서     론

   사람에서 공간의 위치지각은 외부 물체가 망막에 투사된 위치를 감각하는 시각과 신체 자체의 위치변화를 감각하는 체성감각으로 이루어지며 체성감각은 다시 신체의 각 부분 사이에 상호 위치변화를 감각하는 심부고유감각계와 중력의 방향을 기준으로 신체의 위치변화를 감각하는 전정계가 담당하고 있다. 전정계는 이미 알려진 바와 같이 각 가속을 감각하는 반규관계와 중력을 포함하는 선 가속을 감각하는 이석기관의 기능에 의해 머리의 움직임이나 위치에 대한 정보를 중추신경계에 제공하고 중추신경계는 이것을 시각, 심부고유감각과 통합하여 안구와 신체 운동계를 통하여 시각과 자세를 안정시켜 개체가 공간내에서 신체의 균형을 유지하도록 한다. 따라서 전정계의 병변은 감각과 운동의 변화를 가져온다.
   반규관계의 손상으로 초래되는 기능의 변화는 잘 알려져 있으며 여러 가지 유용한 검사법들이 임상에서 이미 널리 사용되고 있다. 그러나 이석기관의 기능 이상에서 나타나는 현상과 기능을 평가할 수 있는 방법은 병변을 일으킨 증례의 관찰과¹⁾ 동물실험의 연구 결과로²⁾ 최근에 이르러서야 알려지고 있다. 즉 이석기관의 병변은 공간의 수직과 수평 감각의 착각과 같은 지각의 변화와³⁾ 안구의 편사위(ocular tilt reaction), 회선(torsion)과 같은 안구위치 변화와 머리 기울어짐과 같은 신체의 편위 등 운동계의 이상을 가져온다.⁴⁾ 정상 이석 기능의 평가 방법들로는 이석기관에 선 가속자극을 주고 이석기-안구 반사를 관찰하는 법,⁵⁾ 청각 역치보다 강한 소리자극을 주면서 목 근육에서 나타나는 유발전위를 측정하는 법,⁶⁾ 회전 자극 후 나타나는 안진이 머리의 위치변화로 변동하는 특성을 관찰하는 방법,⁷⁾ 머리를 기울일 때 나타나는 안구의 회선 정도를 측정하는 법⁸⁾ 등이 이용되고 있다. 이 방법들 가운데 주관적인 수직-수평 감각의 평가는 복잡한 장비없이 손쉽게 이용할 수 있으며 이석기관의 병변에서 이상을 나타낸다.⁹⁾ 정상에서 주관적인 수직감은 실제 수직과 1~3도의 차이밖에 없다고 알려져 있고,³⁾ 주관적인 수평감은 정상인의 95%에서 ±2.5도 이내의 범위로 보고되었다.¹⁰⁾ 그러나 현재까지 보고된 정상 범위는 제한된 연령층에서 검사한 소수의 자료에 의존하고 있다. 따라서 이석기관의 기능을 손쉽게 평가하는 주관적인 수직-수평 지각을 다수의 정상인에서 측정하여 연령, 성별, 검사의 반복성과 방향성의 영향을 알아보기 위하여 이 연구를 하였다.

대상 및 방법

대  상

   정상인 140명(여：70, 남：70)을 연령별로 7군(5~10세, 11~20세, 21~30세, 31~40세, 41~50세, 51~60세, 61~70세)으로 나누어 각 군에 20명(여：10, 남：10)씩 선발하였다. 정상인의 선별 기준은 병력, 고막진찰, 시각과 안구운동 검사에 두었다. 병력조사에서 과거와 현재에 어지러움, 중이염, 난청, 의식소실을 동반한 두부외상, 신경학적 질환이 없고 진찰에서 고막이 정상이며, 순음과 임피던스 청력검사가 정상범위이고 교정 시력이 1.0 이상이며 시야와 안구운동 범위에 제한이 없고 자발안진, 주시안진과 두위안진이 없는 경우로 하였다.

방  법

측정기구
   알미늄으로 만든 발광대 위에 LED(Light Emitting Diode)를 이용하여 길이 80 cm 너비 1 mm되는 발광선을 만들고 발광대의 중심을 감속기어(감속비 180：1)를 부착한 스탭 모터(스탭크기 1.8도)의 회전 축에 연결하였다. 모터를 조절기로 작동하여 발광대를 초당 0.1도의 속도로 회전시켰으며 한 번 누를 때 마다 최소 0.01도까지 조정 가능한 스위치를 부착하고 보정한 회전 각도는 모니터에 표시하였다. 조정 동작을 연습시킨 후 발광선의 위치를 임의 위치에 두고 시작하여 대상이 지각하는 주관적인 수평과 수직의 위치를 5회 반복 측정하였다. 회전각도가 좌우로 각각 90도와 0.01도로 변경이 가능한 두 가지의 조정 스위치를 부착하여 조절하고 회전 각도는 연결한 모니터에 표시하였다(Fig. 1). 이 때 LED의 밝기를 조절하여 발광선을 식별할 정도로만 어둡게 하여 시각의 잔상효과를 최대한 방지하였다.

측정방법
   수직 보정은 추를 이용하여 추와 일치하는 발광선의 위치를, 수평 보정은 수직 보정 후 좌 또는 우로 회전 조절기를 이용하여 90도 회전한 발광선의 위치를 기준하여 보정값으로 삼았다.
   측정은 암실에서 대상이 앉은 자세에서 외이도와 외안각을 연결하는 선이 수평을 이루게 머리의 위치를 유지하고 발광선의 중심을 대상의 100 cm 앞 정면에 두었다. 대상에게 검사의 목적을 설명하고 조절 스위치 동작을 수회 연습시킨 후 발광선의 위치를 보정된 수직과 수평면에 대하여 10도에서 20도 사이의 임의 위치에 두고 검사를 시작하였다. 대상은 발광선을 좌우로 각각 2회씩 움직여 주관적인 수평과 수직의 위치를 맞추었으며 이 때 좌, 우와 수직, 수평의 순서는 임의로 조합하여 정하였다. 1회 검사에 수평과 수직을 각각 2회씩 측정하였고 1회 검사에 최소 5분의 휴식 후 연속적으로 반복 검사를 5회 실행하였다.

통계적 검증
   정상에서 연령에 따른 수직감과 수평감의 범위를 구하기 위해 반복 측정한 값을 이용하여 평균값과 표준편차를 구하고 ANOVA 분석법을 이용하여 연령에 따라 유의한 차이가 있는지 검증하였다. 매 회의 반복 검사값 사이에 반복성의 유무는 계급간 상관 계수(Interclass correlation coefficient)를 구하여 검증하였고, 남녀의 차이는 unpaired t-test로, 매회 검사값에서 좌, 우로 회전시켜 맞춘 수평값 사이에 차이가 있는지를 paired t-test를 이용하여 SAS 통계분석 프로그램에서 검증하였다. 각 실험결과는 평균±표준편차로 표시하였고, 유의 수준은 p<0.05로 하였다.

결     과

전 연령의 측정값
   140명 전체의 총 평균(1명에서 우 수직, 좌 수직, 우 수평, 좌 수평을 각각 5회 반복한 20회의 측정값을 평균하여 이 값을 다시 140명에서 평균한 값)은 1.03±0.44도(최소값：0.34, 최대값：2.23)이며 수직 위치는 우회전시 1.09±0.55도, 좌회전시 1.02±0.58도였으며, 전체 평균은 1.06±0.45도였다. 수평 위치는 우회전시 1.04±0.66도, 좌회전시 0.96±0.59도였으며 전체 평균은 1.00±0.52도였다(Table 1). 수평과 수직 위치의 좌우 회전 방향에 따른 차이는 없었다(p>0.05).

연령과 성별에 따른 변화
   10세미만의 측정값은 여아 1.52±0.39도이고 남아는 1.21 ±0.38도였다. 10대는 여자 1.27±0.49도, 남자는 0.73±0.21도, 20대는 여자 1.13±0.57도, 남자는 0.71±0.48도, 30대는 여자 1.00±0.36도, 남자는 0.61±0.25도, 40대는 여자 1.06±0.34도, 남자는 0.79±0.23도, 50대는 여자 1.04±0.35도, 남자는 0.86±0.31도, 60대는 여자 1.20±0.31도, 남자는 1.28±0.35도로 나타났으며(Table 2) 남녀 차이가 유의한 연령군은 10대와 30대였고(p<0.05), 전체 남녀차이도 유의하였다(p<0.01). 각 연령군의 평균값을 성별에 관계없이 비교한 결과 10세 미만의 소아와 60세 이상의 연령에서 유의한 차이로 평균값이 높았으며 이를 성별로 나누어 분석한 결과 남자는 연령별 차이가 있었으며 여자는 연령별 차이가 없었다(p<0.05).

반복검사와 회전방향에 따른 차이

   반복 검사의 차이를 알아보기 위해 시행한 계급간 상관계수는 매번 검사에서 유의하게 반복성이 높았다(p<0.01). 상관 계수는 수직 위치시 우회전은 0.26~0.48, 좌회전은 0.36~0.49였으며, 수평 위치는 우회전시 0.38~0.52, 좌회전시 0.37~0.51였다(Table 3). 수평과 수직 위치의 좌우 회전 방향에 따른 차이는 없었다(p>0.05).

고     찰

   이석기관으로 감지된 자극이 상반고리관의 신경 전달과 비슷하다고 추정되는 경로로 활차 신경절 등에 이르면 외안근의 운동 변화로 안구의 위치변화가 이루어지고 망막에 투사된 상의 위치가 변하면서 이를 중력에 대한 위치 변화가 왔다고 인지하므로, 주관적인 수직 또는 수평감의 측정이 정적인 안구-이석기 반사를 평가하는 한 방법으로 사용될 수 있다. 주관적 수직 또는 수평감을 측정하는 것은 양측 이석기의 말초 수용체간에 긴장성 신경발사(tonic discharge)의 불균형을 나타내는 것으로 일측 이석기의 기능을 직접 평가하는 방법으로 항상 유용한 것은 아니며,⁹⁾ 내이질환과 중추 신경계의 질환에서도 비정상 결과를 보이므로 병소의 진단에는 다른 검사결과를 참조해야 한다. 그러나 이 검사는 이미 연구된 이석기능 검사중에서 간단한 장비로 특히 사람에서 손쉽게 측정할 수 있고 반복, 추적검사가 가능하다는데 그 의의가 있다.
   정상인의 주관적인 수직 또는 수평감을 측정한 연구에서 Tribukait 등¹⁰⁾은 72명(20~66세)을 대상으로 주관적인 수평감을 1회 측정하여 평균 0.21±1.20도(최대편위 2.5)의 값을 얻었고 이 중 24명을 수일 후 반복한 검사하여 96%의 대상에서 첫 검사와 1.2도 이내의 차이값을 얻었다. Bhmer 등⁹⁾은 27명(10~77세)에서 수직감을 4회 반복 측정하여 평균 0.0±0.7도(최대편위 2.3)와 반복검사 때 최대 2도의 편위를 보고하였다. Tabak 등³⁾은 25명에서 수직감을 측정하여 평균 0.14±1.11도(최대편위 2.0)를 얻었고 16명에서 반복 측정한 결과 평균 0.2도 이내의 값과 개체내 차이가 개체간 차이보다 작음을 보고하였다. 본 연구에서 연속 5회 측정한 평균값은 1.03±0.44도(수직평균 1.06±0.45, 수평 평균 1.00±0.52)와 최대편위 2.23도를 보여 다른 연구 결과와 비슷하였다.
   환자에서 측정한 연구로 Tabak 등³⁾은 급성기를 지난 좌측 전정기관의 기능 완전 소실이 있던 13명, 우측 전정기관의 기능 완전 소실이 있던 26명에서 주관적인 수직감은 각각 좌측 2.55±1.57도, 우측 2.22±1.96도의 편위를 보고 하였다. Bergenius 등¹¹⁾은 11명의 일측 전정기능 소실 환자에서 환측으로 편위가 급성기에는 8.94±3.71도, 3주후에는 4.01도, 6주후에는 2.20±6.4도로 변화함을 관찰하였다. Bhmer 등⁹⁾은 일측 전정신경 절제술을 받은 13명의 환자에서 술후 1주에 주관적 수직감을 측정하여 환측으로 평균 11.9도의 편위를 보고하였다. 따라서 병적인 상태에서 측정값은 정상에 비하여 평균값과 표준편차가 증가하고 반복 측정값이 회복시기에 따라 크게 변화하므로 정상과 비정상을 구분할 수 있다.
   본 연구에서 관찰한 연령별 변화로 10세 이하의 소아군에서 평균값이 높았는데 그 이유는 우선 조절기의 조작능력이나 집중력의 차이에 기인할 수 있다고 생각된다. 사람의 전정계는 출생전에 이미 해부학적으로 성숙하고 기능적으로 반응할 수 있으며 출생 후 성숙을 계속해서 생후 6~9개월에 반응이 증가하며 생후 12개월 안에 기능적인 반응이 최고에 이른다. 그 후 30개월까지 급격히 감소하며 이후 차츰 감소하여 10~14세가 되면 성인수준에 이른다. 소아에서 자세를 잡는 균형감각의 급격한 향상은 4~5세에 이루어지므로,¹²⁾ 5~10세 정상 소아의 정적인 균형감은 이미 성인과 큰 차이가 없다고 본다. 자세의 균형은 30~60세 사이에 가장 정확하며 그 이하의 연령에서는 심부고유감각계에 주로 의존하며 60세 이후는 주로 시각정보에 의존한다.¹³⁾ 또 전정계의 반응정도를 나타내는 한 지표인 온도 자극에 대한 반응이 중년에서 가장 강하다.¹⁴⁾
   그러나 30대에 이미 감각세포와 신경세포의 퇴행현상이 시작되므로 이 시기의 전정계의 반응이 가장 충실하다고 할 수는 없다. 이는 전정계가 말초 수용체의 변화 후에도 중추의 보상 작용으로 특유한 유연성을 지니기 때문이다. 노화에 따라 이석기관의 감각 유모세포가 20% 정도 감소하고 굵은 구심성 유수 신경섬유가 40세 이후 소실되고, 50세 이후에는 전정 신경절의 세포수가 현저하게 감소한다.¹⁵⁾ 또 이석의 생성과 소멸 사이에 불균형이 일어나고 이석의 생성률이 감소하면서 수적인 감소와 무기질 성분의 변화를 보인다.¹⁶⁾ 따라서 본 연구에서 30대에 측정값이 가장 정확했고 60세이상의 연령에서 측정값이 증가한 것은 일반적인 노화현상에 의한 영향과 집중력의 차이로 생각한다. 그러나 집중력과 노화현상이 서로 연관이 있다는 보고와¹⁷⁾ 직접적인 관련이 없다는 보고가¹⁸⁾ 있으므로 집중력의 영향은 크지 않다고 생각된다. 조절기의 조작능력은 기억력과 수작업능력에 영향을 받으며 연령에 따라 차이가 나는 것으로 알려져 있다.¹⁹⁾
   성별 차이는 우선 남아는 여아에 비해 집중력과 활동력이 좋고,²⁰⁾ 남아들이 오락기에 익숙해 있어 조절기 조작에 더 능숙하다는 점이 한 가지 이유가 될 수 있다. 반복 검사를 통하여 회전 방향에 따른 차이와 반복 검사값 사이에 유의한 변화가 없는 것으로 주관적인 수직 수평값은 검사 순서와 횟수, 회전 방향에 영향을 받지 않는 것으로 생각되며 오히려 조절기를 사용할 때 필요한 집중력에 영향을 받는다. 즉 암시야 상태에서는 각성기능이 감소하고 검사를 반복하면서 지루해지며 집중력이 떨어져 올 수 있으므로 연속적인 반복 검사의 횟수는 매 검사에서 3~5회를 넘지 않는 것이 바람직하다.

결     론

   이석기관의 정적기능을 평가하는 방법의 하나로 암시야에서 직선 시표의 수직과 수평위치의 지각을 측정하는 주관적 수직감과 수평감의 측정을 정상인 140명에서 측정한 결과, 수직면에서 1.06±0.45도, 수평면에서 1.00±0.52도로 기준면에 따른 차이는 없었고 측정값을 연령별로 비교한 결과, 10세 이하 연령군과 60세 이상의 연령군의 측정값은 전 연령군에 비해 유의하게 높았으며 여성이 남성에 비해 유의하게 높았다. 5회의 반복검사 차이를 검증한 결과, 반복성이 높았고, 매회 검사에서 회전 방향에 따른 차이는 없었다. 본 연구의 측정값은 임상에서 정적인 이석기-안구 반사를 평가하는 유용한 자료로 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

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