반사와 눈

한눈에 보는 포인트

눈과 관련된 반사는 대광반사, 근접조절삼징, 각막반사, 전정안반사, 벨 현상 등 9가지로 크게 구분됩니다.
정상 동공 직경은 실내에서 평균 약 4mm(2~6mm의 개인차 있음)입니다. 20%에서 생리적 동공부등이 인정됩니다.
RAPD(상대적 구심성 동공 장애)는 swinging flashlight test로 검출되며, 시신경 질환이나 광범위한 망막 질환의 중요한 지표가 됩니다.
대광반사는 소실되었으나 근접반사는 유지되는 ‘대광근접반사해리’는 Parinaud 증후군, Argyll Robertson 동공, Adie 증후군에서 나타난다.
갑상샘눈병증시신경병증(DON)의 45%에서 RAPD가 관찰되며, 조기 진단의 지표로 유용하다.
대광반사 경로(ipRGC/멜라놉신 계)의 규명으로 PLR이 파킨슨병 등의 신경 질환 바이오마커로 연구되고 있다.

1. 반사와 눈

반사란 방어 기능이나 조절 기능과 관련된 불수의 반응의 총칭이다. 눈과 관련된 반사는 다음 9가지로 크게 나뉜다.

대광반사(pupillary light reflex; PLR): 빛 자극에 따른 동공 수축
암순응 반사: 어두운 곳에서 동공 산대
섬모체 척수 반사: 얼굴이나 목의 통증 자극에 의한 동공 산대
근거리 삼징: 조절, 폭주, 축동의 동시 반응
각막 반사: 각막 자극에 의한 양안 순목
전정안반사(VOR): 머리 움직임에 대한 보상적 안구 운동
벨 현상: 강제 폐안 시 안구 상방 편위
눈물 반사: 삼차신경 자극이나 감정에 의한 눈물 흘림
시운동성 반사(OKR): 움직이는 시각 자극에 대한 완만 추시 안구 운동

동공 크기는 동공괄약근(부교감신경 지배)과 동공산대근(교감신경 지배)의 균형에 의해 결정됩니다. 두 근육 모두 아드레날린성 및 콜린성 이중 지배를 받습니다. 정상인의 동공은 밝은 방에서 거의 일정한 리듬으로 흔들립니다(홍채 진동 hippus).

동공 크기에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다.

요인	특기 사항
연령	유아 2~2.5mm, 10대 후반에 최대, 노인에서 축동 경향
개인차	정상 범위 2~6mm, 실내 평균 약 4mm
생리적 동공부등	정상인의 20%, 약 0.5mm의 좌우 차이는 정상
기타	굴절, 조절, 조도, 소리, 색상, 일중 변동, 항히스타민제 등

Q 동공 크기는 나이에 따라 변하나요?

영아에서는 산대근이 미발달하여 동공이 약 2~~2.5mm로 작고, 10대 후반에 최대가 됩니다. 노인에서는 교감신경 기능 저하로 축동 경향을 보입니다. 정상 동공 직경의 개인차는 2~~6mm로 넓습니다.

2. 주요 증상과 임상 소견

자각 증상

각 반사 이상 시 발생하는 자각 증상은 다음과 같습니다.

동공 대광 반사 이상: 빛 조사 시 동공 수축 부전. 좌우 차이를 자각하는 경우는 드뭅니다.
조절 장애: 가까운 물체에 초점을 맞추기 어려움(노안이 가장 흔한 원인).
각막 반사 저하: 각막 감각이 둔해져 이물감이 사라집니다.
VOR 이상: 머리 움직임 중 시야가 흐려지는 진동시(oscillopsia).
눈물 반사 이상: 과도한 눈물, 식사 중 눈물(「악어의 눈물」), 또는 눈물 감소.

임상 소견

의사가 진찰 시 확인하는 주요 반사 이상 소견은 다음과 같습니다.

RAPD

정의: swinging flashlight test에서 빛 조사 시 축동이 아닌 산동이 발생하는 상태(상대적 구심성 동공 장애).

기전: 환안으로의 빛 자극이 건안보다 약한 신호만 뇌간에 도달하기 때문에 빛 자극에도 불구하고 산동이 발생합니다.

대표 질환: 시신경염, 외상성 시신경병증, 광범위한 망막 질환.

광-근거리 반응 해리

정의: 대광반사는 소실되었으나 근거리 반응은 유지되는 상태.

기전: 모양체신경절에서 대광반사와 조절반사의 신경세포 비율은 3:97. EW핵 부교감신경 섬유의 95%는 모양체근(조절)으로, 5%만이 동공괄약근으로 향함.

대표 질환: Parinaud 증후군, Argyll Robertson 동공, Adie 증후군.

산대 지연: Horner 증후군의 특징적 소견으로, 소등 후 5초의 동공부등이 15초 후의 부등보다 큼. 정상 동공은 12~15초에 최대 산대되나, 산대 지연이 있는 동공은 최대 25초가 소요됨. 5초와 15초 후 플래시 사진 비교에서 부등시 차이가 0.4mm 초과 시 양성으로 판정.

동공 탈출: 지속적인 광조사로 일단 축동된 후 다시 산대되는 현상. 망막·시신경 질환 측에서 나타나며, 중심시야 결손 환자에 많음.

뇌교성 축동: 뇌교 정중부 망상체에서 EW 핵을 억제하는 상행 경로가 손상되면 EW 핵이 비정상적으로 흥분하여 동공 직경이 약 1mm인 심한 축동을 보입니다. 광반사와 근거리 반사는 보존됩니다.

Q RAPD가 있으면서 시력이 정상인 경우가 있나요?

갑상샘눈병증시신경병증(DON)에서는 시력이 6/6(1.0)으로 유지되더라도 RAPD가 양성인 경우가 있습니다. EUGOGO 조사에서 확진 DON 환자의 45%에서 RAPD가 관찰되었고, 50-70%의 환자에서 최대교정시력(BCVA)이 20/40 이상 유지되었습니다¹⁾. 시력뿐만 아니라 RAPD 확인이 중요합니다.

3. 원인 및 위험 요인

각 반사 이상을 유발하는 대표적인 원인 질환을 정리합니다.

RAPD(상대구심성동공운동장애)의 원인:

시신경병증: 시신경염, 외상성 시신경병증, 압박성 시신경병증이 가장 흔함
광범위 망막 질환: 망막박리 등 광범위한 장애에서 양성이지만, 황반원공에서는 양성이 아님
갑상선안병증성 시신경병증(DON): 양측 비대칭 예에서 RAPD가 조기 지표가 됨. EUGOGO 조사에서 확정 DON 환자의 45%에서 RAPD¹⁾
AZOOR(급성 대상 잠재성 외층 망막병증): 검안경 소견이 부족해도 양성이 될 수 있음
일과성 RAPD: 세로토닌 증후군과 관련된 일과성 RAPD 보고 있음. 세로토닌의 자율신경 과활동이 시개전구로의 구심로 입력에 영향을 미쳤을 가능성²⁾

대광근접반응 해리의 원인:

아르길 로버트슨 동공: 고전적으로 신경매독(척수로)이 원인입니다. 최근에는 당뇨병, 뇌혈관 질환, 탈수초 질환에 의한 경우도 증가하고 있습니다. 병변은 중뇌 등쪽(시개전구)에 있습니다.
에이디 강직 동공: 특발성 섬모체 신경절 및 짧은 후섬모체 신경의 신경절 후 뉴런 변성입니다. 중등도 산대, 타원형, 분절 마비가 특징입니다. 저농도 필로카르핀으로 홍채염 등과 감별할 수 있습니다.

호르너 증후군의 원인: 교감 신경 경로(시상하부→척수 T1-T3→상경신경절→동공 산대근)의 어느 부위 손상으로 인해 발생합니다. 경미한 안검하수, 산대 지연, 안면 무한증을 동반합니다. 두경부 질환, 종격동 종양, 구후 병변, 선천성 원인이 있습니다.

각막 반사 이상의 원인: 삼차 신경 병변, 편측성 안질환(신경영양성 각막염), 안륜근 약화. 후두개와 질환(청신경초종, 다발성 경화증, 파킨슨병, 뇌간 종양, 척수공동증)에서도 발생합니다.

벨 현상 소실의 원인: 핵상 마비(Steele-Richardson 증후군, Parinaud 증후군, 이중 상전 마비)에서는 자발적 상전은 불가능하지만 벨 현상은 종종 가능합니다. 갑상선 안병증(하직근 구축), 중증 근무력증, 안와저 파열 골절에서는 소실됩니다.

4. 진단 및 검사 방법

대광반사 검사

교대 대광반사 검사(swinging flashlight test): 반암실에서 2~3초마다 펜라이트를 좌우 교대로 비추며 각 눈의 동공 크기 변화를 관찰합니다. RAPD 검출에 가장 간편하고 진단 가치가 높습니다. 대광반사가 미미할 때는 펜라이트보다 세극등현미경이 유용합니다.
역RAPD 검사: 한쪽 눈의 동공이 동안신경마비 등으로 수축 불가능한 경우 사용합니다. 반응 가능한 동공만으로 직접 반응과 공감 반응을 비교합니다.
ND 필터를 이용한 RAPD 정량화: 건강한 눈 앞에 중성 밀도 필터를 놓고 swinging flashlight test를 시행하여 RAPD가 사라지는 필터 농도로 정량화합니다. 치료 효과 판정에도 적용할 수 있습니다.

Q swinging flashlight test를 시행할 때 팁은 무엇인가요?

방을 약간 어둡게(반암실) 하고, 광원은 좌우 같은 각도(정면)에서 비춥니다. 비스듬히 또는 위에서 비추면 직접광과 간접광의 차이가 생겨 오판의 원인이 됩니다. 각 눈에 2~3초간 비추고, 빛을 비췄을 때 동공의 움직임(수축 또는 확대)을 관찰합니다.

동공 직경 측정 기기

Iriscorder Dual C-10641: 청색(470nm)과 적색(635nm)의 2색 자극으로 시세포 유래와 ipRGC 유래의 대광반사를 양안 동시에 기록할 수 있습니다.
Procyon P3000: 광학적 원거리 시야의 동공 직경을 양안 개방 상태에서 동시 측정합니다. 3가지 조도 설정이 가능합니다.
정량적 동공계(자동 동공계): NPi-200(NeurOptics사) 등으로 %PLR(동공광반사 수축률)을 객관적으로 측정합니다. 중증 환자의 신경학적 예후 예측에 응용됩니다⁵⁾.

산대 지연 검사

밝은 방의 조명을 끄고 어두운 빛에서 양쪽 동공을 관찰합니다. 소등 후 5초와 15초 후의 플래시 사진을 비교하여 동공부등의 차이가 0.4mm를 초과하면 호르너 증후군 양성으로 판정합니다. 적외선 비디오그래피가 가장 민감도가 높습니다.

VOR 검사법

인형 눈 현상(두안반사): 머리를 좌우로 움직일 때 안구가 머리 움직임을 보상하지 않으면 캐치업 단속운동이 발생합니다.
동적 시력: 머리 진동 중 시력을 측정하여 3줄 이상 감소하면 이상으로 판정합니다.
온도 자극 검사(caloric stimulation) : 외이도에 얼음물을 주입하여 자극 측으로 지속적인 안구 편위를 확인합니다. 의식 불명 환자의 교뇌 기능 평가에 유용합니다.

각막 반사 및 조절 반응 검사

각막 반사는 의식 혼탁 또는 반혼수 환자에서 삼차 신경 감각 평가에 사용됩니다. 조절 반응은 주시 목표를 눈앞에 가까이 가져와 축동기를 확인한 후, 먼 곳을 보게 하여 동공이 즉시 돌아오는 산동기를 확인합니다.

5. 표준 치료법

각 반사 이상의 치료는 원인 질환에 대해 시행하는 것이 기본입니다.

RAPD의 치료 : 원인 질환에 대한 대응이 우선됩니다. 갑상선 안병증 시신경병증(DON)에서는 메틸프레드니솔론 펄스 요법(1g 3일 정맥 주사) 후 경구 스테로이드 감량이 시행됩니다. 펄스 요법 2일 후 동공 반응이 개선된 증례가 보고되었습니다¹⁾.
Argyll Robertson 동공의 치료: 매독 혈청 검사로 원인을 확인하고 원인 질환을 치료합니다.
Adie 증후군: 저농도 필로카르핀(예: 0.1%) 점안액을 사용하여 홍채염 등과 감별합니다. 치료적 사용은 제한적입니다.
Horner 증후군: 원인 검사가 중요합니다. 두경부 질환, 종격동 종양, 구후 병변 등의 원인 질환을 치료합니다.
벨 마비에서의 각막 보호: 토끼눈(안검 폐쇄 부전)에 대한 각막 보호가 중요합니다. 인공눈물, 안대, 취침 시 안연고 등을 사용합니다.

6. 병태생리학 및 상세 발병 기전

동공 대광 반사 경로

구심로: 망막 광수용체(W세포) → 망막 신경절 세포 → 시신경 → 시교차 → 시삭 → 외측 슬상체 앞에서 시각 경로에서 분기 → 중뇌 시개전구(올리브 시개전핵)

시개전구에서의 투사: 일부는 동측 EW핵으로, 일부는 후교차를 통해 반대측 EW핵으로 투사됩니다. 인간에서는 교차·비교차 비율이 거의 1:1입니다.

원심로: EW핵(부교감 신경절전 뉴런) → 동안신경 → 해면정맥동 및 상안와열 → 섬모체 신경절(시냅스) → 단섬모체 신경 → 동공 괄약근(M3 무스카린 수용체)

EW핵에서 나오는 부교감 신경 섬유의 95%는 섬모체근(조절)으로, 5%만이 동공 괄약근으로 향합니다. 이 비율이 대광근접반응 해리의 발병 기전에 직접 연결됩니다. 대광 반사의 잠복기는 충분히 밝은 자극광에서 약 200밀리초입니다. 황반부 자극이 가장 효과적이며, 주변부로 갈수록 반응이 약해집니다.

근거리 반응 경로

구심로: 망막 → 시삭 → 외측슬상체 → 시각피질

근거리 반응의 Edinger-Westphal 핵으로 가는 핵상 섬유는 동공광반사의 구심 섬유가 통과하는 시개전구역 및 후교차보다 복측을 주행합니다. 따라서 시개전구역 손상 시 동공광반사만 장애되고 근거리 반응은 보존됩니다(광-근거리 반응 해리).

원심로(축동)는 동공광반사와 공통입니다. 원심로(조절)는 Edinger-Westphal 핵 → 동안신경 → 섬모체신경절 → 단섬모체신경 → 섬모체근 수축 → 섬모체소대 이완 → 수정체 굴절력 증가의 경로를 따릅니다.

멜라놉신과 ipRGC

원추세포와 간상세포를 매개로 하는 고전적 시각계와는 별도로, 멜라놉신을 시색소로 하는 내인성 광민감 망막신경절세포(ipRGC)의 존재가 밝혀졌습니다. 단파장의 강한 청색광 자극(470nm 부근)에 대해 느리고 지속적인 축동을 일으킵니다. 주로 일주기 리듬 조절에 관여하며, 동공광반사 제어 기전에도 관여합니다.

노화에 따른 수정체 혼탁과 노인성 축동으로 인해 단파장 빛의 망막 도달량이 감소합니다. 이로 인해 ipRGC 자극량이 줄어들고, 동공 대광 반사에도 영향을 미칠 가능성이 제시되었습니다⁴⁾. 한편, 멜라놉신 기능은 소아기부터 80대까지 비교적 안정적이며, 간상체와 원추체 밀도의 노화 관련 감소보다 내성이 높습니다⁴⁾.

동공 대광 반사 (고전 경로)

광수용: 원추체와 간상체에 의한 광감수.

특성: 짧은 잠복기, 빠른 수축 속도, 급속한 재산대.

응용: 시신경 및 망막 질환 검출 (RAPD).

PLR (멜라놉신 경로)

광수용: ipRGC에 의한 청색광 감수성(470nm).

특성: 긴 잠복기, 느린 수축 속도, 지속성.

응용: 일주기 리듬 조절, 신경 질환 바이오마커 연구.

Q 왜 대광반사가 소실되어도 근거리 반응은 남아 있는가?

EW 핵으로 가는 부교감 신경 섬유의 95%는 모양체근(조절)으로 향하고, 동공괄약근으로 가는 섬유는 5%에 불과합니다. 또한 모양체 신경절에서 대광반사와 조절 반응에 관여하는 신경 세포의 비율은 3:97입니다. 더욱이 근거리 반응의 핵상 섬유는 시개전 영역보다 복측으로 주행하므로, 시개전 영역의 병변에서는 대광반사만 손상됩니다.

7. 최신 연구와 향후 전망 (연구 단계 보고)

PLR의 파킨슨병(PD) 바이오마커로서의 가능성

Dawidziuk 등(2025)의 11개 연구를 포함한 체계적 문헌고찰 및 메타분석에서 PD 환자의 동공 대광 반사에서 최대 수축 속도(VMax)의 효과 크기 -0.92(p<0.01), 수축 진폭(CAmp) -0.58(p<0.05), 수축 잠복기(CL) 0.46(p<0.05)으로 유의한 이상이 나타났습니다³⁾. PLR은 조기 PD 검출을 위한 유망한 바이오마커가 될 가능성이 있습니다.

PD 환자는 ipRGC에도 영향을 받을 수 있으며, 파장별 PLR 측정으로 PD 환자와 건강한 사람을 구별할 가능성이 시사됩니다³⁾.

정량적 동공측정법을 통한 신경학적 예후 예측

심정지 후 표적체온관리(TTM)를 받은 환자에서 입원 후 0~24시간 내 측정한 %PLR이 높은 군은 3개월 후 양호한 신경학적 결과와 유의한 연관성을 보였습니다(SMD 0.87; 95% CI 0.70-1.05; I²=0%)⁵⁾. 그러나 근거의 질은 낮습니다.

Feng 등(2025)의 12개 연구, 1530명 환자에 대한 메타분석에서 qPLR(OR 24.50; 95% CI 13.08-45.86)은 NPI(신경동공지수; OR 15.55; 95% CI 7.92-30.55)보다 신경학적 예후 예측 정확도가 더 높았습니다(qPLR의 AUC 0.89 vs NPI 0.66)⁶⁾.

노화와 동공광반사

노화에 따른 보상 기전의 존재도 시사되었습니다. 장기적인 빛 환경에 대한 적응으로 비시각적 광감수성이 유지될 수 있습니다⁴⁾. 어린이부터 노인까지 멜라놉신 기능의 변화는 간상체와 원추체 밀도 변화보다 더 완만한 것으로 확인되었습니다⁴⁾.

8. 참고문헌

Gupta V, Das S, Mohan S, Chauhan U. RAPD as a clinical alert for early evidence of dysthyroid optic neuropathy. J Family Med Prim Care. 2022;11:370-375.
Nichols J, Feldhus K. Neurological Insights: Transient Unilateral Relative Afferent Pupillary Defect in the Context of Serotonin Syndrome. Cureus. 2024;16(12):e75321.
Dawidziuk A, Butters E, Lindegger DJ, et al. Can the Pupillary Light Reflex and Pupillary Unrest Be Used as Biomarkers of Parkinson’s Disease? A Systematic Review and Meta-Analysis. Diagnostics. 2025;15(9):1167.
Eto T, Higuchi S. Review on age-related differences in non-visual effects of light: melatonin suppression, circadian phase shift and pupillary light reflex in children to older adults. J Physiol Anthropol. 2023;42:11.
Kim JG, Shin H, Lim TH, et al. Efficacy of Quantitative Pupillary Light Reflex for Predicting Neurological Outcomes in Patients Treated with Targeted Temperature Management after Cardiac Arrest: A Systematic Review and Meta-Analysis. Medicina. 2022;58:804.
Feng CS. Performance of the quantitative pupillary light reflex and neurological pupil index for predicting neurological outcomes in cardiac arrest patients: A systematic review and meta-analysis. Medicine. 2025;104(4):e41314.