무의식 상태의 환자에서 나타날 수 있는 안구운동 소견 박재한

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무의식 상태의 환자에서 나타날 수 있는 안구운동 소견

박재한

대구가톨릭대학교 의과대학 신경과학교실

Eye Movements in Unconscious Patients

Jae Han Park, MD

Department of Neurology, School of Medicine, Catholic University of Daegu, Daegu, Korea

Unconscious patients such as coma are unresponsive to all external stimuli, noxious or otherwise. Neuro-ophthalmologic exami- nations are paramount in the neurologic assessment of those patients, especially with regard to brain stem localization and diag- nosis. Examination of the pupils, fundi, and corneal reflexes are all helpful. However, the ocular motility examination is especially important because the pathways governing ocular motility traverse the entire brainstem, so pathology in this region often pro- duces recognizable eye movement abnormalities. The evaluation of eye movements consists of next three steps. Observing the resting position of the eyes, evaluating spontaneous movements, and investigating reflex eye movements. This article details the eye movement examination in unconscious patients.

Keywords: Unconscious; Eye movement

서  론

각성(arousal)과 안구운동은 공통적으로 뇌간망상체(brainstem re- ticular formation)에 있는 신경세포에 의해 조절되기 때문에 무의식 환 자를 평가하는데 안구운동을 관찰하는 것은 임상적으로 유용하다.

하지만 무의식 환자를 평가하는데 있어 가장 널리 사용되는 글래스 고혼수척도(Glasgow coma scale) 같은 전통적인 의식평가척도에 안구 운동의 평가에 대한 항목은 없기 때문에, 안구운동에 대한 평가를 포 함한 새로운 척도들이 최근 들어 각광을 받고 있으며, 글래스고혼수 척도보다 혼수 환자의 상태를 더 잘 반영한다는 의견이 있다.

무의식 환자들은 뇌의 기능이 정상적으로 작용을 하지 못하므로 신속보기 (saccades), 부드런따라보기(smooth pursuit)와 같은 대뇌피질에 관련 된 의식적인 안구운동이 정지된 상태이며, 또한 빠른 성분의 안진도 나타날 수 없다.

따라서 무의식 환자들의 안구운동을 평가하는 것은

정상적인 경우와는 다르게 제한적이며, 주로 가만히 누워있는 상태에 서 안구의 위치와 움직임을 관찰하고 자발적인 안구운동이 일어나는 지를 보며, 반사적인 안구의 움직임이 있는지를 찾게 된다.

이에 대해 본론에서는 무의식 상태 환자에서 나타날 수 있는 신경안과적 소견 을 가만히 있는 상태(resting position)에서 보일 수 있는 이상, 자발적인 안구운동(spontaneous eye movements), 반사적인 안구운동(reflex eye movements) 세 가지 관점에서 살펴보고자 한다.

본  론

무의식 환자가 가만히 있을 때 관찰할 수 있는 안구이상 (Abnormal eye movements of unconscious patients in resting position)

뇌의 한쪽 반구 병변으로 의식이 없는 경우 안구는 수평방향의 동

Correspondence to: Jae Han Park, MD

Department of Neurology, Catholic University of Daegu, School of Medicine, Daegu Catholic University Hospital, 33 Duryugongwon-ro 17-gil, Nam-gu, Daegu 705-718, Korea Tel: +82-53-650-3626, Fax: +82-53-654-9786, E-mail: [email protected]

Received: May 5, 2020 / Accepted: May 15, 2020

REVIEW

ISSN: 2234-0971 대한안신경의학회지: 제10권 제1호

Clin Neuroophthalmol 10(1):1-4, June 2020

Park JH•Eye Movements in Unconscious Patients

Clin Neuroophthalmol 10(1):1-4, June 2020

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향편위(conjugate deviation)가 흔하게 발생하게 된다. 보통 반신마비 (hemiparesis)가 일어난 반대방향, 즉 병변 방향으로 동향편위가 생기 게 되며, 뇌간의 교뇌(pons)에 병변이 생기면 반신마비가 일어난 방향, 즉 병변 반대방향으로 동향편위가 생기는데 이는 신속보기 안구운동 의 경로가 뇌간으로 내려오며 교차가 일어나기 때문이다.

수평방향 의 동향편위에 비해 하방이나 상방으로의 수직편위는 병변의 예측이 어려운데 이는 뇌간, 시상, 시상하부의 여러 병변에서 발생할 수 있고 그 원인도 뇌전증, 수면질환, 대사성뇌병증 등 여러 가지 질환에서 보 일 수 있기 때문이다.

일부 시상(thalamus) 병변에서는 안구가 일반적 인 편위방향과 반대로 편위되는 경우가 있는데 이를 틀린방향눈 (wrong way eye) 현상이라고 칭한다.

간헐적인 안구의 편위와 머리의 돌아감은 발작(seizure)에 의해 발생할 수 있는데 발작의 초기에는 발 작이 시작된 초점(seizure focus)의 반대방향으로 동향편위가 생기고 그로 인해 병변방향으로 교정을 하는 빠른 안진이 나타나게 되며, 발 작이 끝나면 발작의 초점의 활성도(activity)가 감소되고 마비시기(pa- retic phase)로 들어감에 따라 활성도가 낮아져 안구는 다시 발작의 초 점 방향으로 편위가 된다.

안구의 긴장성(tonic) 수직편위(vertical de- viation)도 무의식 환자에게서 보일 수 있는데 하향 긴장성 수직편위 는 주로 시상출혈이나 등쪽중뇌증후군(dorsal midbrain syndrome)에 서 눈모음(convergence)과 동반되어 나타나는 경우가 많으며, 바르비 탈류(barbiturate) 같은 약물에 의해 의식이 저하된 환자에서 온도안진 검사(caloric test)를 시행한 후 수평방향의 편위가 끝난 후에 관찰되는 경우도 있다.

상향 긴장성 수직편위는 저산소성뇌병증(hypoxic en- cephalopathy) 환자에서 관찰될 수 있는데, 중뇌에 구조적 병변이 보이 지 않더라도 나타날 수 있으며, 지속식물인간상태(persistent vegeta- tive state)로 진행하면서 하향편위로 바뀌어 유지되기도 하고 회복되 면서 하향안진(downbeat nystagmus)이 발생하기도 한다. 이는 수직의 전정안구반사(vestibular ocular reflex, VOR)에서 상향의 VOR을 억제 하고 있는 소뇌 기능이 손상받아 안구가 상향편위가 일어나기 때문 에 의식이 회복되면 이를 교정하는 하향안진이 발생하는 것으로 설명 한다.

또한 신경이완제(neuroleptic drug) 같은 약물에 의해 안구운 동발작(oculogyric crisis)이 일어나면 안구의 긴장성 상향편위가 보일 수 있으며 눈꺼풀의 상향편위도 교뇌중뇌병변(pontomesencephalic lesion)에서 드물게 나타날 수 있다.

시선축(visual axis)의 변화로 인해 사시(strabismus)가 발생하면 안구의 정렬이 깨지게 되는데, 안구운동 을 담당하는 눈돌림신경(oculomotor nerve), 도르래신경(trochlear nerve), 외전신경(abducens nerve)의 손상이나 스큐편위(skew devia- tion), 정상적으로 이루어지고 있던 안구의 융합(fusion)이 깨져 일시적 인 사위(phoria)에 의해 발생 할 수 있으며, 두부외상을 겪은 환자들은 바깥파열골절(blow out fracture)로 인해 제한성눈마비(restrictive

ophthalmoplegia)로 인해 나타날 수 있다.

사시의 원인을 알아내기 위 해서는 기능장애를 보이는 근육과 그 범위를 알아내야 하며, 동공 (pupil)과 뇌간반사(brainstem reflex)를 같이 평가하면 진단을 내리는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어 완전눈운동신경마비(complete oculo- motor nerve palsy)는 동공의 확대, 눈꺼풀처짐(Ptosis), 안구의 외하향 편위가 일어나면 진단할 수 있으며, 동공의 확대는 갈고리이랑탈출 (uncal herniation)의 초기 소견일 수 있다. 수직방향의 사시는 두부외 상환자에서 스큐편위나 도르래신경마비로 생길 수 있으며, 양측의 외 전신경마비는 뇌압의 증가로 발생 할 수 있다.

무의식 환자에서 나타나는 자발적인 안구운동(spontaneous eye movement of unconscious patients)

무의식 환자에서 자발적인 안구운동이 보이면 뇌전증발작(epilep- tic seizure)의 가능성을 항상 염두에 두어야 하며 느리게 움직이는 순 회눈운동(roving eye movement)은 급속눈운동수면(REM sleep)의 안 구운동보다는 느리지만 수면시의 안구운동과 비슷한데, 이러한 안구 운동들은 뇌간의 주시기전(gaze mechanism) 기능이 살아있음을 시 사하는 소견일 수 있다.

무의식 환자에서 비정상적인 자발적 안구운 동은 자주 관찰되는 문제이며 그 양상과 발생원인에 대해 하는 것은 환자의 평가에 있어 중요하다.

안구찌운동(Ocular bobbing)

간헐적으로 양측 눈이 동일하게 빠르게 아래로 편위되었다가 천천

히 정상 위치로 돌아오는 안구운동을 말한다. 일반적으로 반사적인

수평안구운동은 관찰되지 않으며 주로 교뇌출혈이 있는 환자에서 잘

나타나지만 교뇌를 압박하는 소뇌출혈, 대사뇌병증(metabolic en-

cephalopathy), 독성뇌병증(toxic encephalopathy)에서도 나타날 수 있

다.

안구찌운동의 변형된 형태로는 안구담금질운동(ocular dip-

ping), 역안구찌운동(reverse ocular bobbing), 역안구담금질운동(re-

verse ocular dipping)이 있으며 안구담금질운동은 양측 눈이 느리게

아래로 편위되었다가 빠르게 정상위치로 돌아오는 안구운동을 의미

하고 역안구찌운동과 역안구담금질운동은 빠른성분과 느린성분의

안구운동은 동일하나 방향이 위로 편위되었다가 정상위치로 돌아오

는 것을 말한다.

이러한 변형된 형태의 안구찌운동은 해부학적국소

화(anatomical localization)의 의미는 좀 떨어지지만 안구찌운동과 비

슷한 기전으로 발생하는 것으로 생각된다. 드물게 수평주시마비와 함

께 큰 진폭의 수직시계추진동(vertical pendular oscillation), 근간대경

련(myoclonus)이 뇌간의 뇌졸중(stroke)의 급성기에 나타날 수 있으며,

급성기를 지난 후에 안구입천장떨림(oculopalatal tremor)으로 지속될

수 있고 안구찌운동과 눈모음 및 눈벌림운동이 같이 나타나는 경우

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에는 등쪽중뇌증후군을 의심해 볼 수 있다.

핑퐁주시(Ping-pong gaze)

핑퐁주시는 무의식 환자에서 수평방향의 편위가 수초의 간격으로 바뀌는 안구운동을 말하는데 주로 대뇌반구나 대뇌다리(cerebral pe- duncle)의 양측성 병변에서 나타나지만 중뇌의 병변에서도 보고되고 있으며, 심장수술 후의 광범위한 대뇌허혈, 약물에 의한 경우에서도 나타날 수 있다.

핑퐁주시와 비슷하지만 주기교대주시편위(periodic alternating gaze deviation)는 약 2분의 간격을 두고 주시의 편위가 변 하는 것을 말하며, 간성혼수(hepatic encephalopathy) 환자에서 주로 나타난다. 주기교대주시편위는 빠른 성분의 안진이 없는 경우로 주기 교대안진(periodix alternating nystagmus)과 비슷하다고 볼 수 있다.

작은 진폭의 빠른 수직안구운동(Rapid, small amplitude vertical eye movement)

작은 진폭의 빠른 수직안구운동은 일반적으로 뇌간병변을 가진 환자에서 뇌전증발작이 있을 때 나타나며, 단안의 수평, 수직 그리고 회선방향의 안구운동도 의식이 없는 환자에서 보일 수 있는데 뇌간 의 기능장애를 시사하는 소견일 수 있다.

또한 의식이 있지만 사지마 비를 보이는 감금증후군(locked-in syndrome) 환자는 자발적인 수진 안구운동만 나타나는데 주로 양측 교뇌의 경색으로 발생하기 때문 에 수평안구운동은 소실되기 때문이다.

지금까지 기술한 무의식 환 자에서 보일 수 있는 비정상적인 자발안구운동을 요약하면 다음과 같다(Table 1).

무의식 환자에서 나타나는 반사적인 안구운동(Reflex eye movement of unconscious patients)

의식이 없는 환자의 안구운동검사는 안구의 위치와 자발적인 안 구운동을 검사한 후 인형눈수기(doll’s eye phenomenon), 안구머리반 사(oculo cephalic maneuver)를 알아보기 위한 머리회전(head rotation) 이나 온도안진검사를 시행함으로 완성된다.

환자가 바로 누운 자세 에서 머리회전을 하게 되면 잠재적으로 세반고리관(semicircular ca- nal), 이석기관(otolith organ), 목근육(neck muscle)이 자극된다. 의식이 있는 정상인에서는 시고정(fixation), 부드런따라보기가 머리회전 시 발생하는 안구운동에 영향을 줄 수 있지만 무의식 환자에게서 발생 하는 머리회전 시의 안구운동은 전적으로 VOR의 영향이므로 VOR 과 관련된 중추신경계의 구조물인 연수(medulla)와 교뇌의 기능을 평 가하는데 유용하다.

만약 반사적인 안구운동이 정상이라면 머리를 수평방향으로 빠르게 회전시키면 안구는 회전시키는 방향의 반대쪽 끝으로 이동된다. 안구가 이동된 후에 위치를 유지하지 못하고 눈 가 운데로 다시 돌아가게 되면 주시고정(gaze holding)에 관련된 신경적 분체(neural integrator)의 기능장애를 시사한다.

결  론

의식이 있는 상태에서의 안구운동의 평가는 자발안진, 주시안진, 부드런따라보기, 신속보기, 두부충동검사(Head-impulse test) 등의 여 러 가지 안신경학적 검사를 통해 이루어 질 수 있지만 의식이 없는 상 태에서 할 수 있는 안구운동 평가는 제한되어 있다. 하지만 무의식 환 자에서 안신경학적인 검사 및 평가는 환자의 병변을 유추하고 예후를

Table 1. Abnormal spontaneous eye movement in unconscious patients

Term Description Significance

Ocular bobbing Rapid, conjugate, downward eye movement and slow return to primary position

Pontine stroke

Other structural, metabolic, toxic disorder Ocular dipping Slow downward movement and rapid return to primary position Unreliable for localization

Hypoxic-ischemic or metabolic disorder Reverse ocular bobbing Rapid upward movement and slow return to primary position Unreliable for localization

Metabolic disorders

Reverse ocular dipping Slow upward movement and rapid return to primary position Unreliable for localization pontine infarction AIDS

Ping-pong gaze Horizontal conjugate deviation of the eyes and alternating every few seconds (either multiple small saccades or one smooth movement)

Bilateral cerebral hemispheric dysfunction Midbrain infarction

Periodic alternating gaze deviation

Horizontal conjugate deviation of the eyes and alternating every 2 minutes

Hepatic encephalopathy disorders causing periodic alternating nystagmus (but without the quick phases) and unconsciousness or vegetative state

Vertical myoclonus Vertical pendular oscillations (2-3 Hz) Pontine strokes,acutely Small amplitude mainly

vertical movements

Small, intermittent, rapid, vertical, horizontal or retractory movements Pontine or midbrain destructive lesions, with coexistent seizures Reproduced from Leigh RJ, Zee DS. The neurology of eye movement. 5th ed. New York: Oxford University Press 2015, 836-915.

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판단하는데 있어 그 중요성이 아 주 높은 신경학적 검사이다. 무의식 환자의 안구운동평가는 (1) 가만히 있는 상태에서의 눈의 편위와 이 상운동을 파악하고, (2) 자발적인 안진이나 비정상적인 안구운동을 보이는지 확인하고, (3) 반사적인 안구의 움직임이나 자극을 준 후 안 구의 움직임을 검사하는 순서로 이루어진다. 무의식 환자에서 나타날 수 있는 안구의 이상소견을 평가하는 것은 환자의 진단과 치료에 도 움이 될 수 있을 것이다.

REFERENCES

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