책임저자: 이근호, 충남 천안시 동남구 안서동 산 29번지
330-715, 단국대학교 의과대학 신경과학교실 Tel: 041-550-6295, E-mail: [email protected] 접수: 2011년 11월 15일, 심사: 2011년 12월 3일 게재승인: 2011년 12월 17일
이 연구는 2010학년도 단국대학교 대학연구비의 지원으로 연구되 었음.
스트레스에 의해 유발된 두통 환자에서의 평형기능의 이상과 정상인과의 비교
단국대학교 의과대학 신경과학교실
이 근 호
Stress-induced Headache and Postural Control Disturbance Compared to Normal Population
Geun-Ho LeeDepartment of Neurology, College of Medicine, Dankook University, Cheonan, Korea
Stress-induced tension-type headache (STH) is one of the most common types of headaches. They can be brought on- or triggered by stress and muscle strain. The purpose of this study was to investigate whether patients with STH have abnormalities of postural control, and to disclose any frequency shift of the centre of gravity while standing upright. Thirty patients with STH diagnosed by the International Headache Society Classification criteria and with tenderness in pericranial muscles were compared with age and sex matched controls. The questionnaires for stress amount were asked to both groups. All the subjects underwent balance measurements that included vestibular evoked myogenic potential (VEMP) testing, static and computerized dynamic posturography. Stress amount were significantly increased in the patient group. STH patients had reduced VEMP amplitudes compared to the controls. The spectral frequency analysis of body sway while standing upright was investigated. The sway distance and the sway area of center of foot pressure significantly increased in the patients with STH. Spectral frequency analysis showed a significant increase in spectral power below 1.00Hz frequency band. Computerized dynamic posturography showed decreased somatosensory ratio in the patients with STH. These findings suggest that stress may induce abnormal vestibulo-collic reflex and a significant proprioceptive disturbance in tension headache patients. (Korean J Str Res 2011;19:303∼313)
Key Words: Stress, Tension-type headache, Posture
서 론
현대생활의 성급하고 과도한 경쟁적 노력이 요구되는 일상생활 및 직업활동하에서는 다른 사람들보다 스트레스 에 영향을 특히 많이 받는 일정 성격유형 행태를 가진 사 람들일수록 직무 및 사회생활에서 스트레스를 많이 호소 한다. 이러한 스트레스는 두통을 촉진, 악화시키게 되므로 현대인의 스트레스성 두통은 불안 및 우울과의 상관관계
가 높은 정신병리적 질환으로 인식되었다(Drummond, 1985).
스트레스와 관련된 질환인 과호흡증후군, 편두통, 긴장 성 두통, 우울증, 공황장애, 공포증, 수면장애 등은 모두 관 련 증상으로 어지러움을 동반할 수 있다. 이러한 환자들에 서 통증의 유발요인으로는 스트레스가 가장 많으며, 스트 레스는 또한 삽화성두통에서 만성두통으로 전환시키는 요 인으로 작용하기도 한다(D’Amico et al., 2000).
스트레스로 유발되는 긴장형 두통(stress-induced tension-type headache, STH)은 가장 흔한 원발성 두통으로서(Rasmussen et al., 1991; Schwartz et al., 1998), 평생 유병률이 36∼78%이며 성인 인구의 14%에서 주당 1회 이상 호소하며 3%는 거의 매일 호소하고 있을 정도로 대부분의 사람들이 일생 살아 가면서 한 번 이상 경험하게 되는 두통이다(Silberstein, 1994).
두통의 양상은 대개 양측성으로서, 누르거나 조이듯이 아 프고, 경증이거나 중등도 이하의 강도이고, 오심이나 구토 가 동반되지 않는 삽간성 또는 만성의 두통이며, 편두통의 전형적인 증상들을 보이지 않는 것을 특징으로 한다(Head- ache Classification Subcommittee of the International Headache Society, 2004). 두통은 스트레스, 우울증, 불안 등과 연관되 어 발생하는 경우가 많고, 심리적 요인과 관련되어 (DeBenedittis et al., 1990) 정신적으로나 신체적으로 불안정 한 상태에서 잘 유발될 수 있다(Lee JB, 1998).
긴장성두통은 두개 주변 근육의 압통(tenderness)이 존재 하면 진단된다. 대부분의 연구자들은 STH 환자들에서 두 개골 근육의 수축과 정신적 요인들이 서로 영향을 미치는 것으로 생각하고 있으며(Mebane, 1990; Rasmussen, 1993), 실 제로 환자의 80% 이상에서 두개골 주위 근육의 비정상적 수축이 있는 것으로 보고되었다(Lipchik et al., 1996). STH의 통증에는 동통 조절에 관여하는 대뇌 변연계(limbic system) 및 뇌간 통각신경의 변화와 같은 중추성 요소, 그리고 근 막의 동통 예민도 증가와 근육 긴장 항진과 같은 말초성 요소의 상호 작용이 관여한다고 생각된다. 불안이나 심리 적 스트레스는 뇌의 변연계를 통한 근육의 수축을 조절하 는 기능과 우리 몸에 동통을 참아낼 수 있도록 내재되어 있는 항통각 시스템(antinociceptive system)의 기능을 떨어뜨 리며 동시에 뇌간의 통각을 촉발시켜 두통을 유발한다 (Jensen et al., 2000; Park KW, 2001).
STH환자들은 신경증적인 경향을 보이며, 삽화성 두통군 보다 만성 두통군에서 더 심한 우울 증상과 복잡한 심리적 인 문제가 있는 것으로 판단된다. 만성두통환자는 우울증
발달의 매개요인이 되는 자기 통제력이 매우 낮은데(Rudy et al., 1988), 스트레스 지각이 높을수록 대상자의 우울도 높아지며 우울해질수록 두통영향정도에 미치는 기여도가 커짐을 말한다. 이러한 결과는 두통집단이 정상집단보다 더 우울하고 불안하며, 스트레스를 더 많이 지각한다는 보 고(Mattsson et al., 2002)와 불안과 우울이 두통과 유의하다 는 보고를 뒷받침한다(Jung TH et al., 1992).
경부 고유감각 입력이 안구 운동 조절 및 자세 조절에 기여하며 전정계, 시각 및 경부 고유감각계에서의 정보들 은 신체의 자세 바로잡기 및 공간 인식 과정에 상호작용한 다. 동물의 경부 심부 조직에 국소마취제를 주사한 실험에 서 안진과 조화운동불능이 초래되었으며 사람에서 시행한 유사한 실험에서는 안진이 없이 조화운동불능만 나타났다 (Karnath, 1994). 만성 경부 통증과 동반되는 어지럼증을 호 소하는 환자들은 건강한 대조군에 비하여 자세 조절에 장 애가 있음이 관찰되었다(Dieterich et al., 1993). 그러므로 경 부 고유 감각에 이상이 생기면 자세 조절에 영향을 줄 수 있다(Karlberg et al., 1995).
어지럼증은 STH 환자에서 흔히 호소되는 증상이다. 어 지럼증을 호소하는 환자에서 일반인과 비교하여 두통이 빈번하며, 스트레스성 두통과 어지럼증의 연관성이 높음 이 보고되었다(Neuhauser, 2007). 어지럼증과 스트레스는 두 통 환자들의 삶의 질의 저하를 초래하는 데에 큰 역할을 할 것이다. 전술한 긴장성 두통의 발병기전들을 고려하면, 스트레스가 두통에 동반된 어지럼증에도 관계가 있을 것 으로 예상되기 때문에 STH 환자의 자세조절 기능에도 변 화가 있는지에 대하여 파악이 되어야 할 것이다. 그러나 STH 환자들의 평형기능 장애에 대하여 상세히 알려진 바 는 이제까지 없으며 과거의 보고들은 어지럼증이나 평형 이상 등의 증상의 진술에만 의거한 연구여서 통일되고 객 관적인 기준 등에 의한 정량화가 부족하였던 연구들이었 다.
사람의 자세 유지는 신체가 지면에 투사된 영역 범위 내 에서 신체의 무게 중심이 벗어나지 않도록 중력에 저항하 는 다리 근육들이 수축함으로써 이루어지는데, 이를 위해 서 시각, 전정계 및 고유 감각계에서 받아들인 정보들이 중추 신경계와 전정척수로로 전달되고 통합되는 과정이 필요하다(Karlberg et al., 1991). 이러한 정보전달과정에 문제 가 있는지를 알아내려고 하는 임상신경생리검사도구들이 최근 많이 개발되고 있다.
현재 임상에서 응용되고 있는 전정기능검사인 회전의자
Table 1. Demographic profile, patients and controls, age and sex.
Patients (n=30) Controls (n=30)
Male Female Male Famale
Numbers
Average age (years) TTS
10 37.4±9.1 36.0±1.0
20 36.7±9.8 36.5±1.0
10 38.3±8.2 4.5±1.0
20 36.2±7.3 6.0±1.0 TTS: total tenderness score.
검사나 온도안진반응 등은 주로 수평반고리뼈관과 전정안 반사(vestibulo-ocular reflex)에 대한 검사이며 구형낭과 하전 정신경에 대한 검사로는 전정유발근전위(vestibular evoked myogenic potential, VEMP) 검사가 임상에 응용되고 있다. 매 우 강한 음성 자극에 의해 목빗근에서 근전위 반응이 일어 남이 보고된 이후(Bickford et al., 1964) 여러 연구들에 의해 이 반응의 기원이 전정기관, 그 중에서도 구형낭으로 밝혀 졌으며, VEMP로 명명되었다. VEMP 검사는 전정둔덕반사 (vestibulocollic reflex)를 평가할 수 있는 신경생리학적 검사 방법으로, 자극에 의해 구형낭이 활성화되면 여기서 발생 한 신호가 하전정신경을 따라 전정신경핵(특히 외측 전정 신경핵, Deiters’ nucleus)에 도달하게 되고 전정-척수 경로를 거쳐 경부 근육을 수축시키게 되는 일련의 과정을 평가하 는 것이다(Colebatch et al., 1994; Park SH et al., 2001).
자세측정기는 신체의 동요를 분석하여 전정척수로를 연 구할 수 있게 해준다. 컴퓨터를 이용한 동적 자세측정기 (computerized dynamic posturography, CDP)는 피검사자가 직 립으로 올라설 수 있는 평판과 그 위에서 신체가 평판에 가하는 압력의 위치 및 그 동요의 진폭을 감지할 수 있는 장치로 구성되어 있고, 감지된 압력 신호를 변환기를 거쳐 컴퓨터로 분석할 수 있게 하는 기기이다. 자세측정기의 발 판 위에서 신체의 무게중심의 궤적을 추적하고 기록할 수 있으며 신체 동요의 주파수의 power를 푸리어 변환(Fourier transformation)을 거쳐 분석할 수 있다. 체성 감각이나 전정 계 입력에 장애가 있는 경우에 특정 주파수 대역의 동요가 차지하는 정도가 정상인과 차이가 생기는 것이 관찰될 수 있으며 이를 활용하여 대상 환자들의 자세 조절 능력에 장 애가 있는지, 그리고 그 원인이 체성감각 또는 전정감각 입력들의 장애 때문인지를 감별할 수 있다.
CDP는 체성감각을 선택적으로 자극하기 위해 발판을 움 직이거나, 시각계의 선택적 자극을 위해 눈을 뜨거나 혹은 감거나 시야 배경을 움직이거나 하여 혼동된 시각(sway referenced vision)을 주는 등의 조건들을 조합하여 여섯 가지 검사로 구성되며 이 조건들을 비교하여 감각분석(sensory analysis)을 할 수 있다. CDP는 전통적인 전정기능 검사와 달리 신체의 평형 유지에 필요한 시성(visual), 체성(soma- tosensory), 미로성(vestibular) 자극을 조합하며, 선별적 및 종 합적으로 피검사자의 공간에서의 지남력과 자세 조절능력 을 관찰할 수 있다(Trenkwalder et al., 1995; Lee GH, 1998 &
2010).
본 연구는 스트레스에 의해 유발된 STH환자들 중 두개
골 주위 압통이 있어서 경부근긴장이 확실한 환자들 및 정 상대조군을 대상으로 최근에 도입된 VEMP 및 자세측정기 까지 포함시킨 정량적인 전정기능검사를 수행하여 STH 환 자들의 평형기능이 정상인들에 비하여 유의한 이상소견이 있는지, 그리고 이상소견의 양상은 어떠한 성질이 있는지 를 알아보고자 하였다.
재료 및 방법
1. 대상
2010년 4월부터 7월까지 스트레스로 촉발되는 두통을 주소로 내원한 환자들중 국제두통학회 두통 분류법 개정 판에 따른 만성 긴장성 두통의 진단 기준에 합당한 30명의 환자들을 대상으로 하였다. 환자들은 이마 및 두정 부위에 양측성 두통을 호소하였으며 일부는 뒤통수 부위에도 호 소하였다. 통증은 둔하고, 압력을 가하거나 죄이는 것 같았 으며 머리 위에 무언가가 누르는 것 같다거나 머리 주위를 감싸고 있는 것 같다고 호소하였다. 통증은 경증이거나 중 등도 이하의 강도이며, 일상적인 움직임에 의해서 두통이 악화되지 않았다. 두통은 정신적인 스트레스에 의해 촉발 되거나 악화되었다. 근육 압통 검사에서 머리와 목 주위 근육의 압통이 있는 스트레스성 긴장성 두통 환자들을 대 상으로 하였다. 남자 10명, 여자 20명이었으며, 연령은 평 균 37.1±9.3세였다(Table 1).
정상 대조군으로서는, 근육 압통 검사에서 머리와 목 주 위에 압통이 없으며 임상적으로 자세 이상이나 평형 장애 의 증거가 없는 자발적 피시험자들을 환자군과 나이와 성 별 분포를 비슷한 수준으로 선정하였다(남자 10명, 여자 20 명; 37.5±7.4세). 실험 대상군 모두에게 자기가 받는 검사의 목적과 안전성에 관해 충분한 설명을 제공하였으며 실험 시작하기 2일전까지 서면승낙을 얻은 사람만을 포함하였 다.
실험에서 배제한 기준은 편두통이나 군발두통 같은 다
른 만성 일차성 두통이 같이 있는 경우; 다른 신경과적 질 환, 알코올 남용이나 갑상선 질환 또는 요추근 질환 등의 전신성 질환, 또는 정신과적 질환이 있는 경우; 뇌 MRI 상 두개내의 병적 소견이 관찰되는 경우; 두통에 대한 예방약 등을 포함하여 중요한 투약을 받고 있는 경우; 의존성 약 물을 복용하고 있는 경우; 기립성 저혈압이 있는 경우;
10/10 이하의 시력 저하; 미로질환이 있거나 칼로리 검사 등 전정미로검사에서 병적 소견이 보이는 경우 등이었다.
모든 환자들은 두통이 없을 때에 검사하였으며 검사 전 3 일 전부터 진통제 등 일체의 약물을 복용하지 않도록 하였 다.
근육 압통의 검사는 환자군과 대조군 모두에 대하여 시 행되었으며 선택오류를 막기 위해 동일한 검사자가 표준 화된 조건 하에서 무작위로 시행하였다. 대상자는 실험의 목적에 대하여 알려주지 않았으며 검사자도 대상자의 병 력을 사전에 인지하지 못하게 하였다. Langemark et al.(1987) 이 서술한 촉진법에 따라 둘째와 셋째 손가락을 이용해서 조금씩 돌려가며 좌우 각 열 군데의 머리주위 근육 및 건 부착점을 모두 눌러보았다. 각 근육마다 압통의 정도를 0
∼3점으로 점수를 매기고 각 근육별, 좌우 전체를 다 합쳐 서 각 사람마다 총압통 점수(Total Tenderness Score, TTS)를 얻었다.
이전의 연구에서 근육 압통을 기준으로 긴장형 두통 환 자와 두통이 없는 인구를 나눌 수 있는 경계점은 총 인구 에서 얻은 TTS의 75% quartile이었다고 하였으므로(Jensen et al., 1996) 대상군에서도 환자군의 TTS가 대조군의 75%
quartile과 같은지를 확인하므로써 환자들이 STH의 진단기 준에 맞는지를 검증하였다.
두통 환자들의 스트레스 정도는 한국어판 BEPSI (Brief Encounter Psychosocial Instrument; 수정판) 설문지로 평가하 였다(Yoo TW et al., 1992). Frank et al.(1988)이 제시한 삼분 위점을 근거로 고도의 스트레스(17점 미만), 중등도 스트레 스(17∼21점), 경도의 스트레스(22점 초과)의 3군으로 범주 화하였다. 대상 환자들의 스트레스의 정도가 두통환자들 과 대조군 사이에 유의한 차이가 있는지를 χ2-test로 검정 하였다.
2. 전정기능 검사
각 환자들에게 시행된 전정기능검사에는 안구의 신속운 동, 원활추종, 시운동성 안진 등을 관찰하는 전기안진 검 사, 그리고 전정성 안진을 평가하기 위한 칼로리 검사, 회
전의자 검사 및 전정유발근전위검사 등이 포함되었다. 각 검사의 자세한 방법은 이전 논문에서 상세히 서술되었다 (Lee GH et al., 1995). 이러한 전정기능검사에서는 STH 환자 들과 정상대조군 모두에서 특이한 이상소견이 관찰되지 않음을 확인하였다.
전정유발근전위검사(VEMP)는 NICOLET VIKINGSELECT 기종을 이용해 근전위를 측정하였고, TDH-39P 헤드폰을 사용하여 소리 자극을 주었다. 소리 자극은 110 dB SPL의 강도로 500 Hz의 alternating tone-burst를 1초당 2.1회로 주었 다. 분석시간은 49.9 ms, 신호는 30∼1,500 Hz 범위에서 추 출하였다. Tone burst 자극의 상승과 하강시간은 각각 2 ms, 안정기 시간은 3 ms로 100회의 자극에 대한 반응을 평균하 였고, 이를 2회 이상 시행하여 일관된 결과를 얻었을 때 두 번의 평균치를 측정값으로 하였다. 표면전극은 목빗근의 중앙 부위에 위치시켰고, 목빗근의 긴장 상태를 유지하도 록 하였다.
정상적으로 VEMP는 초기 파형과 후기 파형으로 관찰되 며, 초기 파형은 13 ms에서 주로 관찰되는 양전위의 p13과 23 ms에서 주로 관찰되는 음전위의 n23으로 구성되며, 후 기 파형은 n34와 p44의 두 파형으로 구성되어 있다. 초기 파형은 구형낭이 기원으로 정상적으로 모든 경우에서 관 찰되나, 후기 파형은 와우에서 기원한 파형으로 모든 경우 에서 관찰되지는 않는다. 파형이 형성된 경우는 p13과 n23 의 잠복기와 p13-n23간의 파형간 전위차(interpeak ampli- tude)를 구하였다.
이번 연구에서 VEMP에 적용된 정상치는 신경과적 또는 이비인후과적 병력이 없었던 정상인 62명(남 18명, 여 44 명, 평균 50.5±12.5세)을 대상으로 이전에 구하여 놓았던 것이다. 측정치가 정상 평균치 ±2SD을 벗어날 때 이상이 있는 것으로 판정하였다. VEMP의 진폭(amplitude)은 양극간 진폭(peak-to-peak amplitude)과 자극 전 평균 근전도 값과의 비율로 얻었다(Welgampola et al., 2005). 정상인들에서 얻어 진 진폭값의 평균의 95% 신뢰도에서 벗어날 때에 진폭이 감소된 것으로 간주하였다.
3. 정적 자세측정기 검사
대상 환자들과 정상대조군 및 고유감각장애 환자들은 에너지 변환 시스템을 갖춘 평판(Kistler platform type 9286, Winterthur, Switzerland)으로 이루어진 자세측정기(posturo- graphy) 위에 똑바로 서고 양 발의 간격은 7 cm로 벌려 가 만히 있는 자세를 유지하도록 하였다. 피검자가 서 있는
동안에 평판에 가하는 압력의 중심(center of foot pressure, COP)이 동요하는 진폭이 추적되어 컴퓨터에 전달되었다.
피실험자가 고정된 평판 위에 눈을 감고 똑바로 서 있을 때의 COP가 동요하는 궤적의 길이를 표시하는 동요거리, COP의 궤적이 차지하는 표면적의 90%를 표시하는 동요 면적을 구하였고, 동요속도 및 그 표준편차(SD), 그리고 동 요의 진동 주파수의 스펙트럼 분석을 하여 진폭들의 power spectral density (PSD) 그래프가 구해졌다. 진동 주파수 1.0 Hz 이하 범위에서의 power가 전체 주파수 범위(0.0125∼4 Hz)의 power에서 차지하는 비율(PSD 비율)을 계산하였다.
4. 동적 자세측정기(CDP) 검사
본 연구에 사용된 CDP 기기는 Nashner에 의하여 1986년 부터 상업화된 EquiTest version 4.0이다. 이 검사 장비는 움 직일 수 있는 시야장치(visual surround), 움직일 수 있는 발 판(platform) 및 컴퓨터 장치로 구성되어 있다. 발판은 전후 방향 및 toe-up, toe-down 방향으로 움직일 수 있도록 되어 있고, 시야장치는 따로 움직여서 검사자에게 시야의 혼동 을 주거나 발판의 움직임에 따라 움직임으로써 검사자에 게 시각 의존에 혼란을 줄 수 있게 되어 있다.
CDP로 지각계를 평가하는 지각조절검사(sensory organi- zation test, SOT)는 체성감각을 선택적으로 자극하기 위해 발판을 움직이거나, 시각계의 선택적 자극을 위해 눈을 뜨 거나 혹은 감거나 시야배경을 움직이거나 하여 혼동된 시 각(sway referenced vision)을 주는 등의 조건들을 조합하여 여 섯 가지 검사로 구성된다. SOT는 평형점수(equilibrium score) 를 알기 위해 각 조건에서 1회에 20초씩 3회 실시한다. 평 형점수는 전후 방향에서 발목관절을 중심으로 평형을 유 지할 수 있는 최대한계인 약 12.5o 이상의 동요를 0점으로 설정하고 완전한 평형이 유지되어 동요가 없을 때를 100점 으로 하여 환산한 점수이다. 검사의 기록은 각 조건별로 신체의 동요를 기록하고, 점수로 환산하여 미리 입력된 연 령별 정상치와 함께 그래프로 출력된다. CDP의 자세한 검 사 방법은 이전의 논문에서 자세히 서술하였다(Lee GH, 2006).
조건 1, 2, 3은 고정된 지지면에서 각각 정상시각, 눈을 감았을 때, 혼동된 시각 등의 조건으로 검사하여 평형의 유지에 정상시각이 필요한지와 부적절한 시각의 영향을 억제할 수 있는지를 검사한다. 조건 4, 5, 6은 앞선 세 조건 에 움직이는 지지면, 즉 체성감각의 혼동(sway referenced somatosensation)상황을 더하여 검사한다. 이 조건들을 비교
하여 다음과 같은 감각분석(Sensory analysis)을 할 수 있다.
체성감각비(somatosensory ratio, SOM)는 조건 2와 1의 비 율로서 시각의 영향을 배제할 때에 신체동요가 얼마나 증 가하는지를 알 수 있다. 이 점수가 낮으면 체성감각을 효 과적으로 이용하지 못하고 있음을 나타낸다. 시각비(visual ratio, VIS)는 조건 4와 1의 비율로서 체성감각을 배제하고 시각을 효과적으로 이용하는가를 알 수 있다. 전정비 (vestibular ratio, VEST)는 조건 5와 1의 비율로서 시각과 체 성감각을 배제하고 전정기능이 정상적인가를 알 수 있다.
시각선호(visual prefererence, PREF)는 조건 3＋6과 2＋5의 비 율로서 부정확한 시각정보를 억제, 무시하고 신체의 균형 을 유지할 수 있는가를 알 수 있다.
이상의 VEMP와 자세측정기에서 나온 측정치는 AD 변 환기를 거쳐 컴퓨터로 전달되었다. 자료는 LabView (Natio- nal Instruments, Austin, MA, USA) 프로그램으로 기록되었고, MATLAB (the MathWorks Inc.,Austin, MA, USA)을 사용하여 개발된 프로그램으로 분석되었다. 각 실험에서 피검자 각 각에 대한 반응들의 평균을 구하였고 통계적 분석은 SuperAnova (SAS Inc., Cary, NC, USA)로 행하였다. 환자들과 정상 대조군 집단 간에 유의한 차이가 있는지 통계적 유의 성은 ANOVA와 t-test로 검증하였으며 동요 측정치들 사이 의 상관관계는 비모수적 방법인 스페르만의 순위 상관 검 사로 분석하였다. p값이 0.05보다 작을 때에 통계적으로 유 의한 것으로 간주하였다.
결 과
30명의 환자 모두 IHS의 기준을 만족하는 비박동성 두통 을 가지는 환자였으며 위치는 양 측 측두 또는 후두, 목 뒤 쪽으로서 두통지속시간이 3시간 이상이며 15명은 1달에 15회 이상 두통이 있는 만성화 경과를 가지고 있었다. 이 학적 검사 및 신경학적 검사는 모두 정상이었다. 모든 피 검자들은 약물 중독 증상이 없었으며 MRI 및 CT 조영 검 사 및 뇌파검사는 정상이었다.
STH환자군의 TTS는 36.3±1.0으로서 대조군(5.3±1.0)보다 유의하게 높은 TTS를 보였다(p＜10-6, Mann-Whitney-Wilco- xon test). 나이와 TTS 사이에는 유의한 연관성이 없었다 (Spearman’s rs=−0.03, p=0.82). 남녀의 성별 구분과 TTS사 이에도 유의한 연관성이 없었다(p=0.78) (Table 1). 모든 두 통 환자들은 TTS가 9점 이상이었으며 대조군은 9점 이하 로서 이는 정상 인구의 TTS의 75% quartile과 같았다.
Table 2. Stress levels in STH group and controls.
Mild (%) Moderate (%) Severe (%) STH
Controls
9 (30.0) 23 (76.7)
16 (53.3) 7 (23.3)
5 (16.7) 0 (0.0) STH: stress-induced tension-type headache.
Table 3. p13-n23 mean amplitude (in μV) and VEMP latencies (in ms) of patients with stree-induced tension-type headache patients and controls (mean±SE).
STH Controls p valuea
p13-n23left amplitude p13-n23right
amplitude p13 latency on
the left p13 latency on
the right n23 latency on
the left n23 latency on
the right
1.193±0.044
1.189±0.055
15.3±0.26
15.8±0.32
24.5±0.36
24.5±0.35
1.765±0.089
1.796±0.095
15.5±0.27
15.9±0.45
24.8±0.42
25.3±0.52
p=0.013
p=0.011
p=0.935
p=0.979
p=0.899
p=0.545
STH: stress-induced tension-type headache.
aUnpaired t test.
Table 4. The parameters of posturography of STH patients and controls.
Patients Controls
Trace length Trace surface
Mean velocity (cm/min) LF
PSD ratio
430.5±141.5a 558.3±102.1a 97.8±20.4a 16.1±4.1 0.24±0.09
309.4±40.8 259.7±60.3 64.7±12.4 8.2±3.5a 0.17±0.06a STH: stress induced tension-type headache, LF: the power spectra of body sway frequency range 0.01∼1.0 Hz, SOM: somatosensory ratio, PSD: power spectral density.
ap＜0.05.
대상 인구의 스트레스 정도는, 환자들에서 경도의 스트 레스가 9명으로 30.0%, 중등도가 16 명으로 53.3%, 고도가 5명으로 16.7%였다. STH 환자들이 대조군보다 스트레스가 많았다(p＜0.01) (Table 2).
1. VEMP 측정결과
모든 환자들은 칼로리검사와 회전의자 검사 등 전정안 구반사의 정량적 전정기능 검사에서 정상 범위를 보였다.
VEMP검사를 시행한 30명의 STH 환자에서 p13-n23진폭은 우측이 1.189 μV (SE±0.055 μV), 좌측이 1.193 μV (SE±
0.044 μV)이었다. 반면에 대조군 에서는 우측이 1.796 μV (SE±0.095 μV), 좌측이 1.765 μV (SE±0.089 μV)이었다.
STH 환자군이 대조군보다 통계적으로 유의하게 진폭이 좌 우 양 측에서 저하되었다(p＜0.01, unpaired t test).
21명(70.0%)의 두통 환자들에서 VEMP 진폭이 정상인들 의 95% 신뢰구간 이상으로 감소되었다(우측 신뢰구간 1.622∼1.967 μV; 좌측 신뢰구간 1.591∼1.952 μV). 4명 (19.0%)은 우측에서 진폭이 감소되었고, 3명(14.3%)은 좌측 에서 진폭이 감소되었으며, 14명(66.7%)에서는 양측에서
진폭이 감소되었다. p13 및 p23 파형의 잠복기는 환자군과 대조군 모두에서 통계적으로 유의한 차이가 관찰되지 않 았다(Table 3).
2. 정적 자세 측정기 검사
대조군 및 환자들이 눈을 감은 채로 고정된 평판 위에 서 있을 때에 STH환자군은 동요 거리 및 동요 면적이 대조 군보다 유의하게 컸다(p＜0.05). 환자들의 COP 동요 거리 의 평균 SD값은 정상 대조군보다 유의하게 높았다(F=10.1, p＜0.002). COP 동요 속도의 크기도 환자들이 정상 대조군 보다 컸다(F=10.2, p＜0.002).
동요주파수의 power는 환자군에서 1 Hz 이하의 주파수 영역의 power가 16.1±4.1로서 정상 대조군(8.2±3.5)보다 유 의하게 컸다(p=0.009). 또한 PSD ratio (0.01∼1.0 Hz 범위의 power가 전체 주파수 범위의 power에서 차지하는 비율)도 환자군(0.24±0.09)에서 대조군(0.17±0.06)보다 유의하게 컸 다(p＜0.05). 신체 동요의 스펙트럼 분석에서 환자의 신체 가 앞뒤로 동요할 때에 1 Hz 이하의 낮은 주파수 대역에서 파워가 증가함을 보여주었다(Table 4).
3. 동적 자세측정기 검사
CDP검사에서 종합점수(composite score)는 환자군이 73.8±
5.5점이었고 대조군은 82.4±5.8점으로서 통계적으로 유의 한 차이가 없었으나 환자군이 대조군보다 점수가 낮은 경 향을 보였다. SOT2에서 평형점수가 유의한 차이를 보였으 며(F=3.3, p=0.02), 이 외의 조건들(SOT1, SOT3, SOT4, SOT5, SOT6)에서의 평형점수는 유의한 차이가 없었다. 감 각분석에서는 환자군의 체성감각비가 대조군보다 유의하 게 감소되었다(F=3.9, p＜0.05). 시각비, 전정비 및 시각선 호는 대조군과 STH 환자군 사이에 유의한 차이가 없었다 (Table 5).
Table 5. Sensory analysis, the mean equilibrium scores and standard deviations for the sensory organization test (SOT) in the STH patient group and normal group.
Patients Controls
SOT1 95.5±3,4 98.8±2.9
SOT2 73.3±3.8a 95.2±3.2a
SOT3 88.8±4.5 94.7±3.2
SOT4 75.9±5.1 80.5±5.5
SOT5 61.4±5.5 64.6±5.9
SOT6 65.3±5.4 67.5±5.7
Composite 73.8±5.5 82.4±5.8
SOM 77.4±5.1a 97.5±3.5a
VIS 76.3±4.3 80.4±5.2
VEST 61.3±5.4 63.3±4.2
PREF 76.3±4.5 78.4±5.2
STH: stree-induced tension-type headache, Composite: composite score, SOM: somatosensory ratio, VIS: visual ratio, VEST: vestibular ratio, PREF: visual prefererence.
ap＜0.05.
고 찰
스트레스에 의해 촉발되는 STH는 일상 생활 수행에 지 장을 초래하고, 삶의 질을 떨어뜨리며 의료비를 증가시킨 다(Ware et al., 1992). STH환자들에서 어지럼증과 평형이상 이 자주 관찰되는데 이러한 병태생리에 대하여 이제까지 의 연구는 객관적이고 정량적이지 못하고 문진이나 설문 등 고식적이고 주관적인 접근 방싱으로의 연구방법들이 대부분이었다.
본 연구에서는 종래의 고식적인 이학적 소견 및 전정기 능검사들에서는 정상소견을 보일 수 있던 STH환자들에 대 해서 더 새롭고 정량적인 신경생리학적 검사방법인 VEMP 및 CDP 등의 검사를 시행하고 정상대조군과 비교하여 이 들의 평형장애의 병태생리를 보다 더 객관적으로 증명하 고자 하였다.
그 결과로 STH 환자들의 71.4%에서 VEMP 진폭이 대조 군보다 감소되었다. 이들의 구형낭의 기능 또는 구형낭경 로에 이상이 있다는 것을 가리킨다. 신체 동요의 스펙트럼 분석에서 환자의 신체가 앞뒤로 동요할 때에 1 Hz 이하의 낮은 주파수 대역에서 파워가 증가함이 관찰되었다. CDP 검사에서 STH환자군은 대조군보다 종합 평형점수가 낮게 나타나서 신체 동요가 정상인에 비해 증가되었음을 보여 주었다. 환자들의 종합 평형점수의 저하의 주 요인으로서
는, 조건 2에서 평형점수가 유의하게 낮았던 것이었는데 고정된 지지면에서 눈을 감았을 때 동요가 심해진 것은 STH환자들의 고유 감각이 저하되어 있으며 시각에 많이 의존하게 되었음을 시사한다. 감각분석에서는 체성감각비 가 환자군에서 정상 대조군에 비해 유의한 감소를 보인 반 면 시각비, 전정비 및 시각선호는 대조군과 환자군 사이에 유의한 차이가 없었다. 이러한 결과들로 보아 STH 환자들 은 임상적으로는 평형 이상의 증상을 보이지 않더라도 자 세측정기 검사에서는 고유 감각에 장애가 있는 소견을 보 일 수 있는 것으로 사료되었다.
STH 환자들은 어지럼증, 평형 이상들을 자주 호소한다.
환자들은 회전성 어지럼증 보다는, 몸이 떠있는 느낌이나 걸을 때에 옆으로 쏠리는 것 같은 느낌이 많다고 호소한다 (Silberstein, 1994). 과거 연구에서 여러 경부 통증 증후군들 이 어지럼증과 연관되어 있으며, 이러한 어지럼증 및 평형 장애는 전정계 이상 때문이라기보다는 고유감각 신호 전 달의 이상 때문인 것으로 추측되었다(Brandt, 1996; Schwartz et al., 1998).
사람의 평형 기능은 시야의 안정 및 직립자세의 유지를 위한 것이다. 사람의 평형은 말초에서의 감각 입력들, 시각 및 고유감각과 전정기관 들에서의 정보와 이들 신호 정보 들이 중추신경계의 여러 단계(뇌간, 소뇌, 기저핵 및 시상) 에서 합쳐진 복잡한 조합에 의해 유지된다. 만일 이 과정 에서 잘못된 정보가 중추로 전해지면 중추에서의 공간 인 식 및 자세 조절에 혼란이 초래되어 평형기능에 장애가 생 기고 동반증상으로 어지럼증, 구토 등의 증상들을 야기하 게 된다. 머리를 포함하여 신체의 자세를 직립으로 유지하 게 하는 데에 중요한 체성 감각의 정보에는 목 부위에서의 고유감각 입력이 포함되어 있는데 목 관절 수용기들 및 근 육 방추에서의 입력에 의한 것으로 여겨지고 있다. 진동 자극 등으로 목 부위 수용체를 흥분시키면 진동된 근육들 이 신전된 것으로 잘못된 정보를 중추로 전달함으로써 자 세 조절 반응 유발 및 자세 운동 감각의 착각이 생기게 한 다(Revel et al., 1991).
전정신경 경로는 앞반고리뼈관과 수평반고리뼈관, 그리 고 타원낭(utricle)에서 시작하는 상전정신경과, 뒤반고리뼈 관과 구형낭에서 시작하는 하전정신경으로 구성되어 있다 (Leigh et al., 1991). 이들의 기능을 평가하는 방법으로 지금 까지 보편적으로 이용되었던 방법은 칼로리 검사와 회전 의자 검사였다. 그러나 이 두 검사법들은 모두 상전정신경 특히 수평반고리뼈관의 기능만을 평가할 뿐이며 하전정신
경의 기능은 평가할 수는 없는 제한점이 있었는데 이를 보 충하여 평가할 수 있는 검사법으로서 최근 소개되고 있는 것이 VEMP이다.
VEMP는 전정척수반사의 이상에 대한 유용한 정보를 제 공할 수 있으므로 종래의 전정기능검사에서 명확하지 않 은 칼로리검사 등으로 인해 병변 부위를 구별하기 어려울 때에 이를 보충하기 위하여 이용되어 왔다(Park SH et al., 2001). VEMP 전달로는 주로 연수 등의 뇌줄기 아래쪽에 있 고 칼로리 검사는 교뇌 등의 뇌줄기 위쪽에 전달로가 있기 때문에 두 검사는 뇌줄기의 기능을 평가하는 데 서로 보완 적으로 작용한다.
뇌줄기나 소뇌를 침범하는 임상적으로 명확한 다발성경 화증 환자에서 VEMP 잠복기가 연장되는 등의 이상 소견 이 관찰되었다(Versino et al., 2003). VEMP 파형은 연축사경 환자에서 비대칭 소견을 보였으며(Colebatch et al., 1995), 7 명의 뇌줄기 경색 환자에서 VEMP를 시행하여 79%에서 이 상 소견을 얻을 수 있었다고 보고되었다(Chen et al., 2003).
이전의 보고들에서 VEMP 진폭 감소는 말초성 전정 기 능 이상에서 기인할 것으로 추측되었다(Welgampola et al., 2005; Lee GH, 2009). 메니에르 병에서 VEMP 진폭은 감소 되거나 파형이 관찰되지 않았다(Lin et al., 2006),
본 연구에서 VEMP 진폭이 감소된 결과는 미로 허혈 등 말초성 전정기관 이상을 시사하나, 감소된 환자의 72.0%가 양측에서 진폭이 감소되었고 구형낭경로가 뇌간에 밀접하 게 위치하고 있다는 사실을 고려하면 환자들의 평형기능 이상이 중추성으로서도 왔을 가능성을 시사한다. 즉 미로 병변 뿐 아니라, 뇌간의 세로토닌 조절계의 이상이나 뇌간 의 허혈 때문에 전정신경핵들이 양측으로 기능이상이 생 겨서 이러한 측정 결과를 보였을 것으로 추측된다. 뇌간의 세로토닌 조절계의 이상 및 그로 인한 뇌허혈 등은 스트레 스와 연관되므로 STH 환자들의 평형이상은 이로 인해 촉 발되었을 것으로 사료된다.
자세측정기는 사람이 직립자세 유지에 필요한 기능을 분석하여 수치화할 수 있는 검사 기기이다. 정적 자세측정 기 검사를 통해 동요 거리, 동요 면적 및 동요 속도 등에 관한 정보를 알 수 있다. 이를 이용한 이전의 실험들은 신 체의 동요 면적이 속귀의 미로의 기능에 의해 조절되고, 동요 속도는 신체의 고유 감각에 의한 지배를 받는 것으로 보고되었다(Lackner et al.,1979; Revel et al., 1994).
특히 직립자세에서의 몸이 흔들리는 동요 주파수를 분 석하면 신체의 여러 감각 입력에 의해 다양하게 영향을 받
고 있는 저주파에서 고주파까지의 주파수 영역대를 관찰 할 수 있다. 신체 동요의 저주파 영역은 전정계 입력이 반 영되고 고주파 영역은 고유 감각 입력이 반영된다고 한다 (Nagakawa et al., 1993).
이들 연구에서 신체 동요의 주파수를 분석한 결과 고유 감각이 손상된 말초신경병 환자들에서 0.7 Hz 이하의 저주 파에서의 power가 증가되었고, 미로 기능이 손상된 환자들 에서는 0.7 Hz 이상의 주파수에서의 power가 유의하게 증 가되는 경향을 보였다. 고유 감각은 평상시에는 미로 입력 보다 우월하지 않으나 미로 기능이 손상되었을 때에는 보 상하는 역할을 하여 빠르고 섬세한 자세 조절 운동을 일으 켜 신체의 직립을 유지시킨다. 따라서 고유 감각에 장애가 있는 환자들은 동요 거리와 동요 속도가 증가되며 신체는 저주파의 크고 방향성 없는 흔들림을 보이게 된다.
본 연구에서도 신체 동요의 스펙트럼 분석에서 STH환자 들의 신체가 앞뒤로 동요할 때에 1 Hz 이하의 낮은 주파수 대역에서 파워가 증가함을 보여주었고, 평형점수 분석에 서도 STH 환자들은 체성 감각점수가 정상 대조군에 비해 유의하게 낮았다. 이는 STH 환자들에서 고유 감각 장애가 내재적으로 존재함을 뜻하는 동적 자세검사 결과로 사료 되었다.
STH 환자들은 임상적으로 자세가 잘 유지되고 있으나, 눈을 감았을 때에 동요 거리, 동요 면적 등 자세조절기 상 의 지표들의 크기가 증가되었다. 이 환자들이 평형을 유지 하려면 시각 정보 등에 많이 의존한다는 것을 시사한다.
즉 환자들은 잘못된 고유감각 입력에 의한 효과를 보정하 기 위하여 시각 정보에 더 의존하게 되는 것으로 사료된 다.
혼란된 시각 정보 등으로 인해 신체 지지 조건들에 혼동 이 왔을 때에 이러한 혼란된 정보를 억제하고 올바른 감각 정보에 의존하여 근 수축 양상을 적절히 대응, 조절하는 능력에 장애가 있기 때문에 자세 조절에서 시각에 대한 의 존을 더 하게 되는 것으로 추측된다. 스트레스가 없는 정 상 대조군에서는 시각이 주위 환경의 정렬상태를 참고로 하여 자세의 불균형상태를 재빨리 인지하고 자세를 바로 잡게 해준다. 그러나 STH 환자들에서는 시각에 의존한 정 보가 잘못된 경우에 이를 보정할 수단이 충분치 않아서 평 형장애가 초래되는 것으로 사료된다.
종합하면, 두개골 주위 압통이 있는 STH 환자들은 고유 감각에 이상이 있어서 자세 조절의 장애가 올 수 있으며, 이는 스트레스로 촉발된 두개골 주위의 근긴장 및 통증으
로 인해 경부에서의 고유 감각 수용기의 신호 전달이 잘못 된 것과 연관이 있는 것으로 생각된다.
STH 환자에서 근육 긴장과 통증이 생기는 기전에 대하 여는 다음과 같은 가설이 제기되었다. 즉 근육의 정적인 수축에 의한 대사물들이 group III 및 group IV 근육구심신 경들을 자극하고 이로 인해 동종 또는 이종 근육들로 투사 하는 γ–운동신경세포들을 활성화시킨다. 이들 γ–운동신 경세포들은 일차 및 이차 방추 구심신경들의 방전들에 영 향을 주게 된다. 일차 근육 방추 구심신경들의 증가된 활 동도는 근 긴장을 증가시키고 더 많은 대사물들을 동종 및 이종 근육들에서 만들어내게 한다. γ–운동신경세포들로 역투사되는 이차성 방추 구심신경들의 증가된 활동도는 양성 되먹이기 고리를 만들어서 이후에는 group III 및 group IV근육 구심신경들의 흥분성에 상관없이 영속적이 고 광범위하게 확산되는 근육 긴장 상태를 초래하게 된다 고 한다. STH 환자들은 근육 긴장이 증가하여 고유감각기 관을 민감화시키고 그 때문에 목 근육에서의 고유감각의 잘못된 입력을 초래하며, 이 잘못된 입력은 중추신경에서 모여진 시각과 전정 감각 정보들의 내용과 합치되지 않아 평형 이상이 초래되는 것으로 생각된다(Revel et al., 1991).
STH가 끊임없는 스트레스에 의해 촉발되어 반복적으로 일어나면 근막 조직의 변화로 이어져 새로운 삽화의 발생 의 역치를 감소시킨다고 한다. 즉 두경부 압통은 두통 기 간에만 증가되는 것이 아니라 두통이 나아진 후에도 수 일 간 지속되고, 중추신경 내에 모종의 회로가 활성화되어 통 각신경의 장기 강화 작용(long-term potentiation)과 항통각 시스템의 기능 저하로 이어져 만성화를 일으키게 된다 (Jensen et al., 2000; Park KW, 2001). 만성 STH의 대부분은 삽화성 STH의 만성화에서 기인하는 것이라는 연구도 있으 므로, 향후 STH의 말초성 기전과 중추성 기전의 동시 차단 이 새로운 치료 전략으로 중요성을 가질 것이다(Jensen, 2001; Lee GH, 2009).
VEMP 및 자세측정기 검사는 다른 전정기능 검사나 뇌 MRI 등 고식적인 신경이과적 검사에서 정상이었던 환자들 에서도 더 상세한 신경생리학적 검사로서 평형기능의 이 상을 발견해낼 가능성이 있다는 것을 시사한다. 더 나아가 서 이들 검사의 결과를 통해 평형기능 이상의 진단 뿐만 아니라 내과적 및 재활 치료 후에 자세 조절 양상의 변화 도 알아낼 수 있을 것이다.
결론적으로, 두개골 주위 압통이 있는 STH환자들은 스 트레스의 정도가 높았으며 VEMP및 자세 측정기 검사 상
에서 평형기능에 정상인에 비하여 유의한 이상 소견을 보 였는데 주로 환자들의 전정둔덕반사 및 고유 감각계 기능 이 저하되었음을 시사하였다. 이는 스트레스에 연관된 만 성적인 두개골 주위의 근긴장 및 통증으로 인해 경부에서 의 고유 감각 수용기의 신호 전달이 잘못되었기 때문일 것 으로 추측되었다. 또한 이들의 전정계 이상이 말초성 병변 뿐 아니라 중추성 병변에서 왔을 가능성도 제기하는 결과 로 사료된다. VEMP 및 자세측정기 검사는 스트레스성 두 통 환자들의 자세 조절 이상을 예민하게 진단할 수 있을 뿐만 아니라 치료 효과에 따른 자세 조절 양상의 변화도 추적할 수 있을 것이다.
본 연구의 제한점으로는 실험 대상 환자 수가 적었고, 대상군으로 STH 환자들 중 두개골 주위의 압통이 있는 환 자들만으로 한정하였다는 점, 두통과 검사 일시 사이의 기 간이 환자마다 일정치 않았으며 두통의 유병기간, 횟수에 따른 통일을 기할 수 없어서 STH 환자들의 평형 기능 이상 의 병태생리학적 설명을 충분히 할 수가 없다는 점 등을 들 수 있었다. 향후 더 많은 환자들을 대상으로 하여 연구 를 진행하여 이러한 제한점을 극복하고 스트레스와 두통 환자들 사이의 병태생리를 밝힐 수 있도록 할 예정이다.
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= 국문초록 =
스트레스에 유발되는 긴장성 두통은 매우 흔한 두통의 하나이다. 본 연구의 목적은 스트레스와 연관되어 경부근긴 장이 동반된 두통 환자들에서 정상인에 비하여 평형기능에 어떤 이상이 있는지를 정량적으로 알아보고자 하였다.
스트레스로 촉발된 긴장성 두통으로 진단받은 환자 30명을 대상으로 하고, 정상인들을 나이와 성별로 짝지어 대조 군으로 하였다. 설문지로 스트레스를 평가하고 전정유발근전위검사(VEMP)가 포함된 전정기능검사 및 자세측정기 검사를 시행하였다. 결과로 스트레스성 긴장성 두통 환자들이 대조군보다 스트레스가 많았으며, VEMP 진폭은 두통 환자군이 대조군보다 통계적으로 유의하게 저하되었다. 두통 환자들의 압력의 중심 동요 궤적은 1.0 Hz 이하의 동요 주파수영역에서 파워가 대조군보다 유의하게 컸다. 전산화동적자세 측정기를 사용한 감각분석에서 체성감각비는 두통환자군이 유의하게 저하되었다. 이로 보아 스트레스성 긴장성 두통 환자들은 경부근긴장에 동반되어 미로 기능 및 전정둔덕반사에 이상이 있거나 고유감각에 이상이 있을 수 있음을 알 수 있었다. 또한 두통환자의 평형기능 이상 이 스트레스로 인해 말초성 병변 뿐 아니라 중추성 병변에서 왔을 가능성을 제기하는 결과로 사료된다.
중심단어: 스트레스, 두통, 평형 64:1682-1688.
Yoo TW, Huh BY, Bae JM et al. (1992) A quick measurement of
stress in outpatient clinic setting. J. Korean Acad. Fam. Med.
13:809-820.
