서     론

   뇌동맥류 파열 환자의 예후는 최초 출혈 시 뇌 손상 정도와 재출혈 및 뇌혈관 연축(cerebral vasospasm)으로 인한 지연성 허혈증에 의해 주로 결정된다.⁵⁾³¹⁾ 이러한 뇌 조직 허혈의 정도와 범위는 양전자방출단층촬영(positron emission tomography：PET),^10)15)18) 제논 증강 전산화단층촬영(xenon-enhanced CT),⁸⁾¹²⁾ 관류 자기공명류영상(MR imaging) 등^7)26)30)의 여러 가지 영상 방법으로 측정이 가능하다. 또한 경두개 도플러 검사(transcranial doppler：TCD)로 동맥 혈관 내경의 변화를 간접적으로 반영하는 속도를 측정함으로서,²⁴⁾ 혈류 역학적 변화를 관찰할 수 있으며, 특히 뇌동맥 파열 후 혈관 연축에 의한 지연성 허혈증의 진단 및 가료에 경두개 도플러 검사를 중요하게 이용한다.²⁾³⁾⁴⁾
   최근 전산화단층촬영 기법이 발달함에 따라, 나선 다중 슬라이스 전산화단층촬영(helical and spiral multislice CT)에 의한 정성적인 관류 뇌전산화단층촬영 영상은 허혈성 뇌혈관 질환의 신속한 진단과 치료에 다양하게 임상적으로 활용되고 있다.²³⁾
   나아가 최근에는 관류 뇌전산화단층촬영에 의하여 측정된 뇌 혈류수치(cerebral blood flow value)가 기존의 정량적인 양전자방출단층촬영이나¹⁰⁾¹⁵⁾ 제논 증강 단층촬영의⁸⁾¹²⁾ 뇌혈류와 비교하여 임상적으로 큰 차이가 없을 만큼 절대수치에 가깝다는 보고 들이 있다.¹⁹⁾
   이에 저자들은 먼저 정량적 관류 뇌전산화단층촬영이 보다 절대적인 수치에 접근하는 뇌혈류 측정 방법으로 적합한지에 대해 알아보고자 하였고, 뇌동맥류성 자발성 지주막하출혈환자의 임상적 경과와 관류 뇌전산화단층촬영 및 경두개 도플러 검사의 상관관계를 비교 분석하였다. 이 연구는 20명의 자발성 지주막하출혈 환자를 대상으로 하였다.

대상 및 방법

   2002년 3월부터 2003년 3월까지 뇌동맥류 파열에 의한 자발성 지주막하 출혈 후 뇌동맥류 경부 결찰술 또는 중재적 뇌동맥류 색전술을 시행받았던 환자 중 경두개 도플러 검사 및 관류 뇌전산화단층촬영을 동시에 시행하였던 20명의 환자를 대상으로 하였다. 대조군으로 의식이 명료하고 신경학적 결손이 없는 신경외과환자 15명에 대하여 관류 뇌전산화단층촬영을 시행하였다. 두군 모두에서 관류 전산화단층촬영시 동맥혈 검사를 시행하였다. 경두개 도플러 검사는 수술전 및 수술후 첫째날, 이후에는 뇌혈류 속도가 정상적으로 안정화되는 경향을 보일 때까지 2일 간격으로 시행하였으며, 관류 뇌전산화단층촬영은 수술전과 수술직후 및 임상적 뇌혈관 연축에 의한 허혈증상이 나타날 때에 시행하였다.
   관류 뇌전산화단층촬영상 혈류 변수로써 뇌혈류(CBF：mL/100 g/min)와 뇌혈량(CBV：mL/100 g) 및 평균통과시간(MTT：sec)을 측정하였다. 또한 임상경과 중 뇌혈관 연축에 의한 지연성 허혈증상이 있는 군과 없는 군으로 나누어 이 혈류 변수치들을 경두개 도플러 검사수치와 비교 분석하였다.
   임상증상은 초기상태에 대해서는 World Federation of Neurosurgery(WFNS) 등급을 사용하였으며,²¹⁾ 임상적 결과에 대해서는 퇴원 당시의 Glasgow Outcome Scale(GOS)을 사용하였다.²¹⁾ 통계는 SPSS소프트웨어를 사용하였으며, student t-test와 선형 회귀분석을 사용하여 분석하였고, p value가 0.05 미만일 경우 통계학적으로 유의성이 있는 것으로 하였다.

1. 관류 뇌전산화단층촬영
   모든 검사는 first-pass bolus-tracking 방법을 사용하였으며, 80 kilovolt, 80 mA, 512×512 matrix size, 2 cm field of view, 1-mm slice 두께의 고속도 CT scanner(General Electric Medical Systems)를 사용하였다. 조영제는 초당 5mL의 속도로 총 50 mL의 양을 16~20초 동안 정주하였고, 2회 반복에 의하여 모두 4 슬라이스의 단층촬영 영상을 얻었으며, 단층촬영의 범위는 전뇌동맥, 중뇌동맥, 후뇌동맥의 혈류 분포가 모두 나타나는 부위를 얻기 위하여 기저핵이 잘 보이는 슬라이스를 택하였다. 영상은 기본 영상 지도, 뇌혈류 지도, 뇌혈량 지도 그리고 평균통과시간 지도들을 얻었으며 전뇌동맥과 중뇌동맥의 영역의 회질과 백질의 각각 5개씩에서 관심 부위(regions of interest：ROI)의 혈류 변수치를 측정하였다(Fig. 1).

2. 경두개 도플러 검사
   경두개 도플러검사는 2 MHz frequency의 Trans Scan 3 D를 이용하여 수술 전후의 윌리스 환 주위의 주요 동맥 및 두개강외 내경동맥등의 뇌혈류 속도를 측정하였다. 연구에 사용한 경두개 도플러 검사 수치는 수술후 관류 뇌전산화단층촬영 당시에 가장 가까운 시간대에 시행하였던 뇌동맥의 평균혈류속도(mean flow velocity)를 사용하였다.

3. WFNS 등급과 예후
   초기 WFNS 등급으로 분류했던 20명의 예후는 GOS에 따라서 good recovery와 moderate disability group을 좋은 결과군으로 분류하였으며, severe disability, persistent vagetative state와 death를 나쁜 결과군으로 나누어 분석하였다.

결     과

1. 대  상
   대조군은 15명으로 남자가 8명, 여자가 7명이었고 나이는 26세부터 77세, 평균연령은 57.87세였다. 환자군은 20명을 대상으로 하였으며 남자가 7명 여자가 13명이었고, 23세부터 69였으며 평균 연령은 59.55세였다. 이 중 12명은 뇌동맥류 경부결찰술을 시행 받았고, 8명은 경혈관적 뇌동맥류 코일 색전술을 시행받았다. 임상적으로 뇌혈관연축에 의한 지연성 허혈증상을 보였던 환자는 6명이었다. 환자군과 대조군의 동맥혈 검사는 두 집단간에 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 1).

2. WFNS 등급에 따른 예후
   초기 WFNS 등급상 Ⅰ등급 내지 Ⅲ등급은 17명이었고 이중 좋은 예후를 보인 환자는 13명이었고, 나쁜 예후를 보인 예는 4예였으며, Ⅳ등급과 Ⅴ등급 군에서는 모두 나쁜 예후를 보였다(p=0.003)(Table 2). 

3. 대조군에서의 관류 뇌전산화단층촬영 
   전뇌동맥과 중뇌동맥의 회질과 백질에서의 뇌혈류와 뇌혈류 용적 및 평균통과시간을 측정하였는데, 뇌혈류는 전뇌동맥의 회질에서 40.01±6.25 mL/100 g/min, 백질에서 25.83±4.25 mL/100g/min, 중뇌동맥의 회질에서 39.22±5.32 mL/100 g/min, 백질에서 25.53±4.38 mL/100 g/min로 회질과 백질사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p=0.042)(Table 3).
   또한 나이가 증가함에 따라 뇌혈류가 백질에서는 큰 변화가 없으나 회질에서는 서서히 감소하는 양상을 보였다(Fig. 2).

4. 환자군의 관류 뇌전산화단층촬영 및 경두개 도플러 검사
   환자군은 임상적인 뇌혈관 연축이 있었던 14명과 없었던 6명을 두 군으로 나누어 관류 뇌전산화단층촬영상의 전뇌동맥 영역과 중뇌동맥 영역의 뇌혈류와 뇌혈량 및 평균통과시간을 측정하여 보았는데, 뇌혈관 연축이 있었던 환자군의 뇌혈류는 전뇌동맥의 회질에서 21.26±3.26 mL/100 g/min, 백질에서는 18.36±2.98 mL/100 g/min, 중뇌동맥 회질에서 24.27±4.56 mL/100 g/min, 백질에서는 19.23±3.21 mL/100 g/min 이었고, 혈관연축이 없었던 군의 뇌혈류는 전뇌동맥의 회질에서 31.35±3.24 mL/100 g/min, 백질에서는 21.42±3.21 mL/100 g/min이었고 중뇌동맥 회질은 28.68±4.25 mL/100 g/min, 백질에서는 21.14±3.41 mL/100 g/min로 혈관연축이 있던 군에서 통계학적으로 유의하게 감소된 소견을 나타냈다(p=0.041). 뇌혈량은 두군 사이에 유의하지 아니하였으며(p=0.62), 평균통과시간은 또한 혈관연축이 있었던 군에서 더 증가된 것으로 나타났다(p=0.031).
   경 두개 도플러 검사에서 평균혈류속도는 뇌혈관 연축이 있었던 군이 없었던 군에 비하여 통계학적으로 유의하게 증가되었었으며(p=0.027), 경두개 도플러 검사의 평균혈류속도와 관류 뇌전산화단층촬영의 뇌혈류는 음의 상관관계를 보였고(R²=0.45, slope=-0.70), 평균통과시간은 통계적으로 유의한 양의 상관관계를 나타냈다(R²=0.58, slope=0.79)(Table 4).

고     찰

   뇌혈관 연축은 뇌동맥류 파열에 의한 뇌지주막하 출혈 환자에 있어 재출혈과 함께이환율과 사망률에 큰 영향을 미치는 심각한 합병증 중의 하나이다.^5)9)31) 이러한 뇌 허혈을 측정할 수 있는 방법으로 양전자방출 단층촬영,^10)15)18) single photon emission CT(SPECT),²⁵⁾ 제논증강 단층촬영,⁸⁾ 자기공명영상촬영 등^7)26)30)이 이용되어 왔다. 양전자방출단층촬영은 고해상도의 뛰어난 영상을 제공하여 현재까지도 뇌혈류를 측정하는 표준 방법중의 하나로 여겨지고 있다.¹⁸⁾ 그러나 양전자 방출 가속장치를 따로 필요로 하거나 시간적으로 가까운 거리에서 양전자 방출 동위원소를 공급 받을 수 있어야 하며, 양전자 방출 동위원소 또한 매우 짧은 반감기를 가지고 있어서 관리가 힘들뿐만 아니라 상당한 비용을 필요로 한다.²³⁾ SPECT는 간단한 정주 과정을 거쳐, 빠른 영상을 얻을 수 있다.²³⁾²⁵⁾ 하지만, 전산화단층촬영이나 자기공명영상에 비해 공간 해상도가 낮으며 소프트웨어의 발달에 따라 정량적 분석이 가능해지긴 하였지만 절대적 정량적 분석이 힘들다.²³⁾ 제논 증강 단층촬영은 공간 해상도가 뛰어나며, 정량적 분석이 가능하고 기기들이 다른 것과 비교해 그리 비싸지 않은 장점이 있어 임상적으로 많이 활용하는 표준적인 방법의 하나이다.^8)12)19) 그러나 환자의 작은 움직임만으로 인공영상이 나타나며, 단지 뇌혈류 단일 변수만 측정 가능하다. 그리고 다른 방법보다 많은 방사선 조사를 받을 가능성이 있다.²³⁾
   저 자들의 경우 일차 통과 관류 뇌전산화단층촬영(first-pass bolus-tracking methodology)을 시행하였는데 이 방법은 기존에 뇌혈류를 측정하는데 사용되었던 여러 방법들과 비교 하였을 때 많은 장점들을 가지고 있다. 첫 번째로 대부분의 병원에 있는 두부전산화단층촬영 장비와 기술로 시행할 수 있고, 두 번째로 뇌혈류, 뇌혈량, 평균통과시간과 같은 여러 지표들을 측정할 수 있다는 것이다.^{17)22)23)24)27)} 즉, 적합한 장비 및 프로그램만 구비된다면 쉽게 시행할 수 있고 10분 이내로 짧은 시간 안에 검사를 진행할 수 있으므로 응급환자에 있어 쉽게 시행할 수 있다.^{6)8)17)29)31)} 저자들의 대조군 연구에서 관류 뇌전산화단층촬영상 회질에서의 뇌혈류가 백질보다 통계학적으로 유의하게 증가된 소견을 보였는데 기존의 연구에서 양전자방출단층촬영과 제논 증강 단층촬영을 이용한 연구에서의 결과¹⁴⁾¹⁶⁾들과 근접한 수치를 보였다. 특히, 뇌 허혈을 조기에 진단하는데 유용하며 조기진단 및 치료에 도움을 줄 수 있다. Hatazawa 등¹⁴⁾과 Karonen 등¹⁶⁾도 관류 뇌전산화단층촬영을 이용한 지표들이 뇌 허혈 조직에 의한 뇌경색의 위험을 판단하는데 도움이 될 수 있다고 하였다. Wintermark 등²⁸⁾은 관류 뇌전산화단층촬영에 의해 얻어진 뇌혈류와 뇌혈류량이 이론적으로 절대값을 나타낸다고 주장하였다. 이러한 관류 뇌전산화단층 촬영에 의해 혈관연축의 증상을 보이지만 일반 뇌전산화단층 촬영에서 영상 변화 소견을 보이지 않았던 자발성 지주막하 출혈 환자에 있어 관류 뇌전산화단층촬영상 허혈 부위를 확인 할 수 있었고, 이 경우 뇌혈류 감소와 평균통과시간 증가를 보인 보고가 있다.^13)17)19) 저자들의 연구에서 임상적으로 혈관연축에 의한 지연성 허혈 증상을 보인 환자들의 관류뇌전산화단층 촬영상 뇌혈량 수치는 지연성 허혈 증상이 없던 환자에 비해 유의한 차이가 없었으나 뇌혈류치는 감소(p=0.041), 평균통과시간은 증가된 소견(p=0.031) 을 보였다. 이 결과는 Nabavi 등²⁰⁾이 발표한 내용과 같이 기존에 사용되어오던 제논 증강 단층촬영이나 양전자방출단층촬영과 관류 뇌전산화 단층촬영을 비교 하였을 때의 결과와 같은 소견을 보였다. 
   하지만 아직 관류 뇌전산화단층촬영에도 한계를 가지고 있다.²³⁾ 첫째 현재까지 많은 연구가 진행되어 있지 않아 뇌 허혈 혹은 임상적 뇌 허혈 상태에서 가역적으로 다시 회복될 수 있는 보다 광범위하게 받아들여지는 정량적 수치가 정해져 있지는 않다는 것이다. 둘째로 전체의 뇌혈류 역동학을 볼 수 없고 검사자가 정한 2 cm의 단면에 대한 검사를 하기 때문에 저자들의 경우 4슬라이스 영상을 얻을수 있으나 두부 전체를 보기는 힘들며, 셋째 측정당시 환자의 움직임이나 데이터 분석과정에서 오차 및 검사의 부정확성을 높일 수 있는 요인이 존재한다는 것이다.
   경두개 도플러는 Aaslid 등¹⁾이 두개강내의 혈류역학적인 변화를 평가하는데 유용하다고 보고 된 바 있으며 그 이후 널리 사용되고 있다.²⁾³⁾ 이 검사는 조영제 사용이 필요 없고 쉽게 반복 검사를 할 수 있어 대뇌혈관의 급성 변화를 판단하는데 유용함으로 지주막하 출혈 후의 뇌혈관 조영상 뇌혈관 연축이 발견되지 않은 시기에도 조기에 연축을 알아 낼 수 있고, 수술 후 임상경과 추적 및 환자 가료의 지침으로 이용이 가능하다.¹¹⁾²³⁾ 본 연구에서는 임상적으로 뇌혈관 연축을 보인 환자에서 경두개 도플러를 이용하여 관류 뇌전산화 단층 촬영과의 상관관계를 분석하였는데 뇌혈류와는 음의 상관관계(R²=-0.45, slope=-0.70)를 가졌으며, 평균통과 시간과는 양의 상관관계(R²=0.58, slope=0.79)를 가졌다. 
   저자들의 연구는 표본의 수가 많지 않고, 저자들이 직접 측정한 양전자방출단층촬영이나 제논 증강조영단층촬영의 결과가 아닌 이미 연구된 자료를 비교하였다. 앞으로는 같은 환자들을 대상으로 관류 뇌전산화단층촬영과 양전자방출단층촬영, 제논증강단층촬영을 사용하여 비교분석을 할 경우 관류 전산화 단층촬영의 적합성에 더 정확한 임상적 의미를 부여할 수 있겠다. 저자들은 관류 뇌전산화단층촬영을 경두개 도플러 검사와 같이 뇌동맥류성 자발성 지주막하출혈 환자에 활용함으로써 임상적인 뇌 허혈 환자의 여러가지 혈역동학적 자료를 얻어, 이를 토대로 뇌 허혈 증상의 영상적 조기 발견과 치료 및 추적관찰에 상당한 기여를 할 것으로 생각한다.

결     론

   저자들의 경우 관류 뇌전산화단층촬영의 뇌혈류는 이전 보고들에서의 양전자방출단층촬영과 제논 증강 단층촬영을 이용한 연구의 결과와 비교적 일치하는 결과를 보여주었으며, 뇌동맥류성 자발성 지주막하출혈 환자 중 임상적으로 지연성 뇌허혈 증상을 보이는 환자에서의 뇌혈류 감소와 평균통과시간의 증가가 지연성 허혈 병변의 유무와 통계학적으로 유의한 관련성을 보여주었다. 또한 경두개 도플러와 관류 뇌전산화단층촬영의 비교는 지연성 뇌허혈 증상에 대해 뇌혈류는 양의 상관관계를, 평균통과시간에 대해에 대해서는 음의 상관관계를 보여주었다. 그러므로 관류 뇌전산화단층촬영은 임상적으로 비침습적이며 쉽게 사용할 수 있는 방법으로서 뇌동맥류성 자발성 지주막하 출혈환자에게 조기진단과 치료 그리고 예후 판정에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

REFERENCES

1. Aaslid R. Noninvasive transcranial doppler ultrasound recording of flow velocity in basal cerebral arteries. J Neurosurg 57:769-74, 1982

2. Arnolds BJ, Reutern G. Transcranial doppler sonography. Examination technique and normal reference values. Ultrasound Med Biol 12: 115-23, 1986 

3. Boecher-Schwarz HG, Ungersboeck K, Ulrich P. Transcranial doppler diagnosis of cerebral vasospasm following subarachnoid hemorrhage: correlation and analysis of results in relation to the age of patients. Acta Neurochir(Wien) 127: 32-6, 1994 

4. Bursch JH, Heintzen PH. Parametric imaging. Radiol Clin North Am 23: 321-33, 1985

5. Chung CK, Jung JM, Lee SH, Han DH. Analysis of mortality and morbidity in subarachnoid hemorrhage. Korean Neurosurg soc 21: 301-10, 1992

6. Erba SM, Horton JA, Latchaw RE, Yonas H, Sekhar L, Schramm V, et al. Balloon test occlusion of the internal carotid artery with stable xenon CT cerebral blood flow imaging. Am J Neuroradiol 9: 533-8, 1988

7. Ernst T, Chang L, Itti L, Speck O. Correlation of regional cerebral blood flow from perfusion MRI and SPECT in normal subjects. Magn Reson Imaging 17: 349-54, 1999

8. Firlik AD, Kaufmann AM, Jungreis CA, Yonas H. Effect of transluminal of symptomatic vasospasm following aneurysmal subarachnoid hemorrhage. J Neurosurg 86: 533-8, 1988

9. Fisher CM, Kistler JP, Davis JM. Relation of cerebral vasospasm to subarachnoid hemorrhage visualized by computerized tomographic scanning. Neurosurgery 6: 1-9, 1980 

10. Frackowiak RS, Lenzi GL, Jones T, Heather JD. Quantitative measurement of regional cerebral blood flow and oxygen metabolism in man using 15O and positron emission tomography: theory, procedure, and normal values. J Comput Assist Tomogr 4: 727-36, 1980

11. Gupta C, Husain M, Kumar M, Kohli N, Tiwari V, Vatsal DK, Nirala AP. Transcranial Doppler sonography evaluation in patients with vasospasm following subarachnoid haemorrhage. J Indian Med Assoc 102: 191-2, 4, 6, 2004

12. Gur D, Wolfson SK Jr, Yonas H, Good WF, Shabason L, Latchaw RE, et al. Progress in cerebrovascular disease: Local cerebral blood flow by xenon enhanced CT. Stroke 13: 750-8, 1982 

13. Hanburg LM, Hunter GJ, HAlpem EF, Hoop B, Gazelle GS, Wolf GL. Quatitative high-resolution measurement of cerebral vascular physiology with slip-ring CT. Am J Neuroradiol Am J Neuroradiol 17: 639-50, 1996

14. Hatazawa J, Shimosegawa E, Toyoshima H, Ardekani BA, Suzuki A, Okudera T, et al. Cerebral blood volume in acute brain infarction: a combined study with dynamic susceptibility contrast MRI and 99m-HMPAO-SPECT. Stroke 30: 800-6, 1999

15. Herscovitch P, Markham J, Raichle ME. Brain blood flow measured with intravenous H215O, I: theory and error analysis. J Nucl Med 24: 782-9, 1983

16. Karonen JO, Liu Y, Vanninen RL, Ostergaard L, Kaarina Partanen PL, Vainio PA, et al. Combined perfusion- and diffusion-weighted MR imaging in acute ischemic stroke during the 1st week: a longitudinal study. Radiology 217: 886-94, 2000

17. Koenig M, Klotz E, Luka B, Venderink DJ, Spittler JF, Heuser L. Perfusion CT of the brain: diagnostic approach for early detection of ischemic stroke. Radiology 209: 85-93, 1998

18. Leenders KL, Perani D, Lammertsma AA, Heather JD, Buckingham P, Healy MJ, et al. Cerebral blood flow, blood volume and oxygen utilization: normal values and effect of age. Brain 113(Pt 1): 27-47, 1990

19. Wintermark M, Thiran JP, Maeder P, Schnyder P, Meuli R. Simultaneous measurement of regional cerebral blood flow by perfusion CT and stable xenon CT: a validation study. Am J Neuroradiol 22: 905-14, 2001

20. Nabavi DG, LeBlanc LM, Baxter B, Lee DH, Fox AJ, Lownie SP, et al. Monitoring cerebral perfusion after subarachnoid hemorrhage using CT. Neuroradiology 43: 7-16, 2001

21. Minhas PS, Menon DK, Smielewski P, Czosnyka M, Kirkpatrick PJ, Clark JC, et al. Positron emission tomographic cerebral perfusion disturbances and transcranial doppler finding among patients with neurological deterioration after subarachnoid hemorrhage. Neurosurg 52: 1017-24, 2003