간질 진단의 새로운 비침습성 방법
미네소타대학교의 생의학 공학자들과 메이요 클리닉의 연구자들이 독창적 연구를 하여, 간질직후 새로운 방법의 뇌 스캔이 간질환자의 원인과 치료에 대한 보다 상세한 식견을 제공하는 깜짝놀랄만한 연구를 발표하였다.
Brain 2012년 8월 24일자에 발표된 이 새로운 결과는 발작시 약물로 조절할 수 없는 수 백만의 환자들에게 특별한 도움이 될 것이다.
측두엽 발작은 정상뇌기능의 장애를 유발하는 가능성이 심각하다. 발작조짐(ictal)의 종료직후나 조짐후 시기에 의식이 소실되거나 반응성이 감소하거나 다른 인식이상이 지속된다.
기존의 연구에서 측두엽 발작에 동반하는 비정상적 대뇌피질의 slow wave 증가 등 해부학적 기능적 이상이 보고되었다. 뇌내 뇌전도 연구를 통해 발작도중이나 후에 lower frequency component가 뚜렷하게 증가는 되는 경우, 정상의식과 반응성이 장애된 복잡부분발작과 의식과 반응성이 보존된 단순부분발작이 알려졌다. 그러나 과거의 뇌내 뇌전도검사의 공간적 범위가 제한되어 있어서, 대뇌피질의 slow wave에 관한 연구는 쉽게 전체 뇌로 연장될 수 없었다.
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▶ 동측(Ipsilateral, IL)과 반대측(Contralateral, CL)의 소스 분석 (A) 피질 slow wave(서파) 분포, 복잡부분발작(CP)가 단순부분발작(SP)에 비하여 더 분포가 넓고, 진하다. 델타파가 복잡 부분발작에서 더 높았던 부위의 서파분포이다. (B) 복잡발작, 측두부의 서파 분포. (C)이차성 전반적 발작, 동측과 반대측의 서파 분포. |
이번 연구에서는 두피뇌전도를 이용하여 통합적 공간 범위를 가지고 조짐후 slow wave의 스펙트럼과 공간적 분포를 연구하였다. 28명의 특두엽 발작중 단순부분, 복합부문 그리고 이차성전반적 발작을 연구하였다.
Dense-array 뇌전도와 조짐후 slow wave 분포를 재구성할 이미지기술을 사용하였다. 비교적 고빈도 밴드인 델타스펙트럼은 이차성전반적 발작에서 가장 높았고, 복잡부분발작, 단순부분발작의 순서였다. 이차적 전체적 발작과 복잡부분발작은 증가된 slow wave가 전두엽 부위에 분포하고 반대측 측두와 두정부로 퍼져간다. 이 결과는 측두엽 발작후 측두와 전두-두정부 피질이 비정상적 slow wave 활성과 관련이 있다.
이 연구의 결과들을 요약하면, 간질 발작 및 발작직후 뇌기능에 관한 중요한 데이터를 수집할수 있고, 전두엽은 중증 발작에 거의 관련되있고, 측두엽 발작은 성인에서 가장 흔하며, 이 새로운 방법은 발작이 일어난 뇌부위를 확인하는데 도움이 될 것이다. 등이다.
발작 도중이 아니라 발작후에 환자를 연구하였던 방법중에서는 역사상 최초이다.
미네소타대학의 생의공학교수이며, 이 연구의 교신저자인 빈헤 교수는 실제로 간질 연구의 본질적 변화 즉 파라다임 쉬프트라고 하였다. 간질은 대략 3백만명의 미국인이 앓고 있으며, 전세계에는 5천만명의 환자가 있다. 약물과 기타 방법이 전연령층에서 도움이 되지만, 미구에서 약 1 백만명, 전세계에서 1천7백만명은 생존을 제한할 수 있는 발작이 계속되고 있다.
의학연구자들의 가장큰 고민은 가능한 치료방법을 결정하는 발작부위를 찾아내는 것이다. 과거에는 발작도중에 환자를 연구하는데 중점을 두었거나, 또는 발작의 조짐(ictal)기가 무엇인지에 집중하였다.
이번 새 연구에서는 과학자들이 발작후 또는 발작의 postictal 기라고 알려진 시기의 환자 28명의 뇌를 연구하였다. 기존의 32전극을 사용했던 대부분의 연구와 달리 76전극을 두피에 부착하여 새로운 비칩습적 EEG를 사용하였다. 특별한 영상기술을 사용하여 환자의 데이터를 수집하였다.
그 연구결과는 비침습적 방법을 사용하여 개별관자의 발작에 관련된 뇌부위를 찾아내는 독창적 방법을 이끌어내었다.
미네소타대학에서 개발한 이미지기술로 이 연구에 도전할 수 있었고, 연구결과를 결정하는데 도움이 된 수천 데이터 부위를 모을 수 있었다. 헤 교수는 최근에 미네소타의 의공학연구소에 소장으로 임명되었으며, 이 연구는 공학과 의학의 협력에 좋은 예가 될 것이라고 하였다.
사이언스데일리 2012.8.24