)가 있다.

완서 조화 가속검사(Slow harmonic acceleration test:

SHA test)

암시야에서 눈을 뜬 상태에서 고개를 아래로 30°

숙인 자세로 고정한 후 시야는 정면을 향하며 0.01에

서 1.28 Hz까지 8단계의 배수 주파수 속도단위로

좌, 우로 정현파(sinusoidal) 회전자극을 주면서 전기

안진기나 비디오안진기로 안구의 운동을 약 10주기

(cycle)씩 기록하게 된다. 동물에서의 일상 머리회전

운동은 걷거나 뛸 때의 수직방향으로의 운동이나 좌

우로 관심 대상을 향해 고개를 돌리는 수평방향 모

두에서 일단 목적으로 하 던 운동으로 편의된 머

리는 다시 자연스럽게 정면을 바라보는 위치(neutral

position)로 돌아오게 된다. 따라서 좌, 우로 일정한 속

도와 진폭의 정현파 회전 자극은 일상적 머리회전 운

동과 가장 흡사하다고 할 수 있다. 기록되어진 안구의

위치정보는 컴퓨터 소프트웨어 프로그램 내에서 시간

에 대해 미분되어 속도로 바뀌며 이 가운데 느린 성

분의 안구속도는 그대로 하고 속도와 방향을 기초로

판단한 빠른 성분의 안구속도만을 제거하고 그 사이

를 삽입 연산방식(interpolation algorithm)으로 이어 주

어 이를 빠른 안구운동 중의 느린 안구운동의 속도로

간주하며, 저주파 통과필터(low pass filter)를 통해 소

음(noise)을 제거한 후, 수 개 주기의 느린 안구운동 속

도를 평균화(averaging)하고 푸리에변환(Fourier trans-

formation)을 이용하여 회전자극과 안구 속도 값을 분석

하여 이득(gain)과 위상(phase) 및 비대칭성(asymmetry)

값을 구하게 된다(Fig. 5).

Fig. 5. 0.25 Hz, 300°/sec의 회전자극시 자극 속도(머리 회전

속도)와 안구 속도 및 4개의 주기를 평균화한 자극 속도와 안구 속

도.

∙이득(gain)

느린 안구운동 최대속도를 머리회전 최대 속도 또는

자극 최대 속도로 나눈 값으로 나타내며 완벽한 각-전

정안반사(angular VOR)인 경우 안구의 속도는 정반대

방향으로 향하지만 머리회전 속도와 같아 이득은 1.0

에 해당하게 된다.

Gain＝ Amplitude of the max imum slow pahse eye velocityAmplitude of the max imum stimulus velocity

자극은 느린 자극에서 빠른 자극의 순으로 주며 경

우에 따라서는 일정한 주파수에서 회전각을 달리하여

여러 최대 속도의 자극을 주기도 하는데(amplitude

sweep) 예를 들어 0.1 Hz 회전주파수에서 최대 속도를

25, 50, 100, 150°/sec로 다르게 자극하여 이득을 비교

하기도 한다.

Fig. 6의 단순화한 반고리관 모델에서 반고리관내

저항이 없는(주위와 마찰력이 무시되는) 피스톤이 떠

있다고 가정할 때 t라는 시간 동안 반고리관이 q 만큼

의 각도로 시계방향으로 자극이 되었다면(가속도 q'')

피스톤은 관성력이 작용함에 따라 q보다 작은 p 만큼

의 각도만 회전하게 되며 팽대부릉정 자체의 탄성력


298

을 적용하면 내림프의 점도에 의한 마찰력(B)과 관성

력(I) 및 탄성력(K) 사이에는 아래와 같은 관계식이

성립된다.

관성모멘트(Ip)＝내림프액의 점성모멘트(Bθ)＋

팽대부릉정의 탄성모멘트(Kθ)

p＝q－θ을 시간에 따라 두 번 미분하면,

p＝q－θ

이것을 위 식에 대입하여 정리하면,

q＝θ＋ BIθ＋ K

Iθ이 된다.

위의 시간에 따른 식(time domain equation)을

Laplace 변환을 이용해 주파수에 따른 식(frequency

domain equation)으로 바꾸면

Laplace transformation; F(s)＝⌠⌡

∞

0f(t)e - stdt

q''(s)＝θ(s2＋ BIs＋ K

I)로 나타내 질 수 있다.

이를 다시 정리하면

Fig. 7. 회전자극 주파수에 따른 이론적인 로그 이득 곡선

(Jones and Milsum 1971).

θq(s)＝ 1

s2+ (B/I) s+(K/I)

로 나타내 지며 우

변에서 I/K를 빼내면

θq (s) = I

K · 1

( I/K)s2+ (B/IK) s+1

가 되며

T1T2＝I/K, T1＋T2＝B/K일 때

(T1: long time constant, T2: short time constant)

위 식은

θq( s)＝

T 1T 2s

(T 1 s+1)(T 2s+1) 가 되어

이 식을 Bode plotting 하게 되면 Fig. 7과 같은 회전

자극 주파수에 따른 이론적인 이득 곡선을 얻을 수

있는데(Jones and Milsum 1971) 약 0.05 Hz 미만에서

의 회전에서는 이득은 주파수가 증가함에 따라 선형

으로 비례증가하며 약 1에서 100 Hz까지는 이득 값은

일정한데 즉, 자극의 속도에 따라 팽대부릉정이 비례

적으로 편의(deviation)한다는 뜻이 되며 그이상의 회

전 주파수에서는 주파수가 증가함에 따라 이득 값이

감소하고 있음을 보여주고 있다.73) 이득의 감소는 모

든 주파수 자극에서도 나타날 수 있으나 일정자극 주

파수에서만 나타날 수 있다. 부분적인 전정기능저하

인 경우(incomplete vestibular loss) 이득은 대개 낮은

주파수(<0.1 Hz)에서 비정상적으로 감소되어 있고 높

은 주파수(>0.1 Hz)에서는 정상적으로 나타나며 회전

주파수를 고정하고 최대속도를 달리 주는 경우의 이

득 값은 낮은 속도자극에서는 정상적이나 높은 자극

속도에서 이득 값이 감소함을 보인다. 모든 자극 주파

수와 최대속도의 크기에 이득이 감소된 경우는 항상

검사 중 환자의 각성 상태가 잘 유지되었는지를 고려

해야하고 또한 전정기능에 향을 주는 약제의 검사

전 48시간 내에 복용 여부를 다시 검토해야 하며 각

성이 잘 유지되고 복약력이 없는 경우는 심한 양측성

Fig. 6. 단순화한 반고리관 모델, 팽대부릉정의 탄성을 고려한

경우.

t: 회전 시간

q: 반고리관의 시계방향으로의 회전각도

q: 반고리관의 회전가속도

p: 피스톤의 실제 회전각도

‥

‥ ․

‥ ‥ ‥

‥ ‥ ‥

‥

‥

‥

이흥엽 외 2인

299

말초전정기능저하를 의미하게 된다. 일측성 전정기능

저하에서는 이득 값이 정상범위보다 특징적으로 늘

떨어지는 것은 아니며 또한, 이득 값이 비정상적으로

높게 나타나는 경우는 안진억제 작용을 하는 것으로

알려져 있는 소뇌 의 병변(cerebellar lesion)을 의심해

야한다.

∙위상(phase)

시간 축 상에서 머리회전 최대 속도의 위치에 대

한 느린 안구 최대속도의 위치의 차이 또는 변이

(temporal shift)를 각도로 나타내는 것으로 전정안반사

에서 안구 운동의 방향은 자극 방향과 정반대 이므로

(180° out of phase: 위상차) 흔히 위상을 표시할 때는

이 차이를 감안하여 표현하는데 예를 들어 완벽한 전

정-안반사가 일어나는 경우 위상은 0°라고 나타낸다.

Johnes 등의 단순화된 반고리관 모델의 공식을 Bode

plot한 주파수에 따른 위상곡선은 Fig. 8과 같은데 회

전 자극이 1.0 Hz 미만에서는 자극 속도에 비해 느린

안구운동 속도(팽대부릉정의 편이)가 최대 90°까지

앞서게 되는데(phase lead),73) 느린 안구운동 최대속도

가 자극 최대 속도에 비하여 낮아 이득 값이 작고, 느

린 안구운동이 최대속도에 도달하는 것이 자극 속도

가 최대점에 도달하는 것보다 먼저 나타나 위상차

(phase difference)를 보이게 되는 것이며 이와 같은 경

우 안구운동 속도가 자극 속도에 대하여 위상선행

(phase lead)을 보인다고 표현하며 반대의 경우 위상지

체(phase lag)라고 하는데 위상선행이나 위상지체를

표현할 때에는 느린 안구운동 속도가 자극 속도에 대

하여 선행 또는 지체되는지, 아니면 자극 속도가 안구

속도에 대하여 선행 또는 지체되는지 즉, 어느 것에

기준을 두었는지 명확히 표현할 필요가 있다. 중간 주

파수 회전자극에서는 반응과 자극의 위상차는 0에 가

깝고 10 Hz 이상의 높은 주파수에서는 반응이 자극에

대하여 지체되어 위상지체를 보이게 된다. 반응이 자

극에 대하여 앞선다는 것은 언뜻 이해하기 어려울 수

도 있는데 실제의 반응이라는 것은 안구의 위치이며

(안구운동 속도가 아님), 실제 자극이라는 것도 머리

의 회전가속도이기 때문이라서(머리회전 속도가 아

님) 실제로 반응이 자극을 앞서는 것은 아님을 염두

에 두어야 한다. 전정기능이상에서 위상선행은 민감

도는 높으나 특이도가 떨어지며, 주로 말초전정기능

이상에서 위상선행이 증가되고 이는 종종 회복되지

않고 주로 저주파 회전자극시 계속해서 남아있는 경

우가 많다.

∙비대칭(Asymmetry)

좌, 우측 동일한 회전자극에도 불구하고 느린 안

구속도 반응 간의 좌, 우측 방향성의 차이를 말하는

것으로 양온 교대 온도 안진 검사의 방향우위성

(directional preponderance)과 흡사하며 좌·우 비대칭의

정상범위는 검사의 조건에 따라 검사실마다 다른 값

을 가질 수 있으며 일반적으로 15~20% 정도인데 연

구 목적에 따라서는 보다 더 엄격하게 30%를 적용하

는 경우도 있다.74) 우측에만 급성 전정기능저하가 있

는 경우 우측으로 회전자극을 주었을 때 좌측으로 향

하는 느린 안구운동이 약해지며 반대로 정상적인 좌

측으로 회전 자극을 주었을 때는 우측으로 향하는 느

린 안구운동이 상대적으로 강하여 우측으로의 비대칭

을 나타낼 수 있고, 자발안진이 있는 경우 동측으로

향하는 느린 안구운동이 강해지고 시간이 지나면서

적절한 보상반응이 이루어진 후에는 비대칭이 사라

지게 되며, 또한 장액성 내이염(serous labyrinthitis)이

나 메니에르 병에서와 같이 우측은 정상이나 좌측의

자극성 병변(irritative lesion)이 있는 경우에는 우측으

로 비대칭이 나타날 수 있고 미로누공(labyrinthine

fistula), 소뇌의 병변에서도 비슷한 결과를 보이므로

반드시 비대칭이 있는 방향이 병변이라고 할 수는 없

지만 정상범위를 벗어난 비대칭이 있는 경우 현재 전

정-안반사의 작동에 이상이 있음을 의미한다. Fig. 8. 회전자극 주파수에 따른 이론적인 위상 곡선(Jones

and Milsum 1971).


300

이외에 회전의자 검사 도중 일정한 위치의 불빛을

바라보게 하여 시고정을 시킨 후 전정안반사의 이득

이 감소하는지를 분석하여 시자극에 대하여 전정안반

사가 억제되지 않는 경우 뇌간 또는 소뇌 병변을 의

심할 수 있다. 또, 회전자극을 하면서 동시에 시운동

자극을 같이 주어 전정안반사의 이득의 변화를 분석

하기도 하는데 정상적인 전정안반사가 작동하는 경우

시운동자극의 안구운동방향과 같을 때 안진반응은 상

승작용으로 증진되지만 뇌간에 병변이 있는 경우 반

응이 비정상적으로 낮게 나타날 수 있으며 소뇌의 이

상이 있는 경우에는 반대로 지나치게 높은 상승작용

을 일으킬 수 있다고 한다(Fig. 9).

계단형 속도검사(step velocity test)

암시야에서 고개를 30° 숙인 자세로 환자를 회전의

자에 앉힌 후 정지상태에서 좌측 또는 우측으로 일정

한 가속도로(100°/sec2) 회전 속도를 높여 일정 속도를

유지하다가(100°/sec) 다시 일정한 가속도(100°/sec2)로

의자를 정지시키면서 안진을 기록하고 분석하여 시간

상수(time constant)와 이득, SCEP (slow cumulative eye

position)를 구한다. 정지상태에서 일정 가속도로 회전

자극이 시작하거나 일정 속도로 회전하다가 일정 가

속도로 회전을 멈추게 되면 반고리관 내의 내림프의

이동과 팽대부릉정의 변위가 일어나 일차구심성전정

신경의 발화율이 증가 또는 감소되어 결국 안구의 운

동이 나타나게 된다. 이때 회전 자극에 대한 반고리관

에서의 반응신호가 이미 끝났음에도 안구의 반응은

한동안 더 지속되어 나타나는데 이는 한 쪽 전정신경

절신경원이 동안신경절에 연결되는 과정에서 반대 측

에서 오는 맞교차 연결(commisural connection)과 함께

동측의 뇌간과 소뇌에 위치한 사이신경원(interneuron)

들로 이루어진 연쇄(chain)가 양성 되먹임회로를 형성

하는 것으로 설명되는 속도저장(velocity storage) 기전

으로 이해된다(Figur 10).

다시 Fig. 11과 같이 단순화한 반고리관 모델에서

반고리관내 저항이 없는(주위와 마찰력이 무시되는)

피스톤이 떠있다고 가정하고 t라는 시간 동안 반고리

관이 q 만큼의 각도로 시계방향으로 자극이 되었다면

(가속도 q) 피스톤은 관성력이 작용함에 따라 q 보다

작은 p 만큼의 각도만 회전하게 되며 팽대부릉정 자

체의 탄성력을 무시하면 내림프의 점도에 의한 마찰

력(B)과 관성력(I) 사이에는 아래와 같은 관계식이 성

립된다.

관성모멘트(Ip)＝내림프액의 점성모멘트(Bθ)

p＝q－θ을 시간에 따라 두 번 미분하게 되면

p＝q－θ

이것을 위 식에 대입하여 정리하면 q＝θ＋ BIθ

이 되고 다시 시간에 대해 한번 적분하면 q＝θ＋ BIθ

Fig. 9. 회전의자 검사의 위상, 이득 및 비대칭의 예.

‥

‥ ․

‥ ‥ ‥

‥ ․‥

․ ․

이흥엽 외 2인

301

Fig. 11. 단순화한 반고리관 모델, 팽대부릉정의 탄성을 고려하

지 않은 경우.

t: 회전 시간

q: 반고리관의 시계방향으로의 회전각도

q'': 반고리관의 회전가속도

p: 피스톤의 실제 회전각도

을 얻을 수 있다.

계단형 속도 자극의 크기를 θ이라고 하고 θ에 대

해 이식을 정리하면

θ＝ BI·θ (1－ e -(B/I)t )을 얻을 수 있다.

이 때 (B/I)t 가 1이 될 때의 시간을 시간 상수(time

constant; T1)라고 하는데 즉, T1＝ IB, 이 때의 e -(B/I)t

의 값은 e-1≈0.37이 된다. 결국 계단형 속도자극(θ)이

시작되어 내림프가 이동하고 다시 멈출 때까지(＝변

위된 팽대부릉정이 다시 원위치로 돌아 올 때까지)의

63% (1－0.37＝0.63)의 시간을 말하게 되는 것이다

(Fig. 12).

계단형 속도 자극검사에서의 이득 값은 자극시작

후 10초 동안의 머리회전 속도에 대한 안구속도의 평

균값의 비이며 시간상수는 최고의 안구속도를 나타낸

후 감소하기 시작하여 67%까지 감소할 때까지 즉 처

음 최고 속도의 37%로 감소할 때까지 걸리는 시간으

로 표시하며 말초전정기능 이상이 있을 시 병변 쪽으

로 회전자극을 주었을 때 시간 상수는 감소하고 일반

Fig. 10. 전정안반사의 구성과 속도저장 기전.

․

․

․


302

적으로 시간상수가 10초 미만일 때 비정상적인 것으

로 간주한다고 한다.

결 론

환자의 병실이나 또는 장비를 갖춘 검사실에서 어

지럼 환자의 전정안반사의 기능을 살펴보는 여러 검

사들에 대하여 살펴보았는데, 어느 한 가지 검사의 지

표가 전정기능의 이상 상태를 명확하게 말해주기 보

다는 여러 검사에서 각 지표 결과들을 종합하여 전정

기능 상태의 판정이 이루어지는 경우가 많다는 점을

각 검사의 판독을 하는데 있어서 염두에 두어야 할

것으로 생각한다.

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Fig. 12. 단순화한 반고리관 모델에서 계단형 회전 자극 시 유체

역학적 반응

θ: 계단형 속도 자극의 크기

B: 내림프의 점도에 의한 마찰 모멘트

I: 반고리관내 내림프의 관성 모멘트

t: 시간

q: 반고리관의 시계방향으로의 회전각속도

θ: 반고리관내 내림프의 실제 이동 각도

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전정안반사 검사: 칼로릭 검사와 회전 자극 검사 · 2016-08-04 · à £ d ß % Ñ...

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