교신저자：차창일, 130-702 서울 동대문구 회기동 1번지 경희대학교 의과대학 부속병원 이비인후과학교실
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서     론

   큰 소리의 자극으로 경부 근육에서 근전위 반응이 나타난다는 사실이 보고된¹⁾ 후 반응의 기원 부위 및 경로, 의미, 반응이 잘 나타나는 부위, 소리 자극의 종류, 강도 및 빈도, 주파수 등에 대한 연구와 임상적 응용 가능성에 대한 연구가 있어 왔다.
   이 반응은 고도의 감각신경성난청 환자에서도 존재하지만 전정신경을 절단한 환자에서는 반응이 소실되어 그 기원이 전정기관임이 밝혀졌으며²⁾ 전정유발 근전위(vestibular evoked myogenic potential, VEMP)라고 명명하였다. Didier 등³⁾이 기니픽에서 신경생리학적 검사상 전정기관 특히 구형낭(saccule)에서 유발되는 것으로 추측하였다.
   우리나라에서는 전정유발 근전위에 대해서 기초적인 연구⁴⁾가 있었지만 그 임상적 의미 및 유용성에 대해서 정확히 알려져 있지 않다. 이에 본 교실에서는 정상 및 돌발성 감각신경성 난청 환자, 말초전정기능 장애 환자에서 전정유발 근전위 반응을 비교 분석하여 향후 기존의 전정기능 검사를 보완할 수 있는 검사로서의 임상적 의의를 알아보고자 하였다.

대상 및 방법

대  상
   정상 대조군은 이과적으로 특별한 증상이나 과거력이 없고 청력 및 전정기능에 이상이 없는 10명을 A군으로 하였다. 실험군은 2000년 7월부터 2001년 3월까지 경희의료원 이비인후과에 입원한 고도의 일측 돌발성 감각신경성 난청환자 중에서 현훈증을 호소하지 않는 5명을 B군, 현훈증을 주소로 입원 또는 외래로 내원한 환자에게 시행한 전정기능 검사상 중추성이 아니고 단일온도안진검사(monothermal caloric test, 5°C ice water)상 반대측에 비해 안진의 최대 느린 성분 안구운동속도(slow phase velocity, SPV)가 20%이하로 저하된 전형적인 일측 말초성 전정기능 장애로 진단된 10명의 환자를 C군으로 하였다. 진단이 불확실하거나 경도 또는 양측성의 전정질환, 중추성 현훈증, 만성 중이염이나 전음성 난청이 동반된 경우, 고도의 감각신경성 난청, 돌발성 난청이 동반된 경우, 양성 발작성 체위변환성 현훈증, 메니에르병, 청신경 종양인 경우와 심한 현훈증, 고령, 비협조 등으로 검사가 불가능한 경우는 검사 대상에서 제외하였다.

검사 방법
   표면 전극(surface electrode)을 검사측 흉쇄유돌근의 유양돌기와 쇄골의 중앙부위에, 참고 전극(reference electrode)은 쇄골의 중앙 전연에, 접지 전극(ground electrode)은 이마 정중앙에 붙이고 누운 자세에서 흉쇄유돌근이 일정한 근육수축이 되게 침대로부터 머리를 10 cm 들고 검사측의 반대측으로 돌렸다(Fig. 1).
   피검사자의 양 귀에 TDH-39P 헤드폰(Telephonics, Farmingdale, NY, USA)을 착용한 후 검사측 귀에는 전정유발 근전위 반응 양상에 따라 100~105 dB NHL(normal hearing level, 0 dB NHL≒45 SPL)의 클릭 자극음을 0.1 msec 동안, 1초에 5회로 자극을 주었고 반대측 귀에는 45 dB의 연속 잡음을 주어 차폐하였다.
   근전위의 측정은 Nicolet Viking II(Spirit^TM, Madisen, WI, USA) 기종을 이용하였고 분석 시간은 100 msec, 민감도(sensitivity)는 200 μV/division, 신호는 20 Hz에서 2000 Hz로 filter하였으며 256회 이상의 반응을 평균하였다. 일측 검사에 소요되는 시간은 2~3분이었다.

결과 분석
   각 실험에서 양, 음반응이 나타나는 잠시(latency)와 p13과 n23 사이의 진폭(peak-to-peak amplitude, μV)을 측정하였다(Fig. 2). p13-n23 파형을 육안적으로 확인할 수 없거나 검사 전체 평균의 1 표준편차 이하(<4.49 μV)인 경우를 반응이 없다고 판정하였다.
   좌우측의 대칭성을 알아보기 위해 A군에서 좌우측의 p13, n23의 잠시와 진폭을 비교하여 paired t-test를 하였고, 각 군간에 잠시와 진폭의 차이를 알기위해 A군과, B군에서 정상측과 환측, C군에서 정상측의 잠시와 진폭을 서로 비교하여 ANOVA test를 실시하여 통계학적으로 비교하였다.

결     과

   A군은 평균 연령이 26.3세(±2.7), 남녀비는 7：3이었고 평균 청력역치는 기도와 골도가 우측 14.5 dB(±2.6)/12.3 dB(±2.5), 좌측 15.1 dB(±4.3)/13.2 dB(±3.1)였다. B군은 평균 연령이 46세(±15.4), 남녀비는 2：3, 환측은 우측 2, 좌측이 3, 평균 청력역치는 기도와 골도가 정상측 23 dB(±3.5)/14.0 dB(±2.2), 환측 87.4 dB(±16.3)/63.8 dB(±2.2)였으며, C군은 평균 연령이 55.3세(±11.0), 남녀비는 6：4, 우측이 6, 좌측이 4, 평균 청력역치는 기도와 골도가 정상측 23.2 dB(±9.7)/21.2 dB(±7.5), 환측 28.3 dB(±12.3)/18.8 dB(±5.6)이었다.
   A군에서는 10례 모두 좌, 우측에서 정상적인 p13, n23 파형이 나타났고(Fig. 3), 좌우측의 대칭성은 A군에서 우측의 p13이 11.7±1.2 msec, n23이 20.2±2.2 msec, 진폭은 51.4±25.9 μV, 좌측의 p13이 12.7±1.1 msec, n23이 21.2±2.0 msec, 진폭은 37.9±18.6 μV로(Table 1)로 우측의 진폭이 좌측보다 평균이 높았는데 통계학적으로 유의한 차이는 없었고, p13, n23의 잠시 역시 유의한 차이는 없었다(p>0.05)(Figs. 6 and 7).
   B군에서는 5례 모두 정상측과 환측에서 p13, n23 파형이 나타났으며(Fig. 4), 정상측의 p13이 13.2±2.3 msec, n23이 20.5±3.3 msec, 환측의 p13이 13.9±1.8 msec, n23이 22.8±3.0 msec였고(Table 1), C군에서는 10례 모두 정상측에서는 p13, n23 파형이 나타났으나 환측에서는 파형이 나타나지 않았으며(Fig. 5), 정상측에서 p13이 14.5±2.4 msec, n23이 22.1±2.6 msec으로(Table 1) 각 군간에 유의한 차이는 없었다(p>0.05)(Fig. 8).
   진폭은 A군에서 좌우 평균 44.6±22.2 μV, B군에서는 정상측 24.7±11.6 μV, 환측 22.3±5.5 μV, C군에서는 정상측에서 24.3±15.2 μV로 A군이 B군의 환측, 그리고 C군의 정상측보다 통계학적으로 의미있게 진폭이 컸다(p<0.05)(Fig. 9).

고     찰

   인간의 전정계는 크게 세가지의 구성 요소로 나눌 수 있는데 첫째는 머리의 회전가속도나 선형가속도, 그리고 머리의 위치 변화 등 일상생활에서 일어날 수 있는 머리의 움직임에 대한 정보를 감지하여 중추신경계에 전달하여 주는 역할을 하는 말초전정신경계이고, 둘째는 말초전정신경계로부터 이러한 정보를 받아서 다른 감각기(시각과 고유감각)에서 온 정보와 통합하여 머리의 위치 및 움직임을 확인하고 이를 조율하여 하부기관에 명령을 내리는 중추전정신경계이며, 셋째는 이러한 중추전정신경계의 조율 하에 신체의 평형과 안구의 안정성을 유지시키는 역할을 하는 효과기이다. 주로 전정안반사(vestibulo-ocular reflex, VOR)와 전정척수반사(vestibulo-spinal reflex, VSR)라는 두가지 중요한 반사작용을 통하여 안구 근육이나 척추 주변부 근육에 명령을 내리게 된다.
   이러한 전정반사를 통하여 전정계는 세가지 역할을 주로 담당하게 되는데 첫째는 자세를 유지하는 기능으로 반고리관보다는 이석기관의 반응을 통해서 일어난다. 둘째는 몸을 움직일 때 전정안반사와 전정척수반사를 통해 반사적으로 몸의 균형을 잡고 눈의 안정성을 확보하는 기능이며, 셋째는 근육의 긴장력을 유지시키는 것이다.⁵⁾
   현재까지 이러한 전정기능을 평가하는 방법 중 많이 이용되고 있는 온도안진 검사 및 회전검사법은 수평반고리관의 자극에 의한 안구 운동을 측정하는 전정안반사를 검사하는 방법으로 연구가 쉽고 많이 되어 있다. 그러나 이석기관의 자극에 의한 반응과 직접적인 전정척수 반사의 기능에 관해서는 연구가 어려우며 잘 이루어지지 않았었다.
   1964년 Bickford 등¹⁾이 큰 소리자극에 의해서 후두부에 근전위가 나타나는 것을 보고하였는데 머리를 앞쪽으로 숙였을 때 진폭이 증가하고 머리를 뒤로 젖혔을 때 반응이 없어져서 이 반응이 후두부에 부착되는 경부 근육에서 발생하는 근전위라고 추정하였다. 그 후 이 반응의 기원 부위 및 경로와 임상적 의미, 반응을 유발하는 자극의 종류, 강도 및 빈도, 주파수 등에 관한 연구 및 임상적 응용 가능성에 대한 연구가 있어 왔다.
   1992년 Colebatch 등²⁾이 선택적으로 전정신경을 절단한 후 이 반응이 없어지지만 고도의 감각신경성 난청환자에서는 반응이 존재하여 그 기원이 전정기관이라고 하였다. Chung 등⁴⁾에서도 양측의 고도의 감각신경성 난청이 있는 환자에서 전정유발 근전위가 나타나지만 메니에르 환자에서 미로절제술 후 편측 전정기능이 완전 소실된 환자에서는 전정유발 근전위가 나타나지 않음을 보고하였고 본 연구에서도 고도의 일측 돌발성 난청환자에서 정상측과 병변측이 동일하게 전정유발 근전위가 존재하지만 심한 일측 전정기능장애 환자의 환측에서 근전위가 존재하지 않아 이 반응이 전정기관에서 기원함을 확인할 수 있었다. 또한 Didier 등³⁾은 기니픽의 구형낭을 전기 자극시 이 반응이 나타남을 확인하여 이 반응이 구형낭에서 기원함을 주장하였다.
   전정유발 근전위 반응은 짧은 잠시를 가지고 있으며 구형낭에서 하전정신경을 통하여 전정신경핵을 경유하여 경부근육으로 전정 척수로를 통한 반사로 추정된다.⁶⁾ 이 반응의 잠시는 감각수용기에서의 활성화의 지연, 뇌간으로의 전달, 뇌교에서 흉쇄유돌근의 운동핵으로의 중추전도, 운동핵에서 근육으로의 말초전도에 의한다.
   전정유발 근전위는 연속된 양과 음의 교대 반응을 보이며 극성에 따라 양반응은 p, 음반응은 n, 그리고 음자극으로부터 반응이 나타나는 시간을 p나 n 다음에 기록하는데 지금까지의 연구에 의하면 음자극으로부터 13 msec 후에 양반응(p13) 및 23 msec 후에 음반응(n23)의 반응이 나타난다고 되어 있다.²⁾ Chung 등⁴⁾은 잠시가 개체간에 차이가 없음을 보고하였으며 이번 연구에서도 전정유발 근전위가 나타난 경우에는 잠시가 각 군간 및 좌우의 차이를 보이지 않아 잠시는 개체간에 차이가 없음을 알 수 있었다. 한편 Murofushi 등⁷⁾의 최근의 연구에 의하면 청신경 종양 환자의 일부와 다발성 경화증 환자에서 잠시가 연장되는 것을 보고하여 전정유발 근전위의 잠시의 연장이 후미로성 병변, 특히 전정척수로의 이상시 나타날 수 있다고 하였다.
   Colebatch 등⁸⁾이 p13, n23 이외에도 후기 전위(n34, p44)가 존재함을 보고하였는데 이 반응은 정상 대조군에서도 모두 나타나는 것은 아니며 와우나 와우신경이 정상일 경우에만 나타나므로 와우성분으로부터 유래한다고 추정하였다. 이 후기 반응은 갑작스런 강한 음자극에 대한 와우성분의 자극으로 인한 반응으로 놀람 반사(startle reflex)로 추정되며 빠른 내성을 가지며 긴 불응기를 갖고 있고 전정신경 절제 후에도 이 반응이 나타난다고 하여 초기 반응과는 다른 독립적인 반응으로 생각된다. 이 후기 반응은 안면근육에서의 음자극 유발 근반응(이개후반응)과 같은 반응으로 추측된다. 이번 연구에서도 일부 실험군에서 후기 반응이 나타났지만 정확히 판별하기가 힘든 경우가 많았고 나타나지 않는 경우도 많았으며 와우성분에서 유래하는 반응이므로 분석 대상에서 제외하였다.
   전정유발 근전위는 클릭음이 내이로 제대로 전달될 수 있어야 하기 때문에 외이도가 막혀있거나 중이내의 병변으로 전음성 난청이 있는 경우 이 반응이 감소되거나 없을 수 있다. 정상인에서 외이도를 막고 음자극을 주었을 때 반응이 나타나지 않고 삼출성 중이염이 있는 환자가 반응이 나오지 않다가 상태가 호전된 후에는 다시 반응이 나타난다.⁸⁾
   Sheykholeslami 등⁹⁾은 흉쇄유돌근에서 가장 반응이 잘 나타나는 곳은 흉쇄유돌근의 중간부위라고 하였고 Wu 등¹⁰⁾은 자극음의 빈도가 1초에 5회일 때 가장 잘 반응이 나타나며 Colebatch 등⁸⁾은 95 dB NHL이상의 음자극에서 반응이 규칙적으로 나타나고 자극음이 클수록, 그리고 근육의 수축력이 클수록 비례하여 진폭이 커진다고 하였다. 이번 연구에서 정상군에서 우측이 좌측보다 평균이 높은 것은 검사자세를 유지하기가 힘들기 때문에 우측을 먼저 검사하고 좌측을 검사함으로써 검사자세를 유지하는 힘이 떨어져 근수축력이 감소되어 나타난 차이라고 보여진다. 또한 A군이 B, C군보다 평균이 높았는데 이는 B, C군이 A군보다 고령이어서 검사자세를 정확히 유지하기가 힘들기 때문으로 생각되어 개체간에 차이를 줄이기 위해서는 근수축력을 일정하게 유지할 수 있는 방법에 대한 연구가 좀 더 필요할 것으로 보여지며 Colebatch 등⁸⁾은 근수축력을 50~60 μV, Wu 등¹⁰⁾은 50~200 μV로 유지하는 방법을, Ferber-Viart 등¹²⁾은 앉은 자세에서 고무공을 턱과 흉골 사이에 놓고 압력을 2~5 mba를 유지하는 방법을 이용하였고 Chung 등⁴⁾은 양측을 동시에 측정하여 좌우측의 차이를 줄일수 있다고 하였다.
   Colebatch 등⁸⁾은 또한 일측 귀를 자극시 반대측에서는 반응이 잘 나타나지 않고 양측 귀를 동시에 자극한 경우에도 진폭이 차이가 없어 이 반응은 편측으로 작용하는 반면, 후기 반응은 일측을 자극하여도 양측에서 동일한 반응이 나오며 양측을 동시에 자극하였을 때 그 반응이 증가하여 후기반응은 양측성으로 작용한다고 하였다.
   Wu 등¹¹⁾은 흉쇄유돌근과 두판상근(splenius capitis muscle)에서의 반응을 비교하였는데 그 반응이 서로 양극과 음극이 대칭되게 나타남을 보여 굴경근인 흉쇄유돌근에는 억제성으로, 신경근인 두판상근에는 흥분성으로 작용한다고 분석하였으며 Ferber-Viart 등¹²⁾은 흉쇄유돌근과 승모근에서의 반응을 비교 하였는데 역시 서로 반대의 음양 반응이 나타나며 승모근에서 흉쇄유돌근보다 진폭이 더 크게 나타나고 잠시가 3 msec 정도 늦게 나타나는데 이는 신경전달 경로의 차이로 인한다고 추정하였다.
   또한 Murofushi 등¹³⁾은 짧은 단속 순음(short tone burst, 95 dB NHL, 시작/종료 시간：1 msec, 유지시간：2 msec)에서도 클릭음과 마찬가지로 전정유발 근전위가 나타나며 0.5 kHz의 자극음에서 반응이 가장 잘 나타남을 보고하였다. Halmagyi 등¹⁴⁾은 또 다른 자극 방법으로 근반사 검사용 해머로 이마를 가볍게 두드려서 마찬가지의 반응을 얻어냈다.
   Halmagyi 등¹⁵⁾은 온도안진 검사상 일측 전정기능 장애로 진단된 22명의 환자중에서 11명은 전정유발 근전위가 나타나지 않았고 5명은 근전위가 감소되었으며 나머지 6명은 근전위가 정상으로 나타나 전정유발 근전위가 외측반고리관에서 발생하는 것이 아니라고 하였다. 한편 Heide 등¹⁶⁾은 급성 전정기능 장애로 진단된 환자를 대상으로 온도안진검사와 전정유발 근전위 검사 결과를 비교하였다. 12명의 환자는 온도안진검사에서 일측이 반응이 나타나지 않았으며 이 중 11명은 전정유발 근전위가 나타나지 않았고 나머지 1명은 양측에서 전정유발 근전위가 나타나지 않았다. 13명은 온도안진검사에서 반응이 저하되었는데 이중 9명은 정상적인 전정유발 근전위가 나타났고 4명은 나타나지 않았다. 본 연구에서 온도안진 검사상 반응이 없거나 거의 나오지 않는 환자에서 전정유발 근전위가 나타나지 않았는데 이는 비록 그 반응의 기원이 다르기는 하지만 완전히 별개의 장소가 아니므로 온도안진 검사상 반응이 없는 것은 그만큼 전체 전정기능이 손실된 것을 의미하여 전정유발 근전위 반응이 나타나지 않는 것으로 추측하였다.
   전정유발 근전위의 임상적으로 응용이 가능한 분야로는 첫째, 전정신경에서 유발하는 청신경종양의 진단으로, 청성뇌간유발전위검사가 청신경종양의 초기 선별 검사로 많이 사용되지만 위양성율과 위음성율이 높고 자기공명영상은 정확하지만 비용이 많이 들어 전정유발 근전위가 응용될 수 있을 것이다.¹⁷⁾ 두 번째로 지금까지의 방법으로는 진단되지 못하는 전정질환의 진단으로 이석기관의 질환을 들 수 있다. 동요형 어지러움증의 경우 이석기관 부조화나 전정 말단기관 부조화 등의 가설로 설명되고 있는데 전정유발 근전위가 응용될 수 있으며 세 번째로 전정기관의 약물의 영향을 분석할 수 있을 것으로 생각된다.

결     론

   본 연구에서 정상 대조군 및 고도의 돌발성 감각신경성 난청환자에게서는 정상적으로 전정유발 근전위가 나타나지만 전형적인 말초성 전정기능 장애 환자에게서는 환측에서 반응이 나타나지 않아 이 반응이 와우에서의 반응이 아니라 전정기관 유래의 반응임을 확인할 수 있었고 전정유발 근전위의 존재여부가 전정기능을 평가하는데 중요한 지표임을 알 수 있었다. 또한 이 반응이 온도 안진 검사법과 잘 일치하여 기존의 전정기능 검사에 추가적인 정보를 줄 수 있을 것으로 생각된다. 앞으로 전정유발 근전위의 임상적 활용에 대해서 보다 많은 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.

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