안전도(EOG)

한눈에 보는 포인트

1. 안전위도(EOG)란?

안전도(Electrooculogram; EOG)는 안구에 상존하는 정지 전위(standing potential)를 외안각 피부 전극으로 기록하는 전기생리학적 검사입니다. 이 정지 전위는 각막이 양극, 후극(브루크막 쪽)이 음극이며, 건강한 눈에서는 약 6mV의 전위차가 발생합니다. 실제 검사에서 기록되는 신호 진폭은 일반적으로 250~1,000μV 정도입니다.

EOG의 정지 전위는 RPE의 경상피 전위(transepithelial potential; TEP)를 간접적으로 반영합니다. 빛 자극에 반응하여 변화하는 이 전위차를 시계열로 기록하고, 암극소(dark trough)와 명극대(light peak)의 비율을 계산하여 RPE 기능을 평가합니다.

EOG는 1951년 Erwin Marg가 기술하고 명명했습니다. 1962년 Geoffrey Arden이 Arden 비율의 임상적 유용성을 보고하여 안저 질환의 진단 검사로 보급되었습니다. 현재는 국제임상시각전기생리학회(ISCEV)가 표준 기준을 정하고 있으며, 2017년에 최신판이 발행되었습니다.

EOG는 광수용체와 양극 세포의 기능을 평가하는 망막전위도(ERG)와 달리 주로 RPE의 기능적 완전성을 반영합니다. 따라서 망막전위도가 정상이더라도 EOG가 선택적으로 이상을 보이는 질환의 진단에 유용합니다. 검사는 약 1시간이 소요되므로 일반 임상에서 시행 빈도는 제한적입니다.

Q EOG와 망막전위도는 무엇이 다른가요?

망막전위도는 주로 광수용체(원추세포·간상세포)나 양극 세포 등 신경망막의 기능을 평가합니다. EOG는 RPE(망막색소상피)의 기능적 완전성을 반영합니다. Best 난황형 황반 이영양증에서는 망막전위도가 정상이어도 EOG가 이상을 보이므로, 이 두 검사의 조합이 진단에 유용합니다.

2. EOG 검사 결과 해석 방법

자각 증상 (EOG 이상을 보이는 질환의 공통적인 호소)

EOG 자체에는 자각 증상이 없습니다. EOG 이상을 보이는 망막 및 RPE 질환에서 다음과 같은 증상이 나타납니다.

시력 저하: 황반부 RPE 손상으로 인한 중심 시력 저하.
변시증: 물체가 왜곡되어 보임. 황반 질환에서 흔함.
암순응 장애 및 야맹증: 간상체 기능 저하를 동반하는 질환에서 나타남.
중심암점: 고정점 주변의 시야 결손. 황반이영양증에서 발생합니다.

임상 소견(EOG 검사값 판독)

EOG 검사에서 얻은 Arden 비율(L/D 비: 명극대÷암극소)이 주요 판정 지표입니다.

다음은 Arden 비율의 판정 기준입니다.

판정	Arden 비율	임상적 의의
정상	≥1.80	RPE 기능 정상
경계	1.65~1.80	정밀 검사 필요
이상	<1.65	광범위한 RPE 기능 장애

1.5 미만인 경우 광범위한 망막 외층 손상을 강력히 시사합니다. 2017년 ISCEV는 Arden 비율보다 ‘명소-암저 비(light peak to dark trough ratio)‘라는 용어를 권장합니다.

EOG 파형의 특징적인 소견은 다음과 같습니다.

암저(dark trough): 암순응 10~15분 후 전위가 최소값에 도달합니다. 이는 비광감수성 성분이며 RPE 자체의 구조적 완전성을 반영합니다.
명극대(light peak)：명순응 7~12분에 전위가 최대값에 도달합니다. 광감수성 성분이며, RPE 기저측 막의 활성화를 반영합니다.

MEWDS(다발성 소실성 백점 증후군)에서의 초정상 반응

MEWDS에서 환안의 Arden 비율이 건안을 초과하는 ‘초정상 반응(supernormal response)‘이 보고되었습니다.

Wang F 등(2024)은 MEWDS 1예에서 EOG와 en-face IS/OS-타원체대(EZ) 복합체 영상을 결합하여 평가했습니다. 환안(우안)의 Arden 비율은 2.5로, 건안(좌안)의 1.7을 초과하는 초정상 반응을 보였습니다. 암극소는 우안 5.0분/422.0μV, 좌안 7.0분/351.5μV였고, 명극대는 우안 19.0분/1,051.1μV, 좌안 21.0분/611.7μV였습니다¹⁾.

이 초정상 반응의 기전은 아직 밝혀지지 않았으나, 급성 염증기의 RPE 과활성화가 관여하는 것으로 추정됩니다¹⁾.

Q Arden 비율이 낮으면 어떤 질환이 의심됩니까?

Best 난황형 황반 이영양증이 가장 대표적이며, 망막전위도가 정상인 경우에도 EOG가 선택적으로 감소합니다. 그 외에 백점망막증, 맥락막결손증, 클로로퀸/하이드록시클로로퀸 독성, 당뇨망막병증(진행된 경우) 등도 낮은 값을 보입니다. 자세한 내용은 “EOG가 이상을 보이는 질환·상태” 항목을 참조하십시오.

3. EOG가 이상을 보이는 질환·상태

EOG의 이상(Arden 비율 감소 또는 정상)은 RPE 기능 상태를 반영합니다. 질환별 EOG 소견을 파악하는 것이 진단에 유용합니다.

주요 질환의 EOG 소견을 아래에 요약합니다.

질환명	EOG 소견	특이사항
베스트병	현저히 감소	망막전도도 정상
백점상 망막증	감소~정상	짧은 암순응 후 광상승 없음
스타가르트병(진행기)	감소	초기에는 정상일 수 있음
맥락막결손증	감소	병기에 따라 악화
망막색소변성	감소	간체추체이영양증도 동일
클로로퀸 독성	감소	약물 중단 후에도 지속

Arden 비율 감소를 보이는 주요 질환

베스트 난황형 황반 이영양증: BEST1 유전자(베스트로핀 1)의 상염색체 우성 돌연변이에 의한 질환. 망막전위도는 정상이고 EOG만 감소하는 패턴이 진단에 특이적이며 가장 유용합니다.
상염색체 열성 베스트로핀병증(ARB): BEST1 유전자의 상염색체 열성 돌연변이에 의함. 안저 소견이 다양하며 EOG가 진단의 결정적 단서가 됩니다.
스타가르트 황반 이영양증(진행기): ABCA4 유전자 돌연변이에 의한 황반 이영양증. 초기에는 EOG가 정상일 수 있습니다.
백반성 망막증(Fundus Albipunctatus): RDH5 유전자 돌연변이에 의함. 15분 암순응 후 광상승이 관찰되지 않습니다.
무맥락막증: 진행성으로 RPE와 맥락막이 위축되어 EOG가 감소합니다.
망막색소변성 및 간체-원추체 이영양증: 광범위한 RPE 손상을 동반한 진행성 사례에서 EOG가 감소합니다.
회선상 맥락망막 위축증: 오르니틴 대사 이상으로 인한 RPE 손상으로 EOG가 감소합니다.
클로로퀸 및 하이드록시클로로퀸 독성: 항말라리아제에 의한 RPE 독성. 약물 중단 후에도 개선되지 않을 수 있습니다.
당뇨병: 유병 기간이 길어질수록 EOG가 악화됩니다.
안내 철 이물(안구 철침증): 철 이온에 의한 RPE 손상으로 EOG가 감소합니다.
맥락막 악성 흑색종: 종양에 의한 RPE 손상을 반영할 수 있습니다.

EOG가 정상인 질환

다음 질환에서는 RPE 기능이 유지되어 EOG가 정상 범위에 있습니다.

브루크막 우성 유전성 드루젠
선천성 전색맹 (원추세포 기능 장애이나 RPE는 정상)
선천성 정지성 야맹증 (간체 기능 장애이나 RPE는 정상)
시신경 질환 (망막 전방의 장애이므로 EOG는 영향을 받지 않음)

안정 전위를 변화시키는 약물

다음 약물은 EOG 안정 전위를 변화시키는 것으로 알려져 있습니다.

20% 만니톨 정맥 주사: 안정 전위를 약 43% 감소시킵니다.
500mg 아세타졸아미드 정맥 주사: 안정 전위를 낮춥니다.
티몰롤: 안정 전위에 영향을 미칩니다.

4. 진단 및 검사 방법

EOG의 표준 검사 절차는 ISCEV(2017년판)를 따릅니다.

다음은 검사의 주요 단계입니다.

단계	시간	내용
전순응	최소 15분	35-70룩스 실내 조명 하
암순응 기록	15-20분	암실, 적색 LED 추시
명순응 기록	15~20분	간츠펠드 조명/LED 추시

검사 전 준비

산동이 권장됩니다.
검사 30분 전부터 안정된 실내 조명(35~70럭스)에서 지냅니다. 최소 15분의 전순응이 필요합니다.
검사 전에 형광안저조영술(FA)이나 안저사진과 같이 강한 망막 조명을 사용하는 검사를 시행하지 않습니다.

전극 부착

은-염화은 접시 전극을 내안각과 외안각 근처 피부에 부착합니다.
기준 전극은 이마 중앙이나 귓불에 배치합니다.
접지 전극은 이마에 배치합니다.
전극 부착 전에 알코올 솜으로 피부의 피지를 닦아내어 임피던스를 낮춥니다.
오른쪽 전극은 양극(+)에, 왼쪽 전극은 음극(-)에 연결합니다.

기록 절차

Ganzfeld 돔으로 균일한 광자극을 주면서 1분마다 적색 LED를 교대로 추적하게 합니다(왕복 1회당 10회).

암순응 기록: 암실에서 15~20분 동안 1분마다 기록합니다.
명순응 기록: 이어서 명순응을 15~20분 동안 기록합니다.
1분마다의 진폭 평균값을 플롯하여 EOG 곡선을 그립니다.

노이즈 대책 및 검사 한계

교류 전원 노이즈, 근전도(EMG) 인공물, 땀으로 인한 전기적 불안정이 주요 노이즈 원인입니다.
땀이 충분히 마른 후에 전극을 부착합니다.
유아/노인 및 안구 운동 장애(안진, 안근 마비) 환자는 정확한 추시가 어려워 검사가 어려울 수 있습니다.

2017년 ISCEV 표준의 필수 보고 항목

광피크 대 암곡비(light peak to dark trough ratio)
암순응 골 진폭 (mV)
명순응 시작부터 명순응 피크까지의 시간 (분)

ISCEV 보고 항목

명순응 피크:암순응 골 비율: Arden 비율에 해당합니다. 1.80 이상이 정상입니다.

암순응 골 진폭: 암순응 최소값의 절대값 (mV). RPE 구조적 완전성을 반영합니다.

명순응 피크 도달 시간: 명순응 시작부터 경과 시간 (분). 일반적으로 7~12분입니다.

검사 시 주의사항

철저한 전순응: 35~70룩스에서 최소 15분. 강한 빛 자극은 피하십시오.

추시의 정확성: 1분에 5회 왕복. 안구 운동 장애가 있으면 시행이 어렵습니다.

위정상화 주의: 기준 전위가 현저히 낮은 경우 L/D 비율이 위정상화될 수 있습니다.

속진동 (Fast Oscillations: FO)

ISCEV의 옵션 검사로 ‘속진동(Fast Oscillations; FO)‘이 있습니다. 1분마다 암기와 명기를 교대로 반복하는 방법으로, RPE 기저측막의 CFTR(낭포성 섬유증 막 전도도 조절 인자) 염화물 이온 채널 기능을 반영합니다. 낭포성 섬유증(CF)에서 FO가 감소할 가능성이 시사되었습니다.

Q EOG 검사는 얼마나 걸리나요?

전순응(35~~70룩스에서 최소 15분)에 더해 암순응 기록 15~~20분, 명순응 기록 15~20분을 수행하므로 전체적으로 약 1시간이 소요됩니다. 유아, 노인, 안구 운동 장애가 있는 환자는 정확한 추시가 어려워 시행이 어려울 수 있습니다.

6. 병태생리학 및 상세한 발병 기전

안정 전위(TEP)의 생성 기전

EOG로 기록되는 안정 전위는 RPE의 경상피 전위(TEP)를 반영합니다. TEP는 RPE 세포의 정단막과 기저외측막의 막전위 차이에 의해 발생합니다.

암극소의 기전

암순응 시 광수용체로부터의 이온 수송이 변화하여 RPE로의 이온 유입량이 감소합니다. 그 결과 RPE의 경상피 전위가 감소하여 암극소가 형성됩니다. 암극소는 비광감수성 성분이며 RPE 자체의 구조적 완전성(세포 밀도, 세포막 완전성)에 의존합니다.

명극대의 기전

명순응 시에는 다음의 일련의 기전에 의해 RPE가 탈분극되어 전위가 상승하며 명극대가 형성됩니다.

광자극에 의한 소포체로부터의 칼슘(Ca²⁺) 방출
**베스트로핀(BEST1 유전자 산물)**과 L형 칼슘 채널의 활성화
칼슘 의존성 염화물(Cl⁻) 채널의 개방
RPE의 염화물 이온 배출
RPE 탈분극 → TEP 상승 → 광극대

이 캐스케이드에서 베스트로핀의 중심적 역할은 Best병에서 EOG가 선택적으로 이상을 보이는 이유를 설명합니다. Best병에서는 BEST1 유전자 변이로 베스트로핀 기능이 손상되어 광극대가 생성되기 어려워져 Arden 비율이 감소합니다.

EOG의 두 성분

비광감수성 성분(암곡): RPE의 구조적 완전성에 의존합니다. RPE 세포가 소실되거나 변성되면 감소합니다.
광감수성 성분(광상승): RPE 기저측막의 탈분극 기전에 의존합니다. 베스트로핀과 칼슘 채널의 기능에 의존합니다.

Q 광피크(light peak)는 왜 발생하나요?

광자극이 소포체에서 Ca²⁺ 방출을 유도하고, 베스트로핀(BEST1 유전자 산물)을 매개한 칼슘 의존성 Cl⁻ 채널이 열립니다. 염화물 이온이 RPE에서 배출되어 RPE가 탈분극되고, 경상피 전위가 상승하여 광피크가 형성됩니다. Best 병에서 EOG가 선택적으로 감소하는 것은 이 베스트로핀 기능 장애 때문입니다.

7. 최신 연구와 향후 전망(연구 단계 보고)

EOG 기반 인간-컴퓨터 인터페이스(HCI)

EOG 전기 신호를 이용하여 안구 운동에서 의도를 읽어내는 BCI/HCI 기술 연구는 2000년대 이후 급증하고 있습니다.

Belkhiria 등(2022)은 2000년부터 2020년까지 EOG 기반 HCI에 관한 문헌을 검토하여 장애인 의사소통 지원, 안구 조작 휠체어, 안구 추적 등으로의 응용이 급속히 확대되고 있음을 보고했습니다³⁾.

J!NS MEME과 같은 안경형 웨어러블 기기에 EOG 센서가 탑재되어 일상생활에서의 안구 운동, 졸음, 집중도 모니터링에 응용이 진행되고 있습니다³⁾. 적외선 CCD 카메라를 이용한 안구 운동 직접 기록 방법도 보급되어 기존의 ENG(안진전도)를 대체하고 있습니다.

안구 운동 기록으로서의 EOG(ENG)

EOG 원리를 응용한 안진전도(ENG)는 안구 운동의 정량적 기록에 사용됩니다. 수면다원검사(PSG)에서도 안구 운동 채널로 EOG가 표준적으로 사용됩니다.

Shoukat 등(2022)은 중뇌 출혈 후 수렴-후퇴 안진(convergence-retraction nystagmus)을 보인 증례의 PSG 소견을 보고했습니다. 각성기에는 주파수 2.8Hz, 진폭 60μV의 안진이 EOG에서 기록되었습니다²⁾. 중추신경계(CNS) 장애로 인한 안진은 일반적으로 수면 중에 사라지지만, 이 증례에서는 비REM기와 REM기 모두에서 안진이 지속되어 중뇌 출혈에 특징적인 소견으로 간주되었습니다²⁾.

MEWDS에서 초정상 반응의 의의

MEWDS의 급성기에 환안에서 Arden 비율이 건안을 초과하는 초정상 반응이 발생하는 기전은 아직 밝혀지지 않았습니다. RPE의 급성 염증성 과활성화가 관련될 가능성이 시사되지만, 그 분자 기전의 규명이 향후 과제입니다¹⁾.

8. 참고문헌

Wang F, Wang A, Leng X, et al. EOG and the En-Face Inner Segment/Outer Segment-Ellipsoid Complex Image in Multiple Evanescent White Dot Syndrome. Int Med Case Rep J. 2024;17:597-602.
Shoukat U, Glick DR, Chaturvedi S, et al. Images: Polysomnographic findings of nystagmus caused by a midbrain hemorrhagic stroke. J Clin Sleep Med. 2022;18(5):1479-1482.
Belkhiria C, Boudir A, Hurter C, et al. EOG-Based Human-Computer Interface: 2000-2020 Review. Sensors. 2022;22(13):4914.