1. Coffey CE, Wilkinson WE, Parahos IA, et al. Quantitative cerebral anatomy of the aging human brain: a cross- sectional study using magnetic resonance imaging. Neurology 1992;42:527-36.

인지기능장애(치매)는 만성적이고 후천적으로 인성(personality), 지성(intellect), 기억력(memory)소실의 증 상이 의식(consciousness)의 소실 없이 전반적으로 진행하는 질환을 말한다. 치매는 두 가지 질병 군으로 구분할 수 있다. 치매가 유일한 증상인 경우(알츠하이머병, pick병, 다발성 경색 치매)와 치매가 다른 여러 임상 증상과 동반하여 오는 경우이다(감염, 경막하 혈종, 뇌종양, 대사성 질환, 전해질 불균형, 영 양 결핍, 파킨슨 병, 헌팅턴 병, 정상압 수두증).

관류(perfusion) 및 대사 영상 진단(metabolic image)

치매를 진단하기 위해서는 자세한 문진과 이학적 검사(신경학적 검사), 혈액, 뇌 척수액 검사(CSF), 전산화 단층 촬영술(CT) 그리고 자기공명영상(MRI)검사를 하여, 기억손실, 지남력상실(disorientation)을 질 환들을 진단할 수 있으나, 이런 검사방법들에서 진단이 안 되는 치매질환(신경퇴행성 질환, 뇌혈관 질 환)을 진단하는데에는 ECD나 HMPAO-SPECT(관류영상)나 FDG-PET(포도당 대사영상)같은 기능적 뇌영 상 진단법이 치매의 원인을 알아내고 질환의 신경 생리학적인 기전에 대해 규명하는데에 유용하다.

정상적인 노화과정

뇌는 나이가 들어감에 따라 신경원세포의 감소, 뇌실 확장, 대뇌 피질구의 위축 같은 노화의 과정을 밟는다. CT나 MRI는 뇌 실질 용적의 감소와 뇌실의 확장을 알아보는데 유용한 검사 방법이다. 건강한 사람을 대상으로 MRI 검사를 한 결과에서 대뇌 좌우 반구의 전두엽, 측두엽, 소뇌편도(amygdale), 해마 의 부피는 나이가 들어감에 따라 감소하는데도 불구하고 뇌실의 부피는 확장되어감을 알아냈다.¹⁾ 한편 포도당 대사 영상을 통해 나이든 사람은 젊은 사람보다 대사정도가 떨어진다는 사실을 알 수 있었다.²⁾ 따라서 관류 및 대사영상을 판독할 때는 CT, MRI에서 나타난 뇌의 위축(brain atrophy)소견을 반드시 고 려하여 판단하여야 한다.³⁾

알츠하이머병(Alzheimer's disease)

인지기능장애 환자에서 기능적 뇌영상

손 형 선

가톨릭대학교 의과대학 핵의학교실

있지 않아야 한다. 그러나 초기의 알츠하이머병을 진단하는데 이러한 임상적 증상에 따른 진단기준만 으로는 다른 신경 퇴행성 질환과 잘 감별해 낼 수 없다.

CT나 MRI 영상에서도 정상적인 노화과정의 뇌와 알츠하이머병을 가진 환자의 뇌를 감별할 수 있다.

스캔 각도를 조절해서 측두엽과 해마를 정확히 볼 수 있고, 실비우스 열구(Sylvian fissure)의 크기나 측 두뿔(temporal horn), 관자 고랑(temporal sulcus)의 크기의 비교를 통해 측두엽의 위축 정도를 분석하여 알 츠하이머병을 진단할 수도 있다.⁴⁾

포도당 대사영상의 특징적 소견은 좌우 양측 측두엽의 저 대사상태이다. 물론 병이 진행함에 따라 대사가 감소되는 영역이 더 커질 수 있다. 그러나 운동 피질, 시각 피질, 기저핵(basal ganglia), 소뇌로까 지 진행하지는 않는다(Pick병은 알츠하이머병보다 두정엽을 침범하는 정도가 더 뚜렷). 정상적인 노화 과정에 있는 뇌와 알츠하이머병을 가진 환자의 뇌의 대사과정을 비교하면 알츠하이머병을 가진 환자 의 좌우 측두엽과 두정엽에서 대사가 감소해 있다(20∼30%). 그러나 시각 피질, 운동 피질의 대사는 비교적 정상이다.

ECD나 HMPAO-SPECT의 관류영상상에서도는 두정엽과 측두엽의 혈류가 감소한 것을 관찰할 수 있 다. 여기서 보이는 좌 두정엽의 혈류 감소가 양측성으로 온 경우일수록 알츠하이머병의 확률이 높다.

129명의 치매 환자를 대상으로 한 Salmon 등의 연구⁵⁾에서 임상적으로나 혹은 병리학적으로 알츠하이 머병으로 진단된 환자의 97%에서 FDG 섭취의 이상소견이 나타났으며 66%에서 좌우 대뇌 반구 양측 모두에서 보였다. 병이 진행할수록 저대사와 저관류는 전두엽 쪽으로 진행되기 시작하며 그 정도는 치 매증상의 심한 정도와 비례하였다. 경한 치매증상을 보이는 환자에서 포도당 대사 검사로 환자가 앞으 로 알츠하이머병으로 진행할지를 예측하는 데에 도움을 준다는 연구 결과⁶⁾가 발표되었고, 이것은 포도 당 대사영상의 임상적인 유용성과 이점을 단적으로 보여주는 예라 하겠다. 또한 알츠하이머병의 새로 운 치료방법(cholinergic esterase inhibitor)이 개발됨에 따라 치료율을 높이기 위해서는 조기진단이 중요하 다. Cholinergic esterase inhibitor을 이용하여 치료한 환자에서 감소되었던 대뇌의 포도당 대사가 증가함 을 관찰할 수 있었다.

알츠하이머병을 앓고 있는 환자는 콜린계, 세로토닌계, 감마아미노부티르산(GABA)계 신경전달물질의 분비에 모두 장애가 있기 때문에 앞으로는 뇌수용체 영상진단도 유용할 것으로 보인다.

다발성경색에 의한 치매(Multiinfarct dementia)

두 번째로 흔한 치매의 원인이다(13∼24%). 대뇌피질을 따라 다발성 경색이 일어나서 생긴다. 임상 적으로 치매의 증상이 단계적으로 증가하는 소견을 보인다. CT나 MRI를 이용한 영상진단에서 이상소 견이 나타나지 않으면 혈관성치매의 가능성을 배제할 수 있다. FDG-PET을 통한 포도당 대사영상에서 MRI소견상 이상을 보이는 병소와 일치하여 대사가 저하되어있는 것을 관찰할 수 있다. 임상적인 증상 의 심한 정도는 대사저하가 나타나는 부위의 크기에 비례한다. FDG-PET에서 보이는 대사저하 병소의 크기는 MRI소견의 병소보다 크며 더 조기에 찾아낼 수 있다. 다발성 경색과 알츠하이머병은 주로 병 존하는 경우가 많으므로 이것은 진단을 내리는데 MRI와 FDG-PET 포도당 대사영상을 함께 시행하는 것이 좋다.⁷⁾

전두측두엽 치매(Frontotemporal dementia)

전두엽과 측두엽의 위축으로 인해 생기는 치매를 말한다. Pick병이 대표적인 예이며 신경원(neuron)의 감소, 신경아교증(gliosis), pick body의 침착으로 특징짓는 신경 퇴행성 질환이다. 임상증상만으로 알츠하 이머병과 pick병의 감별진단은 어렵다. 전두엽과 측두엽의 위축, 전두엽쪽의 대뇌반구 사이의 틈새의 확장, 이마뿔(frontal horn)의 확장 등이 CT나 MRI 영상에서 보인다. 그러나 이러한 소견만으로 알츠하 이머병과 pick병을 구분하기는 상당히 힘들다. Pick병에 이환된 환자들의 기능적 뇌영상을 얻은 결과 전두엽과 측두엽의 전방부에 포도당대사, 뇌관류가 대칭적으로 감소한다.⁸⁾

정상압 수두증(Normal pressure hydrocephalus)

임상증상으로는 치매, 보행장애, 요실금이 있다. 뇌실의 확장이 존재함에도 불구하고 뇌척수액 압력 은 정상이다. 임상적, 방사선학적 진단이 명확함에도 불구하고 정상압 수두증을 진단하기 어려울 때가 많다. 정상압 수두증의 경우 뇌척수액 단락술(CSF shunt)로 치료될 수 있기 때문에 정확한 진단이 필요 하다. MRI나 CT검사소견에서는 뇌실의 확장(제 3뇌실의 앞쪽 포함), 측두뿔(temporal horn)과 실비우스 열(sylvian fissure)의 크기의 증가가 관찰된다. 뇌 수두증을 진단하는데 있어서 이마 뇌실뿔(frontal ventricular horn)의 최대 폭과 두개관의 내부 가로축 최대 길이의 비가 증가된 것이 중요한 소견 중 하나이다. 정 상압 수두증(NPH)의 소견을 보이는 환자의 FDG-PET 뇌 영상에서는 뇌 관류와 대사의 감소가 나타난 다.⁹⁾ 한편으로 방사성동위원소를 이용한 뇌실 조영술이 뇌위축과의 감별진단에 도움이 된다.

알코올성 치매(Alcohol-related dementia)

오랜 알코올 중독의 과거력을 가지고 있을 경우 지남력의 부조와 함께 치매가 발현될 수 있다. 알코 올 중독 환자에선 대뇌 전체의 포도당 대사가 떨어져 있는데 특히 피질영역과 피질하의 영역에서 심 하다. 소뇌에 퇴행성 변화가 온 만성 알코올 중독자에서는 superior vermis에 저대사현상이 보인다. 또한 감마아미노부티르산A 수용체(GABAA Receptor)가 특히 많이 분포되어있는 영역인 후두엽, 전전두엽, 소 뇌등의 피질에서 포도당대사가 떨어진다는 연구결과도 있다.¹⁰⁾

Creuztfeld-Jakob disease (CJD)

프리온이라는 단백질의 전반으로 발생된다. 이 질병에 걸리게 되면 환자의 뇌에서 아급성 해면체성 뇌증(subacute spongiosum encephalopathy)이 발생하며 급격하게 치매로 진행하며 곧 사망에 이르게 된다.

(PET)을 이용한 연구가 이루어지고 있다. CJD환자의 경우에는 FDG 섭취가 감소되며, 뇌관류 또한 감 소된 양상을 띤다.

에이즈에 의한 치매(AIDS-related dementia)

후천성 면역 결핍성 바이러스(HIV)에 감염된 환자들은 여러 신경학적 이상 소견을 보인다. 이는 이 바이러스 자체의 감염에 의한 것일 수도 있고, 톡소플라스모시스 같은 기회감염이나 에이즈와 관련된 종양 등에 의해 올 수 있다. 치매의 증상이 나타났을 경우 이것은 에이즈에 감염되었다는 진단기준의 하나에 부합하게 된다. 치매는 단지 증상일 수도 있고 에이즈의 다른 임상 증상과 연관된 것일 수도 있다. 에이즈에 걸린 환자의 치매 유병률은 5% 정도이다. 관류 및 포도당 대사 영상에서 대뇌 피질의 저관류, 저대사증상이 나타난다.

파킨슨 병(Parkinson's disease)

가장 흔한 신경 퇴행성 질환(neurodegenerative disorders)의 하나이다. 기저핵으로 가는 Nigrostriatal pro- jection의 퇴행성 변화에 의해 발병된다. 조직 병리학적으로는 Dopaminergic neuron에 lewy body가 침착 된다. 도파민의 감소에 따른 소견을 보는 방사성 추적자와 교감신경의 비활성화 정도를 볼 수 있는 추 적자를 이용하여 다른 원인에 의한 치매와 감별 진단할 수 있다.¹¹⁾

임상적 적용

형태학적인 뇌신경진단방법인 CT나 MRI와 기능적 영상 진단법인 SPECT나 PET을 동시에 사용하였 을 경우 치매를 진단하는데 상당히 도움이 될 수 있다. CT나 MRI에 비해 SPECT나 PET은 뇌 국소 부 위의 생리학적인 기능을 평가하여 인지기능 장애의 원인 질환을 감별할 수 있다. SPECT나 PET의 병변 은 CT나 MRI에서 보다 훨씬 먼저 나타난다.

대부분의 치매의 경우 치료가 불가능하나 알츠하이머 환자의 경우 환자의 뇌의 콜린계를 향상시켜 증상을 호전시킬 수 있으므로 조기발견은 치료의 성적을 좋게 할 수 있다. 다발성 경색에 의한 치매환 자에서도 관류나 포도당 대사영상 검사법이 CT나 MRI 보다 조기진단의 효율성이 더 높기 때문에 원 인이 될 수 있는 고혈압이나 당뇨 등 위험인자를 미리 예방함으로써 병의 발현을 늦추거나 예방할 수 있다. 정상압 수두증의 경우 관류SPECT나 포도당 PET 검사가 단락술이 필요한 환자를 선별하는데 도 움을 줄 수 있다.

줄무늬체(Striatum), 특히 꼬리핵(caudate nucleus)의 저대사소견을 보이는 헌팅턴병을 진단할 수 있으며 이것은 유전자 검사로 이어져 확진될 수 있다.

포도당대사영상은 치매의 치료 약제의 효과를 판정하는 데에도 유용하다. 교감신경의 활성화 정도를 영상화함으로써 교감신경에 lewy body 침착하여 온 치매인 파킨슨병과, 다른 원인에 의한 치매를 감별 진단할 수 있다.

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