Vestibular System

Neurology

by Euron 2021. 8. 13. 22:56

전정기관

머리의 수평, 수직 선형 가속도, 회전 운동을 감지하여 중추평형기관에 전달하여 신체의 균형을 유지하게 하는 기관으로, 세반고리관과 전정을 통틀어 일컫는 말이다.

Anatomy of Vestibular system

- Semicircular Canals, Utricle, Saccule

Crista and Macula

3가지 종류의 전정기관 모두에서 감각을 인식하는 방식은 비슷함. 이들의 최소 단위는 crista 와 macula 임.

1) Semicircular canal

반고리관은 림프액으로 채워져있고, Ampulla 라고 하는 곳에 Crista가 있다. Crista 를 살펴보면, 감각을 받아들이는 Hair cell이 있고, 이들은 Cupula 라고 하는 젤라틴 덩어리에 쌓여 있음. 주변의 림프관의 흐름에 따라서 Cupula가 움직이면서 회전운동을 인지하게 됨.

2) Utricle and Saccule

역시 림프액이 채워진 곳에 위치하고 있고, 세반고리관에 Crista가 있다면 utricle과 saccule에는 macula가 있다. hair cell이 역시 젤라틴으로 이루어진 otolithic membrane 쪽으로 돌출되어 있음. 이 위에는 흔히 알고 잇는 이석이 얹혀져 있음. Coronal or Sagittal 면에서의 움직임이 생기면 젤라틴 덩어리들이 기울면서 hair cell 을 stimulation or inhibition 함으로써 우리는 자극을 감지하게 됨.

Functions of Vesticular System ; 감각의 인지

회전/수평/수직 3가지 운동을 인지하는 각각의 기관은 다음과 같음.

1. 회전성 운동의 감지 - Semicircular canal

머리의 회전성 움직임은 3가지 축에 의한 운동으로 나뉠 수 있음.

① 도리도리 >> HC

② 끄덕끄덕 >> AC 가 제일 영향을 받는다고 함

③ 갸우뚱갸우뚱 >> PC 가 제일 영향을 받는다고 함

★ functional pair
일측의 HC, 반대측의 HC
일측의 AC, 반대측의 PC ; 그림 B의 파란색 평면.
일측의 PC, 반대측의 AC 는 동일 평면상에 위치함. ; 그림 B의 초록색 평면.
functional pair에서 운동모와 부동모의 배열이 반대이므로 일측이 흥분하면 반대측은 억제가 되게 되어 있음.

이러한 pairing으로 끄덕, 갸우뚱의 현재 두위의 상태를 알수 있는것. 같음?

두위의 방향에 따라 영향을 받는 Semicircular Canal

2. 수평 운동의 감지 - 난형낭 Utricle >> Axial 평면의 운동. 선형가속도에 대한 인지

3. 수직 운동의 감지 - 구형낭 Saccule >> Coronal plane의 운동. 서있다가 푹 주저 앉는다던지에 대한 것에 대한 감각

>> 위의 그림에 보듯이 Utricle은 수평으로, Saccule 은 수직으로 위치하고 있음.

Physiology

Sensory mechanism ; How hair cell works

Hair cell 에는 kinocillium(부동모), stereocillia(운동모)가 있으며 부동모 쪽으로 길울어지면 depolarization 이 되면서 stimulation이 되고 운동모쪽으로 기울어지면 hyperpolarization 되면서 inibition 이 된다.

1) 흥분 >> 부동모에 가까이

2) 억제 >> 부동모에서 멀리

★ Ampulla 에서의 부동모와 운동모의 배열
① HC에서 부동모는 utricle에서 가까운쪽 즉 내측으로 운동모가 위치하지만, 수직반고리관(PC,AC)에서는 utricle에서 먼 쪽에 부동모가 위치함. 그러니깐 AC 에서는 위쪽 PC 에서는 아래쪽에 위치하게 됨.
② 따라서 HC에서는 ampulla(or utricle)쪽으로 들어가는 쪽으로 endolymph가 움직이면 흥분이 되는 것이고 AC와 PC에서는 ampulla(or utricle)쪽에서 나가는 쪽으로 endolymph가 움직이면 흥분된다 이를 Ewald 제 1법칙 이라고 한다.

실제 눈의 움직임의 사례들.

1. VOR

Neutral position의 HC의 ampullae 는 안쪽에 위치함. 위 그림은 우측의 HC임. HC는 Utricle에 가까운쪽으로 부동모가 있어서 ampulla 쪽으로 림프액이 흐르면 흥분이 된다 했음.

자 그러면 오른쪽으로 고개를 돌리면 순간적으로 endo-limph는 왼쪽으로 돌아감. 요래되면 우측 HC는 흥분되고 좌측의 HC는 ampulla에서 멀어지므로 억제 됨.

흥분된 우측의 HC을 따라서 Vestibular nu.로 자극이 들어가게 되고 이는 동측의 MR, 반대측의 LR 을 흥분시킴으로써 눈은 좌측을 향하게 됨. (흥분된 HC의 반대측으로 눈이 돌아간다.)고개는 오른쪽으로 돌아가더라도 안구는 왼쪽을 바라봄으로써 두위에 상관없이 시선을 고정할 수 있는 VOR이 일어남.

2. 좌측으로 계속 도는 경우

위의 영상을 보면 왼쪽으로 계속 돌다가 멈취서서 앞을 똑바로 바라봄.

>> 왼쪽으로 계속 빠르게 돌다가 갑자기 딱 멈추게 되면 림프액은 계속 왼쪽으로 돈다. 이렇게 되면 L HC에서는 림프액이 ampulla로 부터 멀어지니 억제, R HC는 ampulla 쪽으로 가까워지니깐 흥분됨. 이 결과 안구는 좌측 편위가 일어남. 하지만 영상처럼 카메라를 똑바로 보려면 반대측 움직임이 일어나야함. 이것이 Nystagumus. 위와 같이 왼쪽을 빙빙 돌다가 카메라를 똑바로 쳐다보면 R beating Nystagmus 를 확인 할 수 있다.

우리나라도 이렇게 배웠으면... 내가 지금 전문의 따고 이걸 다시 리뷰할일은 없겠다..

3. PC BPPV에서 Dix - hallpike test 했을 때 눈의 움직임

①Dix-hallpike test시 고개를 우측으로 45도 돌림으로써 PC가 sagittal 평면에 놓이게 됨. 이 상태에서 lying down 하였을 때 돌의 움직임은 다음과 같음. Ampulla에서 멀어지게 되고, 이는 PC 를 흥분 시킨다.

② PC 랑 엮인 외안근은 >> 동측의 SO, 반대측의 IR이 흥분됨.
1) 동측 SO 흥분 >> 코쪽으로 intorsion, depression

2) 반대측은 IR 흥분 >> extorsion, depression

R PC BBPV 일 경우 Dix-hallpike test를 시행하면 위와 같은 안구 움직임(CCW(환자의 관점에서), down)이 일어나게 됨. 안구는 VOR 을 유지하기 위해서는 반대의 움직임이 필요하게 되므로 R PC BPPV 의 경우에는 CW(환자의 관점), up beating Nystagmus가 발생하게 된다.