pupil size & light reflex에 영향을 미치는 요인

MICU에서 일하다 보면 내과 환자는 최소 4시간마다, 가끔 NS(신경외과), NU(신경과) 환자들을 보게 될 때면, 최소 1시간마다 neurologic assessment를 시행하며 변화가 있을 경우 담당의에게 노티 하게 되는데, 그중에서는 pupil의 사정도 빼놓을 수 없다.

이론대로 pupil이 isocoric 한 지, 크기, 모양, light reflex, direct & indirect 반응은 어떤지 확인을 하곤 하지만... 내과 간호사인 나에게 신규 시절부터 뇌신경학에 대한 지식은 참 양이 방대하고 특히나 공부하기 어려운 영역으로 느껴졌다. 게다가 내과 환자들은 vent care 중이라면 대부분 sedative를 지속 주입하고 있는데 약물의 주입으로 인해서도 pupil size나 light reflex가 달라질 수 있기 때문에 이를 노티 할 땐 약물의 사용으로 인한 변화인지, 실제로 환자에게 신경학적 문제가 생긴 것인지 판단이 되지 않아 어떻게 말을 해야 더 정확한 노티일까 고민도 많이 했었다. 

 

그래서 pupil size와 light reflex에 영향을 미칠 수 있는 요인에 대해서 신규 시절에 정리해놓은 노트를 가져와서 블로그에 포스팅해보려고 한다.

(그 당시 sedative와 카테콜아민성 승압제 조절과 관련된 pupil size변화는 구글링으로 실험 논문들을 뒤져가며 찾아봤었는데 너무 옛날이라 어떤 논문이었는지는 기억이 안 난다ㅎㅎ)

 

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① 자연적으로 pupil size는 교감신경에 의해 dilation(확장), 부교감신경에 의해서 constriction(수축)한다. 빛의 양에 따라서도 어두운 곳에서는 커지고 밝은 곳에서는 작아진다.

 

② light reflex 자체는 3번 뇌신경이 관여한다.(CN III, 동안신경, oculomotor nerve)

 

③ ICU에선 교감신경, 부교감신경에 영향을 주는 약물을 많이 사용한다.(NS, NU는 신경학적 평가가 매우 중요하므로 vent care를 해도 continuous sedative는 투여하지 않거나 최소한으로만 사용하여 neurologic 평가를 집중적으로 하지만, 내과는 lung care가 주된 목표기 때문에 정말 다양한 약제가 사용된다. 그래서 내과 환자의 신경학적 평가를 실시할 때는 영향받는 요인이 너무나도 많다.)

- sedative(교감↓, 부교감↑): 펜타닐, 프레조폴, 미다졸람 등

- catecholamine성 승압제(교감↑. 부교감↓): 노르핀, 에피네프린, 도파민, 도부타민 등

 

④ sedative는 교감 억제 작용: 외국 실험 논문 중 sedative 사용 후 pupil 반응을 평가하는 실험 결과 pupil이 constriction 되었고, overdose 사용 시 pupil pinpoint로도 변화 가능하며 light reflex가 사라지는 경우도 있었다.

-> 교감 신경은 pupil을 커지게 한다 -> 이런 교감신경을 억제하는 sedative를 사용하면 pupil이 작아지는 거겠구나 하고 이해했다.

 

⑤ sedative를 사용했는데도 pupil이 오히려 커지는 경우도 있는데 이건 어떻게 설명할 수 있을까?

환자의 교감신경 흥분작용이 약물의 작용보다 순간적으로 큰 경우에는 그럴 수 있다고 설명하는 논문이 있음. 한마디로 우리 몸은 수학 공식처럼 결과가 딱딱 맞게 적용되지 않는다는 것이다.

 

⑥ catecholamin성 승압제를 infusion 하면 교감↑, 부교감↓: 실험 결과 pupil이 dilation 되었으며 light reflex가 fixed 되는 경우도 있었다.

부교감 신경은 pupil을 작아지게 한다. 카테콜아민성 물질들은 교감신경을 흥분시키므로 반대로 pupil이 커지는구나 하고 이해했다. -> 이것도 공식처럼 맞는 것이 아니다.(영향을 주는 다른 요인이 너무 많기에)

 

⑦ MICU에선 sedative와 승압제를 함께 사용하는 경우가 매우 많고 정확하 사정을 위해선 infusion을 stop 해본 후 평가해야 만한다.

그러나 respiratory failure로 sedative를 지속 주입하며 vent fighting을 최소화하여 lung을 쉬게 하는 중이고 severe hypotension으로 승압제를 달고 있는 건데 pupil size 변화를 제대로 보겠다며 간호사 임의로 주입 중이던 모든 약물의 인퓨전을 stop 하고 기다려보는 게 현실적으로 가능한 일일까? -> 사실상 불가능하다.

 

⑧ 그럼 이론은 있지만 실제 상황은 이론과 다를 때가 많다는 것인데 어쩌란 것일까?

해결 방법은 아주 쉽다. 원칙을 지키면 된다. neurologic change, 예를 들어 pupil이 갑자기 3->7mm, light reflex가 prompt -> fix로 변하면 즉각 당당의 노티 후 brain image를 촬영해 평가해보면 되는 것이다. 사용하는 약물의 영향인지 다른 요인이 있는 것인지 우리는 알 수 없기 때문에 변화가 있으면 노티 후 검사를 시행하고 brain에 문제가 생긴 게 맞다면 외과적 or 약물 처치가 진행될 것이다. (실제로 신경외과 환자의 경우 pupil의 사이즈만 변해도 바로 non enhance brain CT 처방이 나며 -5분이면 촬영 가능- CT실로 환자를 내려 확인하는 경우가 많다. 하지만 내과 환자의 경우엔 pupil이 변해도 의식이나 motor change가 없다면 경과 관찰하는 경우도 많다.)

 

⑨ pupil의 모든 size change나 light reflex change는 결국 다 노티를 하긴 한다.

모두 다 노티를 하긴 하지만...!

특히나 pupil이 커지거나 light reflex가 변하는 것은 brain hernia나 hemorrhage로 인한 두개내압 상승으로 oculomotor nerve(CN III)가 눌리거나 손상되면 발생할 수 있으니 pupil size가 normal이나 기존보다 커지거나 light reflex가 prompt -> sluggish or fixed로 변하는 경우엔 경각심을 가지고 더 즉각적인 노티를 하려고 하고 있다. 

 

 ⑩ 사망 직전 또는 brain death시 light reflex가 fix 되는 이유는?

쉽게 말하자면 사람이 죽게 되면 인체 내 근육들은 이완하게 되는데 눈도 마찬가지이다.

여기서 착각하기 쉬운 것이 홍채(iris)의 sphincter muscle이 수축하면 pupil이 작아지고 sphincter muscle이 이완하면 pupil이 커지는 것이라고 오해할 수 있지만 사실은 pupil이 작아지거나 커지거나 둘 다 sphincter muscle은 수축시키는 방향으로 작용한다.

sphinter muscle이 iris의 inner side를 수축시키면 pupil은 작아지는 것이고 iris의 안쪽을 바깥쪽으로 잡아당기듯이 수축하면 pupil은 커지는 것이다. 이렇게 pupil은 교감신경, 부교감 신경, 빛의 양 등에 의해 그 크기가 변하며 3번 뇌신경의 영향을 받아 light reflex도 이루어지는데 

신경전달의 종료(사망) 또는 심한 손상(brain death or ischemia of the brain stem), 또는 뇌출혈, 뇌부종 등에 의해 3번 뇌신경이 눌리면 light reflex가 소실된다.

 

정리하자면 병원마다 신경학적 평가를 하는 시간 간격 기준과 평가도구 또는 세부사항이 다를 수도 있는데 각 병원의 가이드라인에 맞게 신경학적 평가를 실시하고 만약 변화사항이 있다면 바로 노티를 하자! sedative를 높인 후 pupil이 조금 작아지거나 승압제를 높인 후 pupil이 조금 커진 경우, 노티 했는데도 observation 한다면 위의 설명대로 약물에 의해 pupil size가 바뀌었구나 하고 이해하면 될 것이다. 신규 시절에 공부한 후 노트에 적어놨던 내용들인데 evidence 논문 파일이 뭐였는지도 기록에 없어서 이번 포스팅은 신빙성이 조금 떨어질 수도 있는 것 같다.ㅎㅎ 시간이 나면 다시 reference를 한번 찾아봐야겠다.

 

- pupil에 영향을 미치는 요인 포스팅 끝 -