Research in Vestibular Science Vol. 9, Suppl. 1, June 2010 Symposium pissn 2092-8882, eissn 2093-5501 자발성및주시유발성안진 계명대학교의과대학신경과학교실 이형 Spontaneous and Gaze-evoked Nystagmus Lee Hyung, MD Department of Neurology, Keimyung University School of Medicine, Daegu, Korea 서론안진은말초전정기능으로부터대뇌에이르는복잡한안구운동계의이상을반영하는매우어려운증후이므로, 평형장애환자에서기질적질환의여부를밝히는데결정적인역할을한다. 안진은병변부위, 양상, 원인, 유발인자여부등에따라나눠지므로안진의분류는매우복잡하다. 임상에서는우선발생양상에의해크게자발안진 (spontaneous nystagmus) 과유발안진 (induced nystagmus) 으로구별하며, 각각의안진은병변부위에따라중추성과말초성으로분류하는것이환자의검사, 치료및예후를결정하는데도움이된다. 자발안진 (Spontaneous nystagmus) 자발안진은특별한유발인자없이안진이관찰되는경우이다. 자발안진에서중추성및말초성의감별은표에서와같다 (Table 1). 1. 말초성자발안진 (Peripheral spontaneous nystagmus) 말초성안진은병변의반대편을향하는회선성수평안진 (mixed torsional-horizontal) 의양상을띠며주시고정에의해약화된다 (Figure 1). 병변의반대편을바라볼때안진이심해지고병변쪽을볼때안진이약해지나안진의방향이역전되지는않는다. 말초성안진은중추성적응기전에의해대개수일내로호전되는임상경과를취한다. Figure 2는말초성병변의대표적인질환인전정신경염에의해우측으로향하는자발성안진이나타나는기전에대해설명하였다. 회복안진 (recovery nystagmus) 회복안진은한쪽의말초전정기능이손상되고나서회복되는중에일시적으로자발안진의방향이역전되는현상이다. 이는전정기능의손상후중추성보상기능에의해양측전정계사이의불균형이해소된다음, 손상되었던쪽의전정기능이회복되면서반대방향으로의불균형이다시유발되기때문이다 (Bechterew 현상 ). 이러한안진이관찰될때는새로운병변이생긴것으로오인하지않는것이임상적으로중요하다. Corresponding Author: Lee Hyung, MD Department of Neurology, Keimyung University School of Medicine, 194 Dongsan-dong, Jung-gu, Daegu 700-712, Korea Tel: +82-53-250-7835 Fax: +82-53-250-7840 E-mail: hlee@dsmc.or.kr Copyrightc 2010 by The Korean Balance Society. All rights reserved. 2. 중추성자발안진 (Central spontaneous nystagmus) 중추성안진은시선고정에의해약화되지않으며, 서상의속도는어둠속에서도같은상태로유지된다. 중추성안진이시선고정에의해서약화되지않는것은동반되는추적안구 S25
Res Vestibul Sci Vol. 9, Suppl. 1, Jun. 2010 Table 1. 말초성및중추성안진의감별 특징 말초성 중추성 양상 수평-회선혼합형 순수한수직, 수평, 또는회선방향혼합형 방향 일측성 ( 병변반대편을향함 ) 방향전환성, 일측성 주시에의한영향 억제 영향없음 적응 수일내사라짐 종종지속적임 현훈 두드러짐 경미함 청력증상 이명, 청력소실 보통없음 다른신경학적증후 이명, 청력소실없음 보통없음, 뇌간또는소뇌증후 + visual fixation Figure 1. In patient with left vestibular neuritis, three dimensional video-oculographic recording showed spontaneous right beating horizontal nystagmus with a clockwise torsional component, which was attenuated by visual fixation. There was also some up beating component. 운동의장애때문인데, 이는전정핵에서안구운동핵으로연결되는신경로를추적안구운동계와전정계가공유하는해부학적특성에서비롯된다. 순수한수직방향의안진이나회선안진은중추성병변을시사한다. 순수하게수직방향의안진이발생하기위해서는양쪽전정기관에서서로대응되는반고리관 ( 상방안진에서는양측전반고리관, 하방안진에서는양측후반고리관 ) 만이선택적으로침범되어야하나말초성병변에서는이러한가능성이거의없기때문이다 (Figure 3). 마찬가지로순수한회선안진은한쪽의전ㆍ후반고리관만이선택적으로손상될때발생하기때문에중추성병변을시사한다. 1) 하방안진 (Downbeat nystagmus) 양안이서서히위로치우쳤다가급속안구운동에의해원래의위치로되돌아오는형태의안진이다. 흔히보행장애 ( 실조 ) 및시력불선명 ( 진동시 ) 을호소하며, 동반된사편시 (skew deviation) 나핵간안근마비 (in-ternuclear ophthalmoplegia, INO) 로인해복시가발생할수있다. 하방안진은전정소뇌 질환에서흔히발생하므로, 추적안구운동및시운동성안진의장애, 전정안반사억제장애등이흔히동반된다. 1 하방안진은일반적으로하방주시, 폭주, 측방주시등에의해심해진다. 특히대부분의일상생활이하방주시상태에서이루어지므로환자들은상방안진에비해불편을호소하는경우가많다. 고개를뒤로젖히거나자세를바꿀때안진이유발되는경우가있으므로, 자세한병력을통해증상의악화요인을찾아내는것이중요하다. 드물게는하방안진이한쪽눈에서만발생하거나, 주기적으로발생할수있다. 2 하방안진은수직반고리관의기능을담당하는중추성전정기능의불균형에의해발생하는것으로여겨진다. 발생기전으로는첫째, 하전근에대한긴장성 (tonic) 전정지배장애나, 둘째, 상전근에대한소뇌편엽- 소절엽 (flocculonodular lobe) 의억제성지배감소등이거론되고있다. 실험적으로는제 4뇌실바닥중앙부위의병변이나소뇌편엽의절제에의해발생하는데, 3 편엽절제에서는전반고리관으로부터의입력에대한억제감소가, 제4뇌실바닥의병변에서는후반고리관으로부터의입력경로차단을원인으로설명한다 (Figure 4). S26
이형. 자발성및주시유발성안진 Figure 3. Schematic summary of semicircular canal excitation and corresponding eye movements. Arrows indicate the slow phase of the eye movements, not the fast phase of the induced nystagmus. L, left; R, right; AC, anterior semicircular canal; HC, horizontal semicircular canal; PC, posterior semicircular canal. Figure 2. Peripheral vestibular loss on the left side from vestibular neuritis affecting the superior vestibular nerve. This disorder disrupts the portion of the vestibular nerve from the horizontal semicircular canal (HSC) and anterior semicircular canal (ASC) (X). The ASC and HSC project to the superior vestibular nucleus (SVN) and the medial vestibular nucleus (MVN). The SVN in turn projects to the oculomotor nucleus (III) via the brachium conjunctivum (BC) and the ventral tegmental track (VTT). The MVN projects to the abducens nucleus (VI) and the III nucleus via the medial longitudinal fasciculus (MLF). The VI nucleus projects to the lateral rectus muscle (LR). The nucleus projects to the superior rectus (SR), medial rectus (MR), and inferior oblique (IO) muscles. 하방안진의원인은주로 1) Arnold-Chiari 기형과같은두개-경수접합부 (craniocervical junction) 병변, 2) 하부뇌간및소뇌질환, 3) 독성또는대사성장애이다. 흔한원인질환으로는뇌간경색, 다발성경화증, 소뇌이소증 (cerebellar ectopia) 및소뇌변성등이있다. 하방안진이머리의움직임에의해간헐적으로발생할경우는두개- 경수접합부 (craniocervical junction) 의구조적질환이나경추뼈돌기 (osteophyte) 에의한추골동맥의압박등을고려해보아야한다. Figure 4. Schematic representation of the structures causing downbeat nystagmus. Either interruption of the excitatory pathways from the posterior semicircular canals to the depressors of the eyes or disinhibition of excitatory pathways from the anterior semicircular canal to the elevators of the eyes as a result of loss of inhibition from the flocculus causes upward bias in the vertical VOR, which results in downbeat nystagmus. -, inhibitory pathway (dark lines); +, excitatory pathway (light lines); III, oculomotor nucleus; IV, trochlear nucleus; VIII, vestibular nuclei; AC, anterior semicircular canal; IO, inferior oblique muscle; IR, inferior rectus muscle; PC, posterior semicircular canal; SO, superior oblique muscle; SR, superior rectus muscle. 2) 상방안진 (Upbeat nystagmus) 제일안위에서안쪽으로향하는안진으로주시방향및눈모음에의한영향은다향하다. 4-6 하방주시에의해안진이증가되는경우도있으며, 고개를기울이는동작에의해영향을받는다. 상방안진에서좌우방향의수평성분이번갈아가면서동반될때를나비넥타이안진 (bowtie nystagmus) 라하며, 하부뇌간부위병변에서관찰된바있다. 1) 상방안진 S27
Res Vestibul Sci Vol. 9, Suppl. 1, Jun. 2010 기때문으로생각된다. 11 원인질환은하방안진에서와비슷하나, 연수- 경수접합부의병변이나소뇌변성은적고대신종양이흔하다. 일반적으로다발성경화증, 종양, 뇌경색, 소뇌변성등이흔한원인질환이며, 각종약물도상방안진을발생시킬수있다. Figure 5. Schematic representation of the structures causing upbeat nystagmus. Brachium conjunctivum (BC) and ventral tegmental tract (VT) relay excitatory inputs from the anterior semicircular canal (AC) through the vestibular nuclei (VIII) to the contralateral oculomotor nucleus (III), which innervates the ipsilateral superior rectus muscle (SR) and the contralateral inferior oblique muscle (IO). Ascending excitatory pathways from the perihypoglossal nuclei (PHN) possibly modulate the vestibular tone of the vertical VOR. Lesions in the three connections depicated above the X s result in upbeat nystagmus by inducing bilateral downward bias in the vertical VOR. IV, trochlear nucleus. 은상향전정안반사를담당하는전바고리관 (anterior semicircular canal) 신경로의중추성병변이나시선유지에관여하는연수부위구조물의손상에의해발생하는것으로알려져있다 (Figure 5). 주된병변부위는교뇌- 연수접합부의피개 (tegmentum) 이나, brachium conjunctivum, 소뇌의위쪽벌레엽 (superior vermis), 시상및연수부위의병변에서도보고된바있다. 교뇌- 연수접합부에서는설하전핵 (prepositus hypoglossi nucleus), 7 brachium conjunctivum에서는소뇌로부터뇌간으로향하는상향전정안반사로가, 8 교뇌- 연수접합부의피개병변에선느복측피개로 (ventral tegmental tract) 가. 9 시상에서는전정시상 (vestibular thalamus) 이손상되어발생하는것으로생각된다. 10 드물게내측연수증후군 (medial medullary syndrome) 에동반되는데, 이는설하주위핵 (perihypoglossal nuclei) 의가장아래쪽부위인사이핵 (nucleus intercalatus) 이손상되 3) 회선안진 (Torsional nystagmus) 회선안진은안구의전후축을중심으로안구가안쪽 ( 내회선 ) 또는바깥쪽 ( 외회선 ) 으로도는안진을말한다. 순수한회선안진은중추전정신경로의병변에의해발생한다. 12 순수하게회선안진만이관찰되면뇌간피개부위의병변이나연수구멍증 (syringobulbia) 를의심하여야한다. 뇌간에서는연수및중뇌병변에서관찰되며수직방향의안진이동반될수이다. 외측연수증후군에서는병변의반대편및위쪽으로향하는안진이흔하다. 13 중뇌카할간핵 (interstitial nucleus of Cajal) 병변에서는동측으로향하는회선안진이, 안쪽세로다발머리쪽사이핵 (rostral interstitial nucleus of the medial longitudinal fasciculus, rimlf) 병변에서는반대편으로향하는안진이관찰된다. 14,15 시이소안진 (see-saw nystagmus) 은양쪽눈이반대방향의수직성벡터 (disconjugate vertical vector) 를갖는회선성진자안진이다. 한쪽눈은올라가면서내회선되고반대편눈은떨어지면서외회선되는양상의안진이양쪽눈에서교대로나타나다. 경우에따라서는방향의역전없이한쪽방향으로만안진이관찰될수있으며 ( 반시이소안진, hemi-see-saw nystagmus), 선천성에서는회선성분없이수직방향의운동만이관찰되거나수직방향및회선성분이반대로동반되는경우도있다. 간뇌- 중뇌 (diencephalons-midbrain) 부위의병변이나양측성반맹환자에서흔히관찰된다. 16 시이소안진의정확한발생기전은밝혀지지않았으나안구운동양상이눈기울임반응 (ocular tilt reaction, OTR) 에서보이는것과유사하기때문에, 중추성이석신경로의주기적동요가원인기전으로제기된바있다. 실험적으로는한쪽카할간핵을자극할경우동측으로눈기울임반응이발생하며, 이러한현상은반대편이석신경을자극할경우에도유발된다. 또한시이소안진이시신경교차부위의병변에서흔히동반되기때문에, 아래올리브핵또는소뇌편엽으로가는시각로의병변에의한전정안반사의적응기전 (adaptive control) 장애가원인이라는설명도있다. 17 4) 주기성교대안진 (Periodic alternating nystagmus, PAN) 제일안위에서한방향으로의수평안진이 1~2분 (90초) 간 S28
이형. 자발성및주시유발성안진 Table 2. Vestibular nystagmus resulting from central lesions Torsional nystagmus Dorsolateral medulla lesion Decreased tonic neural actibity to the INC from anterior and posterior SCC on one side. Downbeat nystagmus Cerebellar flocculus lesion or floor of fourth ventricle lesion Decreased tonic neural actibity to the INC from posterior SCC on both sides. Upbeat nystagmus Brachium conjunctivum lesion Dorsal upper medulla lesion Decreased tonic neural actibity to INC from anterior SCC on both sides. Seesaw nystagmus Unilateral lesion of INC Unilateral inactibation of INC. Periodic alternating nystagmus Cerebellar nodulus lesions Unstable (high gain) neural activity in the MVN. Latent nystagmus Loss of cortical binocular visual input to the NOT usually from congenital esotropia Decreased tonic neural actibity to MVN from the not on one side when one eye is covered. (Note that the not provides all of the visual input into the MVN.) INC, interstitial nucleus of Cajal; MVN, medial vestibular nucleus; NOT, nucleus of the optic tract; SCC, semicircular canal. 지속되다가점차약해지면서사라지고, 0~10초동안의휴지기 (null period) 후에반대방향으로의안진이생겨같은기간동안지속된다. 소뇌중앙부의병변에서가장흔하며, 실험적으로는원숭이에서소뇌소절 (nodulus) 과목젖 (uvula) 을제거하여유발할수있다. 소절및목젖병변에서는머리회전에의해유발된안진이과도하게연장되는것으로보아 ( 속도저장기전의항진 ), 전정신경계의보상기전으로안진의방향이역전되어발생하는것으로생각된다. 보통후두와 (posterior fossa) 및하부뇌간부위의병변에의해발생하며, 때로하방안진을동반한다. 18 각종중추성안진의병변부위및기전을정리하면 Table 2와같다. 주시유발성안진 (Gaze-evoked nystagmus, GEN) 주시안진은안구의위치가제일안위를벗어나어느한쪽을바라볼때생기는안진이다. 안구가어느한쪽으로계속해서치우쳐있기위해서는안구를원래의위치로되돌리려는안구주위조직의탄력에대항할수있는외안근의긴장성수축이필요하다. 이를위해서는신경조직의지속적인흥분이필요하며, 이러한역할을담당하는구조물의신경적분체라한다. 신경적분체는전정안반사, 급속및추적안구운동에서안구의이동속도에대한명령 (pulse) 을안구의위치에대한정보 (step) 로전환하여외안근의수축을유지한다. 수평방향의안구운동에서는설하전신경핵 (nucleus prepositus hypoglossi, NPH), 내측전정신경핵및소뇌타래엽 (flocculus) 이신경적분체역할을하며, 수직및회선안구운동에는카할간핵이관여한다. 신경적분체의기능이떨어지면, 어느 한쪽주시에서눈이원하는위치에머물러있지못하고중앙으로흐르며, 이를보상하기위한안진의속상이발생한다. 19 정상인에서는주변부주시에서중앙으로향하는안구운동의시간상수가 20~70초정도이나, 신경적분체에이상이있으면시간상수가 1초이내로감소한다. 주시안진은보통소뇌편엽및그연결로의병변을시사한다. 안진의모양은특징적으로감소서상 (decelerating slow phase) 의양상을띤다. 주시안진은안구가어느한쪽방향으로최대한치우쳐서바라볼때생기는종점안진 (end-point nystagmus) 과감별하여야한다. 종점안진은대개몇번정도있다가사라지며, 한쪽끝을 30초이상쳐다보면피로현상에의해정상인에서도관찰되므로병적인현상은아니다. 또한 4 이내의진폭으로수평방향으로만관찰되면, 안진이지속적으로있다하여도병적현상으로여길수없으며, 양안에서다르게나타날수도있다. 안진의진폭이 4 이상이거나, 양쪽주시에서안진이비대칭적으로 (asymmetric) 관찰될때주시안진을시사한다. 가장두드러진차이는암실에서서상 (slow phase) 속도의변화이다. 종점안진에서는서상의속도가 2배가까이증가하는데비해주시안진에서는거의변화가없다. 임상에서주시안진을관찰할때는종점안진과혼동을피하기위해안구가중앙에서 30 이상을벗어나지않도록한다. 일반적으로건강한성인에서수평방향으로의최대안구운동범위는 45 정도이므로, 중앙에서부터최대측방주시까지의범위를 3등분하여안구의위치가 3분의 2를넘지않도록한다. 또한표적의위치가너무가까울때는동반되는눈모음 (convergence) 긴장도에의해안진이나속진이발생할수있기때문에될수있으면표적은멀리위치시키는것이 S29
Res Vestibul Sci Vol. 9, Suppl. 1, Jun. 2010 서관찰된다. Figure 6. Pathophysiology and characteristics of Bruns nystagmus with right cerebellopontine angle mass. The sum of the two thpes of slow phases is nearly zero in center gaze, rightward in left gaze, and leftward on right gaze. The nystagmus has the character of vestibular nystagmus, however, when gazing to the left (i.e., away from the side of the lesion) and the character of GEN when gazing to the right (i.e., toward the side of the lesion). CPA, cerebellopontine angel; NI, neural integrator. 좋다. 주시안진의가장흔한원인은약물 ( 항경련제, 진정제, 알코올등 ) 로주시안진이관찰되는환자에서는약물복용여부를반드시확인하여야한다. 약물에의한주시안진은수평및수직의모든방향에서나타나는것이일반적이다. 1) Brun안진소뇌각 (cerebellopontine angle) 병변에서특징적으로발견되는안진으로병변쪽을바라볼때는비교적진폭이큰소뇌성안진이, 병변반대측주시에서는작은진폭의전정안진이관찰된다. 소뇌성안진은소뇌타래엽이나뇌간의압박으로인한주시안진이며, 반대편주시에서보이는전정안진은전정신경의병변때문이다 (Figure 6). 2) 반동안진 (Rebound nystagmus) 및구심안진 (Centripetal nystagmus) 주시안진의한형태로한쪽을 20초이상계속해서바라볼때, 주시안진의정도가서서히감소하다가안진의방향이반대로바뀌어중앙을향하거나, 환자에게정면을바라보게할때반대방향으로향하는안진이일시적으로발생하는경우이다. 안진은대개 30초이내에사라진다. 반동안진은흔히추적안구운동및시운동성안진장애와잘동반되며, 전정안반사의억제에도이상이동반되는경우가흔하다. 반동안진이나구심안진은소뇌질환을시사하며실험적으로는타래엽을제거하여발생시킬수있다. 20 대개소뇌변성이나 Arnold-Chiari 기형, 다발성경화증, 항경련제중독등에 3) 해리안진 (Dissociated nystagmus) 핵간안근마비환자에서반대편주시때외전안에서관찰되는안진으로주시방향을향한다. 해리성안진이나타나는기전은내직근마비를보상하기위한신경지배의증가가 Hering의법칙에의해반대편외직근에도같이전달되기때문으로생각된다. 이러한적응가설 (adaptation hypothesis) 을뒷받침하는소견으로는마비된눈을수일간가릴경우외전안진이감소되고, 정상안을가릴경우는이와반대로안진이증가하는현상을들수있다. 안진은핵간안근마비가심할수록또한급속안구운동의진폭이클수록더흔히관찰된다. 드물게는핵간안근마비에서수직방향의해리안진이관찰될수있다. 해리성 (dissociated) 수직안진은한쪽눈에서는수직안진이반대편눈에서는회선안진이주로관찰되는경우로전ㆍ후반고리관의전정안반사로가손상되어발생하는것으로생각된다. 4) 눈모음유발안진 (Convergence-evoked nystagmus) 대부분의안진은눈모음에의해약화되나, 눈모음유발안진에서는눈모음이안진을유발하거나증폭시킨다. 시계추안진의양상을띠며, 수직방향으로나타나는경우가많다. 선천성안진은공명성 (conjugate) 이며, 후천성에서는이명성 (disjunctive) 으로관찰된다. 공명성이란양쪽눈이같은방향, 같은정도로움직이는것을지칭하며, 이명성이란안구운도으이방향이나정도가양안에서차이를보이는경우이다. 눈모음유발안진은한쪽눈을가리면사라지며, 빈도는 4~5 Hz, 진폭은 2~5 이다. 가장흔한원인은다발성경화증및뇌간경색이며, 발병기전은잘알려져있지않으나, 후천성은이명안구운동계 (vergence system) 의장애에의할것으로생각된다. 시신경염환자에서눈모음유발안진이관찰되면질병이미만성으로퍼져있을가능성을시사한다. 21 REFERENCES 1. Yee RD. Downbeat nystagmus: characteristics and localization of lesions. Trans Am Ophthalmol Soc 1989;87:984-1032. 2. Du Pasquier R, Vingerhoets F, Safran AB, Landis T. Periodic downbeat nystagmus. Neurology 1998;51:1478-80. 3. Zee DS, Friendlich AR, Robinson DA. The mechanism of downbeat nystagmus. Arch Neurol 1974;30:227-37. 4. Carl JR, Yee RD, Baloh RW. Convergence and gaze effects on vertical nystagmus. Invest Ophthalmol Vis Sci (ARVO S30
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