동공 기능 검사 (대광반사 및 RAPD 확인)

이 질환의 요점

• 동공 기능 검사는 동공 크기, 대광 반사, 근거리 반사를 평가하며 시신경 및 중추신경계 질환의 진단 보조에 사용됩니다.
• RAPD(상대적 구심성 동공 장애)는 swinging flashlight test로 검출되며, 일측 시신경 또는 광범위한 망막 질환의 존재를 나타내는 중요한 객관적 소견입니다¹⁾.
• 산동 전에 반드시 시행합니다. 산동 후에는 평가할 수 없습니다.
• 암실, 양안 개방, 동일 조사 시간(약 1~2초씩), 동일 광량이 정확한 RAPD 검출의 조건입니다.
• 건안 앞에 ND 필터를 두어 RAPD를 정량화할 수 있으며, 치료 효과 판정에도 응용할 수 있습니다.
• 동공 부동은 암실과 명실에서의 변화를 비교하여 교감신경 장애(호르너 증후군)와 부교감신경 장애(동안신경 마비)를 감별합니다²⁾.
• Argyll-Robertson 동공은 대광 반사 소실, 근거리 반사 보존(광-근거리 해리)을 보이며, 신경매독에 특징적입니다.

1. 동공 기능 검사란?

동공 기능 검사는 동공의 크기, 모양, 대광 반사, 근거리 반사를 평가하는 일련의 검사입니다. 주로 시신경 및 중추신경계 질환의 진단 보조로 사용되며, 간편하고 비침습적이며 즉시 시행 가능한 대표적인 침상 검사입니다.

주요 검사 목적은 다음과 같습니다.

• RAPD(상대적 구심성 동공운동장애) 검출: swinging flashlight test를 통해 한쪽 구심로 장애를 확인합니다.
• 직접 및 간접 대광반사 평가: 자극안과 반대안의 동공수축을 관찰하여 구심로 및 원심로 장애를 감별합니다.
• 동공부동(anisocoria)의 원인 감별: 암실과 명실에서의 비교를 통해 호르너 증후군과 동안신경마비를 구분합니다.
• 광-근거리 해리(light-near dissociation) 평가: Argyll-Robertson 동공과 Adie 동공의 감별에 사용됩니다.
• 약리학적 동공 검사: 호르너 증후군이나 Adie 동공의 확인 및 병변 부위 감별을 위해 약액 점안을 이용합니다.

시신경염, 외상성 시신경병증, 허혈성 시신경병증 등 시력을 위협하는 질환의 급성기 평가 및 안과와 신경내과의 감별 진단에서 본 검사의 정보는 임상 판단에 큰 영향을 미칩니다.

Q 동공 기능 검사는 어떤 정보를 알 수 있는 검사인가요?

A

동공 기능 검사는 대광반사의 구심로(망막, 시신경)와 원심로(동안신경)의 장애 부위를 추정할 수 있습니다. 특히 RAPD는 한쪽 시신경 손상이나 광범위한 망막 질환의 존재를 나타내는 객관적 소견으로 중요합니다¹⁾. 또한 동공부동의 명실 및 암실 비교를 통해 교감신경 및 부교감신경 장애의 감별이 가능하며, 약리학적 점안 검사를 결합하면 장애 부위(절전, 절후)까지 추정할 수 있는 경우가 있습니다²⁾.

2. 검사의 적응증과 임상적 의의

RAPD 양성을 보이는 주요 질환

RAPD가 양성인 경우, 한쪽 시신경에 어떤 장애가 있거나 광범위한 망막 질환이 존재합니다. 아래 표는 RAPD 양성 및 음성을 보이는 대표적인 질환을 나타냅니다¹⁾³⁾.

분류	대표적 질환
RAPD 양성(시신경 장애)	시신경염, 외상성 시신경병증, 허혈성 시신경병증(NAION 포함), 압박성 시신경병증
RAPD 양성 (광범위 망막 질환)	광범위 망막박리, 망막중심동맥폐쇄(CRAO), AZOOR
RAPD를 일으키지 않는 질환	황반원공, 양측 대칭성 시신경 질환, 시교차 후 병변

안저(특히 황반부)에 명백한 이상이 없음에도 RAPD가 양성이면 시신경 질환을 적극적으로 의심한다. 황반원공에서는 RAPD가 양성이 되지 않는다는 점이 중요한 감별 포인트이다.

양측성·대칭성 시신경 질환에서는 양안의 구심로 장애가 상쇄되므로 RAPD가 검출되지 않는다. 시교차 후(시방선, 시각피질)의 병변도 RAPD를 일으키지 않는다.

응급성이 높은 질환(CRAO, 급성 시신경염, 외상성 시신경병증 등)의 조기 선별검사로서 본 검사의 시행이 권장된다.

Q RAPD가 양성이 되는 질환에는 어떤 것들이 있습니까?

A

RAPD가 양성이 되는 질환은 크게 시신경 장애와 광범위 망막 질환으로 나뉜다. 시신경 장애로는 시신경염, 외상성 시신경병증, 허혈성 시신경병증(NAION 등), 압박성 시신경병증이 대표적이다. 광범위 망막 질환에서는 망막중심동맥폐쇄(CRAO), 광범위 망막박리, AZOOR가 있다 ¹⁾. 황반원공이나 양측성 대칭성 시신경 질환에서는 RAPD가 양성이 되지 않는다. 시교차 후(시방선, 시각피질)의 병변도 RAPD를 일으키지 않는다는 점을 기억해야 한다.

3. 대광반사의 해부와 원리

대광반사호의 경로

대광반사는 다음 8단계 경로로 성립된다.

1. 망막(광수용): 빛은 시세포와 멜라놉신 함유 고유광감수성 망막신경절세포(ipRGC)에서 수용된다
2. 시신경(구심로): 망막신경절세포의 축삭이 시신경을 형성하고, 빛 정보를 중추로 전달한다
3. 시교차: 비측 섬유가 반대측으로 교차한다
4. 시삭(optic tract): 후반부에서 일부 섬유가 분리되어 외측슬상체 대신 중뇌로 향합니다.
5. 중뇌 피개(Edinger-Westphal 핵): 동공광반사의 중추로서 동공수축 명령을 출력합니다.
6. 동안신경(원심로): 부교감신경 섬유가 동안신경과 동반합니다.
7. 섬모체신경절: 동안신경에서 나온 절후섬유가 시냅스를 형성합니다.
8. 동공괄약근(축동): 절후섬유의 지배에 의해 축동이 발생합니다.

직접반사·간접반사와 RAPD의 원리

인간에서 직접동공광반사와 간접동공광반사의 크기는 거의 동일합니다. 따라서 한쪽 시신경이 손상되어도 양안을 뜨고 있을 때는 동공부등이 발생하지 않습니다. 그러나 좌우안을 번갈아 자극할 경우, 환측 자극 시와 건측 자극 시의 반응이 달라집니다¹⁾.

• 구심로 장애(망막, 시신경): 환측 조사 시 양안의 축동이 불충분하여 RAPD 양성이 됩니다.
• 원심로 장애(동안신경): 환측의 직접반사는 소실되고 간접반사는 보존됩니다(동측 동공괄약근 장애).

교감신경로는 시상하부→척수(C8~T2 중간외측기둥)→상경신경절→긴섬모체신경→동공산대근의 경로를 따릅니다. 교감신경 장애(호르너 증후군)에서는 산대근이 기능하지 않아 암실에서의 산동이 장애됩니다.

ipRGC에는 melanopsin이 포함되어 있으며, 지속적인 광자극에 대한 동공수축 유지에 중요한 역할을 합니다. 명순응 후 동공광반사의 지속 성분을 담당합니다²⁾.

4. 각 검사법의 절차

Swinging Flashlight Test (RAPD 검출)

Swinging Flashlight Test

준비: 암실에서 시행합니다. 양안은 개방합니다(한쪽 눈을 가리지 않음). 산동 점안 전에 반드시 시행합니다.

절차: 펜라이트를 각 눈에 약 1~2초씩 번갈아 비춥니다. 조사 시간과 광량은 양안에서 동일하게 합니다.

판정: 펜라이트를 다른 눈으로 옮길 때 산동이 관찰되는 눈에 상대구심성동공운동장애(RAPD)가 있다고 판정합니다.

예시(좌안 시신경병증): 우안 조사 → 양안 축동. 좌안 이동 → 산동. 우안 → 축동. 좌안 → 산동의 주기가 반복됩니다.¹⁾

ND 필터를 이용한 RAPD 정량화

원리: 건강한 눈 앞에 중성 밀도 필터(ND 필터)를 놓고, RAPD가 사라지는 필터 농도로 RAPD를 정량화합니다.

방법: 0.3 log 단위(0.3, 0.6, 0.9, 1.2 log unit 등)로 필터를 단계적으로 추가하고, swinging flashlight test를 반복합니다.

임상 응용: RAPD가 사라지는 ND 필터의 농도가 RAPD 크기의 지표가 됩니다. 치료 경과의 정량적 평가에 유용합니다.¹⁾

동공부등(Anisocoria)의 평가

동공부등(anisocoria)의 임상 사진. 좌우 동공 직경의 불균등을 보여줍니다.

Russavia. Anisocoria in a 25-year-old male of unknown cause with early facial nerve paralysis. Wikimedia Commons. 2012. Figure 1. Source ID: commons.wikimedia.org/wiki/File:Anisocoria.jpg. License: CC BY 3.0.

25세 남성의 양안 외관 사진으로, 좌우 동공 직경이 명확히 다른 동공부등을 보여줍니다. 본문 ‘동공부등(Anisocoria)의 평가’ 항목에서 다루는 암실·명실 비교에 의한 교감신경 장애와 부교감신경 장애의 감별에 해당합니다.

암실과 명실에서의 동공 차이를 비교하여 교감신경 장애와 부교감신경 장애를 감별합니다.

• 암실에서 부등이 더 큼(환측이 작음): 교감신경 장애(호르너 증후군)를 시사합니다. 암실에서는 건강한 눈만 산동되므로 차이가 확대됩니다.
• 명실에서 부등이 더 큼(환측이 큼): 부교감신경 장애(동안신경 마비 등)를 시사합니다. 명실에서는 건강한 눈만 축동되므로 차이가 확대됩니다.
• 생리적 동공부등: 1 mm 이내. 암실과 명실에서의 차이가 일정하고 대광반사는 정상으로 유지됩니다.

근거리 반응의 확인

• 근거리 시표(손가락 또는 시표)를 주시하게 하고 조절, 폭주, 축동의 세 가지 근거리 반응을 관찰합니다.
• 광-근거리 해리(light-near dissociation): 대광반사는 소실되었으나 근거리 반응은 보존된 상태입니다.
• Argyll Robertson 동공, Adie 동공, 당뇨병성 자율신경병증 등에서 관찰됩니다.

약리학적 동공 검사

병변 부위 확정이나 특정 질환의 감별을 위해 약물 점안을 사용합니다²⁾⁴⁾.

• 0.1% 필로카르핀 점안: Adie 동공(섬모체 신경절의 절후섬유 병변)에서는 탈신경 과민성으로 인해 건안보다 현저하게 축동됩니다. 정상안에서는 축동이 발생하지 않습니다.
• 4% 코카인 점안: 노르에피네프린 재흡수를 억제하여 교감신경이 정상인 눈에서는 산동됩니다. 호르너 증후군에서는 환측이 산동되지 않거나 산동이 불충분합니다.
• 1% 하이드록시암페타민 점안: 절후 뉴런의 노르에피네프린 방출을 촉진합니다. 절후 장애(3차 뉴런 장애)에서는 환측에서 산동이 불충분하며, 절전 장애와는 다른 양상을 보입니다.

Q Swinging flashlight test는 어떻게 시행합니까?

A

암실에서 양안을 개방한 상태로, 펜라이트를 각 눈에 약 12초씩 동일 시간·동일 광량으로 교대로 비춥니다. 산동 점안제를 사용하기 전에 반드시 시행합니다. 비춘 눈에서 산동이 보이면 그 눈에 RAPD가 있다고 판정합니다. 좌안 시신경 장애를 예로 들면, 우안(건안) 조사 시 양안이 축동되고, 좌안(환안)으로 이동하면 산동이 발생합니다¹⁾. 이 주기를 23회 반복하여 확인하는 것이 권장됩니다⁶⁾.

5. 검사 결과의 해석과 임상 응용

RAPD 양성 시 감별 접근법

1. 안저(특히 황반부)에 이상이 없는 경우: 시신경 장애를 적극적으로 의심합니다. 시신경염, 허혈성 시신경병증, 압박성 시신경병증 등의 평가를 진행합니다.
2. 광범위한 망막 질환이 존재하는 경우: CRAO, 광범위한 망막박리 등을 의심합니다.
3. 안저 소견이 부족하고 RAPD가 유일한 객관적 소견인 경우: AZOOR을 감별에 포함합니다.

시신경의 경과 관찰(시신경염 회복, 외상 후 평가) 및 수술 전 평가에서 RAPD의 유무는 중요한 정보입니다. ND 필터를 이용한 정량화는 치료 효과의 객관적 평가에 유용합니다¹⁾.

동공 부등의 체계적 감별

다음은 주요 동공 이상의 감별점입니다²⁾³⁾.

질환/상태	큰 동공	대광 반사	근거리 반응	기타 소견
생리적 동공 부등	변동	정상	정상	차이 ≤1 mm
호너 증후군	건안(암실에서 차이 증가)	정상	정상	안검하수, 역안검, 무한증
동안신경마비	환안(밝은 방에서 동공부등 증가)	직접광반사 소실	감소	안구운동장애
Adie 동공	환안(젊은 여성에 많음)	완만/부분 마비	보존(지연)	광-근접 해리, 0.1% 필로카르핀 과민
Argyll Robertson 동공	없음(양측 작은 동공)	소실	보존	양측성, 불규칙, 신경매독

감별 진단 시 주의사항

• Argyll Robertson 동공: 광반사 소실, 근거리 반사 보존, 양측성, 작고 불규칙한 동공이 특징입니다. 신경매독의 특징적인 소견입니다 ²⁾
• Adie 동공 (Holmes-Adie 증후군): 섬모체 신경절의 절후 섬유 장애로 인해 발생합니다. 부채꼴 마비 (부채꼴 동공 괄약근 마비), 광-근거리 해리, 0.1% 필로카르핀 점안에 대한 과민성 축동이 진단적 가치가 있습니다 ⁴⁾
• 동안 신경 마비: 환안에서 직접 반사 소실, 건안 조명 시 간접 반사 소실. 안구 운동 장애나 안검 하수를 동반하는 경우 후교통 동맥류를 신속히 배제해야 합니다 ³⁾

6. 대광 반사 경로의 병태생리

구심로 장애

구심로는 망막 신경절 세포의 축삭 (시신경) → 시교차 → 시삭 → 중뇌 (Edinger-Westphal 핵 전부)의 경로로 구성됩니다. 장애 양상에 따라 나타나는 반응의 차이는 다음과 같습니다.

• 탈수초 (시신경염): 축삭은 비교적 보존되나 전도 지연이 발생하여 RAPD가 나타납니다. 회복과 함께 RAPD는 감소하는 경우가 많습니다.
• 축삭 손상 (허혈성 또는 외상성 시신경병증): 신호 자체가 약화되어 RAPD가 발생합니다. 축삭 소실은 비가역적이며 RAPD는 잔존하기 쉽습니다.
• 광범위한 망막 질환: 광수용체와 신경절 세포가 손상되어 RAPD 양성이 됩니다.

원심로 장애

원심로는 Edinger-Westphal 핵 → 동안 신경 → 섬모체 신경절 → 동공 괄약근의 경로입니다. 원심로 장애에서는 자극안 (환안)의 직접 반사가 소실되지만, 반대안을 자극할 때의 간접 반사도 환안에서 소실됩니다. 이는 RAPD (구심로 장애)와는 다른 패턴입니다.

교감 신경로 장애 (호르너 증후군)

호르너 증후군에서 축동의 임상 사진.

Waster (uploaded by Monopol). Miosis in Horner syndrome, from: Nautiyal A, et al. Painful Horner Syndrome as a Harbinger of Silent Carotid Dissection. PLoS Med. 2005. Figure 1. Source ID: commons.wikimedia.org/wiki/File:Miosis.jpg. License: CC BY 2.5.

호르너 증후군 환자의 외안부 사진으로, 교감 신경 장애로 인한 축동이 양안 비교에서 명확히 확인됩니다. 본문 「교감 신경로 장애 (호르너 증후군)」 항목에서 다루는 산동근 장애로 인한 암실 산동 부전에 해당합니다.

교감신경 경로는 시상하부 → 척수 C8~T2 중간외측기둥 → 상경신경절 → 긴섬모체신경 → 동공산대근을 따른다. 손상 부위는 1차, 2차, 3차 뉴런으로 분류되며, 하이드록시암페타민 점안 검사로 감별한다. 1차(중추성) 및 2차(신경절전) 뉴런 손상에서는 산동이 발생하지만, 3차(신경절후) 뉴런 손상에서는 산동이 발생하지 않는다 ²⁾.

ipRGC와 melanopsin의 역할

ipRGC(내재광감수성 망막신경절세포)는 melanopsin을 발현하며 빛에 직접 반응한다. 동공대광반사의 지속 성분(내재광반사)을 담당하며, 강한 빛 자극 후 지속적인 축동에 관여한다. ipRGC는 다양한 망막 질환에서도 비교적 보존되는 경우가 있어, 원뿔세포와 막대세포가 심하게 변성된 경우에도 동공대광반사가 남아 있는 한 원인이 된다 ²⁾.

시로 병변과 동공 반사

시교차 이후(시방사, 시각피질)의 병변은 동공대광반사 경로에서 벗어나므로 RAPD가 발생하지 않는다. 이 특성은 시력 저하의 원인이 전시로(망막, 시신경)에 있는지 후시로에 있는지 감별하는 데 중요한 정보를 제공한다.

검사의 주요 주의사항은 다음과 같다.

• 암실에서 시행: 충분한 어둠이 필요하며 RAPD 검출 정확도가 향상된다.
• 양안 개방: 한쪽 눈을 가리지 않는다.
• 펜라이트 동일 광량: 플래시라이트의 강도를 일정하게 유지한다.
• 등시간 자극: 각 눈에 조사 시간을 동일하게 한다(약 1~2초씩 교대로).
• 산동 전에 시행: 산동 점안 후에는 평가할 수 없다.

7. 최신 연구와 향후 전망

연구 단계 정보

이 섹션에는 연구 단계 및 실험적 내용이 포함됩니다. 임상에서의 표준 사용과 다를 수 있습니다. 실제 진료 판단은 담당 의사의 지시에 따라 주십시오.

자동 동공계(동공측정법)의 임상 응용

휴대용 및 탁상용 자동 동공계는 객관적이고 정량적인 RAPD 평가를 가능하게 합니다. 검사자 간 변동을 제거하고 0.01 log unit 단위로 정밀한 정량이 가능한 기기가 개발되었습니다⁵⁾. 동공 직경의 시간적 변화(잠복기, 수축 진폭, 재확장 속도)를 기록할 수 있어, swinging flashlight test의 주관적 판단을 보완하는 기술로 주목받고 있습니다.

색광 동공측정법

색광 자극(적색광, 청색광)을 구분하여 사용함으로써 원추세포, 간상세포, ipRGC(멜라놉신 세포) 각각의 기능을 선택적으로 평가할 수 있습니다. 연령 관련 황반변성, 녹내장, 당뇨망막병증에서 각 세포 유형의 손상 정도를 분리하여 평가하는 연구가 진행 중입니다²⁾. 이는 일반 백색광 대광반사로는 평가할 수 없는 정보를 제공할 가능성이 있습니다.

스마트폰 기반 동공계

스마트폰 카메라와 LED 조명을 이용한 휴대용 동공계 개발이 진행 중입니다. 저비용 및 원격 의료에의 응용이 기대되며, 응급실, 산부인과, 중환자실 등 안과 전문 장비가 없는 환경에서 RAPD 평가 도구로 유망합니다⁵⁾. 그러나 정확성과 재현성 검증은 아직 진행 중입니다.

녹내장에서 구조-기능 상관관계에의 응용

녹내장성 시신경병증에서 구조적 손상(OCT-RNFL 얇아짐)과 동공 기능(RAPD, 색광 동공측정법)의 상관관계 연구가 축적되고 있습니다. ipRGC가 녹내장에서 어느 정도 손상되는지에 대한 지식은 녹내장의 기능적 모니터링에 새로운 지표를 제공할 가능성이 있습니다²⁾.

8. 참고문헌

1. Broadway DC. How to test for a relative afferent pupillary defect (RAPD). Community Eye Health. 2012;25(79-80):58-59.
2. Wilhelm H. Disorders of the pupil. Handb Clin Neurol. 2011;102:427-466.
3. Kawasaki A. Diagnostic approach to pupillary abnormalities. Continuum (Minneap Minn). 2014;20(4):1008-1022.
4. Bremner FD. Pupil evaluation as a test for autonomic disorders. Clin Auton Res. 2009;19(2):88-101.
5. Miki A, Iijima A, Takagi M, et al. Pupillography of relative afferent pupillary defects. Jpn J Ophthalmol. 2006;50(3):249-253.
6. Thompson HS, Corbett JJ, Cox TA. How to measure the relative afferent pupillary defect. Surv Ophthalmol. 1981;26(1):39-42.