안구운동 장애가 Saccade계에 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

[한글]

Saccade 안구운동의 특성을 Dodge와 Cline(1901)이 정의한 이래 여러 분야에서 이의 특

성에 관한 많은 연구가 이루어졌으며 최근 20년 동안에는 제어이론의 도입으로 saccade의

성질이 더욱 규명되기에 이르렀다. 안구운동계의 연구는 근본적으로 의학적인 연구가 주

종을 이루고 있으며 그 연구분야는 안구운동의 측정과 모델링에 기본을 둔 것과 임상적응

용에 목적을 둔 것으로 나눌 수 있다. Saccade운동의 특징은 최대 속도에 있으며 안구운

동계를 지배하는 신경기전이 관계되는 질환의 진단에 이 데이터가 유용하게 쓰인다. Sacc

ade 최대 속도는 약물종류에 따라서도 변화되며 진정제류는 대체적으로 saccade계를 억제

한다.

본 연구는 안구운동계의 장애가 saccade계에 미치는 영향을 추구하기 위하여 사람을 실

험 대상으로 하여 전신적투여로 안근에 마비가 올 수 있는 약물로 oxazepam과 secobarbit

al를 사용하고 구후주사로 신경-근육 차단을 모방하는 방법을 선정하여 비교적 타 연구에

서 하지 않은 광범위한 각변위 10°와 20°에 대한 수평 saccade 안구운동의 특성인 최종

위치 도달, 최대속도 변화 등에 중점을 두어 관찰하였으며 앞으로의 전망에 대해서도 검

토하였다.

안구운동을 측정하기 위하여 안구운동모니터, 시표발생장치, 기록기, 기타 각종 고정장

치로 측정 시스템을 구성하고 3명의 남자성인을 피검자로 선정하여 약물투여와 구후주사

실험을 실시하였다. 실험은 3주에 걸쳐 암실에서 수행하였으며 본 실험전에 정상 데이터

를 측정하여 기록하였다. 기록지에서 saccade의 위치, 최대속도, 반응시간, drift 등에

관하여 면밀히 관찰하였고 데이터는 통계적으로 처리하였으며 t-검정을 거쳐 5%의 유의미

한 레벨을 구하여 실험결과를 얻었다.

1. LED(light emitting diode)를 쓰도록 제작한 시표발생장치는 saccade제의 연구에 아

주 적합하다.

2. Secobarbital 투여시;

(1) Saccader계는 장애를 받으며 최대속도는 감소되고 corrective movement,가 발생된

다.

(2) 최대속도는 각변위 10°에서 평균 35%, 20°에서 평균 41%정도 감소된다.

(3) Corrective movement의 발생은 10°의 경우 평균 36.7%, 20°의 경우 평균 56.2%로

정상인 보다 훨씬 높으며 대부분이 크기 1°정도의 glissadic drift를 수반하여 때로는

multi-step saccade를 나타낸다.

(4) Ist corrective movement의 경우 RT^^1 은 210 msec정도로서 정상값(125-130msec)

보다 80 msec 정도 길고 정상반응시간 (약 260 msec) 보다는 짧다.

3. 구후차단시:

(1) 신경-근육차단은 saccade계에 장애를 주며 최대속도는 감소되고 빈번한 correctiv

e movement를 발생시킨다.

(2) 최대속도의 감소율은 각변위 10°에서 평균 20%, 20°에서 평균 25% 정도로서 감소

율의 폭은 secobarbital의 경우보다 적다.

(3) Corrective movement의 발생은 매우 심하여 각변위 10°에서는 50%, 20°에서는 70

%정도 나타난다. RT^^1 은 184 msec정도로서 정상값보다 55m sec정도 길으나 정상반응시

간보다는 짧다.

(4) Corrective movement에 있어서 대부분의 경우 크기 1°정도의 drift(glissadic 또

는 overlapping)를 수반하며 때로는 multi-step saccade도 나타낸다.

4. 본 연구의 결과를 종합하면 전신진정제를 경구투여하거나 안근을 국소마비시키면 sa

ccade계에 장애를 가져와서 saccade최대속도는 감소되며 빈번하고 비정상적인 corrective

movement를 발생시킨다.

[영문]

In the early part of this century the characteristics of saccadic eye movements

were defined (Dodge and Cline, 1901) and the properties of saccades have been

identified more precisely with aid of the control theory during the last two

decades. The oculomotor system has been the subject of many studies, mainly in the

field of medical application; firstly, basic measurements of eye movement and

models of the control system, and other studied have been designed primarily to

yield data relating to abnormal oculomotor conditions in human subjects. Saccadic

peak velocity measurements have been used to characterize saccades. Such

measurements may substantiate the clinical observation of slow saccades as a

clinical sign of disease involving the neural mechanisms controlling eye movements.

Sedative drugs selectively supress certain types of eye movement. The effect of

diazepam, chlordiazepoxide and ethyl alcohol upon saccadic eye movement is to

reduce the peak saccadic velocity and frequently to produce a corrective

movement(CM).

This study aims to investigate changes in human saccadic eye movement system

behavior due to oculomotor disturbances from drugs which have tranquilizing and

muscle-relaxing properties(oxazepam and secobarbital), and mimicking neuromuscular

block after retrobulbar injection. The measurement of range of angular distance was

10 and 20 degrees for the horizontal saccadic eye movement.

The results are discussed in terms of saccadic peak velocity and accuracy of

final position as well as of future prospects for clinical and research tools.

The experimental apparatus was consisted Biometrics eye movement monitor,

oscillographic recorder, target function generator and other fixation devices.

The eye position signals were measured in terms of peak velocity (the steepest

tangent line), reaction time, amplitude and drift. In order to determine if

oxazepam or secobarbital and retrobular block had any effects on the saccadic

system behavior, three kind of experiments were designed and performed by three

subjects equally. All experiments were performed in a darkened room. Immediately

before the drug was administered, 10 or more saccades were recorded to establish

the reference values of the parameters being measured. The results before and after

each administration were tested for significant change with the use of Student's

t-test at the 5% level.

1. A target function generator using LED (light emitting diode) is proved to be

very suitable for the study of the saccadic eye movement system.

2. In the secobarbital administration;

1) The saccadic system is supressed and peak velocity is reduced and produces

frequent CMs.

2) The average decrease of peak velocity is about 35% in 10 degrees and 41% in 20

degrees and over-all trends reveal that the reduction rate is increased due to the

angular distance.

3) Production rate of CMs is higher than in normals and is accompanied by about 1

degree amplitude glissadic drifts.

3. In retrobular injections mimicking neuromuscular block;

1) The neuromuscular block supresses the saccadic system and shows saccadic peak

velocity decrement and produces CMs.

2) The average decrease of peak velocity is about 20% in 10 degrees and 25% in 20

degress.

3) Production rate of CMs is about 55% in 10 degrees and 70% in 20 degrees, and

the reaction time of first CM is about 184 msec.

4) Most of the CMs show glissadic and overlapping saccades, and multi-step

saccades are observed frequently.

4. Summarizing the results;

The sedative drugs and local neuromusculr block supress the saccaddic eye

movement systems and show a decrease of saccadic peak velocity and produce

anomalous CMs.