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문제 정의
- 따라서 저자들은 대혈관 및 미세혈관에서 비침습적으로 혈류 변화를 측정할 수 있는 도플러 초음파 기기를 이용하여 건강한 정상인과 뇌졸중 후 편측 부전마비 환자를 대상으로 말초혈류 상태를 측정하고 상호 비교하고자 하였다.
- 본 연구는 편측 부전마비 증상이 말초 혈류에 어떠한 영향을 미치는지 관찰하기 위하여 대조군과 뇌졸중군으로 나누어 양측 상지의 네 번째 손가락 조갑 근위부에서 dorsal branches of proper palmar digital artery to dorsum of distal phalanges의 arteriole의 혈류 상태를 측정하였다. 검사의 용이성과 일치성을 위하여 상대적으로 자세에 따른 혈류 변화가 적고 심장의 위치와 비슷하게 위치할 수 있는 상지를 선택하였고, 일상적인 활동에 의하여 혈류의 변동을 초래할 수 있을 것으로 예상되어 상지 중에서도 비교적 활동량이 적은 네 번째 손가락을 선택하였다.
- 본 연구에서 이러한 연구결과를 기초로 추가적으로 말초혈관의 한랭 반응성을 관찰하기 위하여 일부 대상자에서 cold test를 시행하였다. 양측 수부에서 도플러 혈류 검사를 측정한 후 검사부위 반대측 손에 ice pack을 잡게 하여 혈류를 측정하였다.
- 본 연구에서는 초음파의 도플러 효과를 이용한 비침습적 방법으로 혈류 속도를 측정하고자 하였다. 즉 도플러 초음파 기기를 사용하여 직접적으로 수부의 미세 혈류 변화를 측정하였다.
가설 설정
- 본 연구는 뇌졸중에서 흔하게 발생하는 임상 증상인 편측마비로 인하여 수부의 말초 혈관에 혈류의 변화가 발생 될 수 있을 것으로 추정하였으며, 이는 혈류상태의 변화로 나타날 것으로 가정하였다. 또한 향후 이러한 말초 혈류 지표를 근거로 뇌졸중환자의 마비 정도를 객관적으로 평가하여 예후를 판정할 수 있거나, 뇌졸중 후 마비측 혈류 역동 변화의 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 생각한다.
제안 방법
- PI (pulsatility index)는 박동지수로 수축기 혈류속도와 이완기 혈류속도의 차를 평균 혈류속도로 나누어 구하였고, RI(resistance index)는 저항지수로 수축기 혈류속도와 이완기 혈류속도의 차를 수축기 혈류속도로 나누어 구했다.
- 본 연구는 편측 부전마비 증상이 말초 혈류에 어떠한 영향을 미치는지 관찰하기 위하여 대조군과 뇌졸중군으로 나누어 양측 상지의 네 번째 손가락 조갑 근위부에서 dorsal branches of proper palmar digital artery to dorsum of distal phalanges의 arteriole의 혈류 상태를 측정하였다. 검사의 용이성과 일치성을 위하여 상대적으로 자세에 따른 혈류 변화가 적고 심장의 위치와 비슷하게 위치할 수 있는 상지를 선택하였고, 일상적인 활동에 의하여 혈류의 변동을 초래할 수 있을 것으로 예상되어 상지 중에서도 비교적 활동량이 적은 네 번째 손가락을 선택하였다. 편측 부전마비 외에는 말초 혈류에 개입하는 변인이 없도록 대조군 모집 시 각종 검사와 신경학적 검진을 통하여 고혈압, 당뇨병, 고지혈증 등과 같은 기저질환, 말초 혈관 질환이 있는 경우와 사지의 운동기능에 장애가 있는 경우를 배제하였고, 환자군은 뇌졸중으로 인한 편측 부전마비 이외의 원인으로 운동 기능 장애가 의심되는 경우를 배제하였다.
- 뇌졸중군에서 각 평가 항목에 대한 편측 부전마비측과 건측의 평균값을 비교하였다. 편측 부전마비측이 건측에 비해 Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam 값이 유의하게 낮았다(Table 3).
- 대상자의 현병력, 과거병력 및 약물 투여력에 대하여 면담, 질문하고 이학적 검사, 신경학적 검사를 시행하였다. 이는 혈류검사에 영향을 줄 수 있는 기타 질환의 소견.
- 대조군 및 뇌졸중군에서 말초 미세동맥의 혈류를 도플러 초음파 기기로 측정하였다. 측정한 항목은 혈류 속도에 대한 평가항목으로 Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam등 이었으며, 이를 통하여 혈류 속도비인 PI, RI를 계산하였다.
- 대조군에서 각 평가 항목에 대한 좌측과 우측의 측정값을 비교하였다. 우측 측정부위의 Vam, Vakd, Qam이 좌측에 비해 유의하게 높은 값을 보였다(Table 2).
- 대조군에서 좌우측 차이를, 뇌졸중군에서 편측 부전마비측과 건측의 차이를, 대조군의 좌우측 평균값 및 뇌졸중군의 편측부전마비측과의 차이를 평가하고 분석하였다.
- , Russia)를 사용하였다. 도플러 초음파의 측정부위는 좌우 양측의 네 번째 손가락 조갑 근위부의 dorsal branches of proper palmar digital artery to dorsum of distal phalanges의 arteriole을 목표로 측정하였다(Fig. 1). 측정시 나타날 수 있는 측정자 오차를 줄이기 위해 측정자는 한국전기연구원의 검사수기 교육을 마친 1인의 검사자에 의해 수행되었으며, 검사자에게는 환자의 병력에 대한 정보를 제공하지 않았다.
- 과거 질환 병력 및 환의질환, 고혈압 및 당뇨병의 치료력, 뇌혈관질환 위험인자의 보유 소견, 초음파 검사에 이용하는 콜로이드 액상 겔(gel)에 대한 과민반응 소견, 현병력, 기타 약물 치료 소견 및 치료력, 양측상지에 대한 운동 및 감각기능 검사 및 신경학적 검진 등이 포함되었다. 또한 완전혈구측정, 혈당, 당화혈색소, 총지질, 고밀혈색지단백, 저밀혈색지단백, 중성지방, 비타민 B12, 엽산, 요검사 등의 임상병리 검사와 심전도 검사를 진행하였다. 이의 검사결과를 기초로 선별기준, 제외기준에 따라 대상자를 선별하였다.
- 모든 대상자는 원광대학교 익산한방병원의 임상시험 시설에 위치한 초음파 검사실에서 도플러 검사를 실시하였으며, 일정한 말초혈관의 혈류검사를 위하여 실내온도는 24~28℃를 유지하였으며 검사에 영향을 줄 수 있는 소음, 빛, 냄새 등을 제거하였다. 대상자를 앙와위로 이완된 상태로 눕게 하여 최소 10분간 외부자극 없이 안정을 취하게 하였다.
- 측정시 나타날 수 있는 측정자 오차를 줄이기 위해 측정자는 한국전기연구원의 검사수기 교육을 마친 1인의 검사자에 의해 수행되었으며, 검사자에게는 환자의 병력에 대한 정보를 제공하지 않았다. 문진을 통하여 이상반응 발현 여부를 확인했으며, 만약 이상반응이 나타날 경우 즉시 연구를 중지하고 대처하도록 했다. 검사 이후 나타나는 이상반응에 대해서는 즉시 연락하여 대처할 수 있도록 하였다.
- 본 연구에서 이러한 연구결과를 기초로 추가적으로 말초혈관의 한랭 반응성을 관찰하기 위하여 일부 대상자에서 cold test를 시행하였다. 양측 수부에서 도플러 혈류 검사를 측정한 후 검사부위 반대측 손에 ice pack을 잡게 하여 혈류를 측정하였다. 정상인에서는 측정값의 감소경향이 뚜렷하였으나, 편측 부전마비환자는 혈류 감소경향이 상대적으로 적거나 반대의 경향을 보여 혈관 반응성이 불규칙적일 것으로 추측된다.
- 또한 완전혈구측정, 혈당, 당화혈색소, 총지질, 고밀혈색지단백, 저밀혈색지단백, 중성지방, 비타민 B12, 엽산, 요검사 등의 임상병리 검사와 심전도 검사를 진행하였다. 이의 검사결과를 기초로 선별기준, 제외기준에 따라 대상자를 선별하였다.
- 본 연구에서는 초음파의 도플러 효과를 이용한 비침습적 방법으로 혈류 속도를 측정하고자 하였다. 즉 도플러 초음파 기기를 사용하여 직접적으로 수부의 미세 혈류 변화를 측정하였다.
- 대조군 및 뇌졸중군에서 말초 미세동맥의 혈류를 도플러 초음파 기기로 측정하였다. 측정한 항목은 혈류 속도에 대한 평가항목으로 Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam등 이었으며, 이를 통하여 혈류 속도비인 PI, RI를 계산하였다. V는 선형 속도(linear velocity)를 의미하고 단위가 ㎝/초로 표기되며, Q는 체적 속도(volume velocity)를 의미하여 단위가 ㎖/분으로 표기된다.
- 대상자를 앙와위로 이완된 상태로 눕게 하여 최소 10분간 외부자극 없이 안정을 취하게 하였다. 침상안정 후 앉은 자세에서 검사대 위에 팔을 편 채로 최대한 심장높이에 가깝도록 위치시켰으며, 팔꿈치까지 전완 전체가 책상위에 놓이도록 하여 팔이 흔들리거나 눌리지 않도록 하였다. 도플러 초음파기기는 대혈관 또는 미세혈관에서 비침습적으로 혈류 속도를 측정할 수 있는 혈류계인 PC-aided Minimax Doppler-K device (20MHz probe, SP Minimax Ltd.
대상 데이터
- 뇌졸중 환자는 50세 이상, 70세 이하의 성인 남녀로, 뇌 컴퓨터단층촬영 또는 뇌 자기공명영상에서 뇌경색(cerebral infarction)이나 뇌출혈(cerebral hemorrhage)로 진단받았으며, 뇌졸중 후 편측 부전마비가 동반되어 있으며, 발병으로부터 2주 이후, 6개월 이전의 뇌졸중 환자들을 대상으로 하였다.
- 2008년 5월 1일부터 2008년 6월 30일까지 원광대학교 익산 한방병원에서 입원치료 중인 뇌졸중 환자 21명과 건강한 정상인 29명을 모집하였으며, 뇌졸중의 병발 여부에 따라 뇌졸중군과 건강한 정상인인 대조군으로 분리하여 실험에 참여하였다.
- 건강한 정상인은 뇌졸중군과 비슷한 인구 사회적 형태의 구성을 갖도록 하였으며, 연령은 50세 이상, 70세 이하의 성인 남녀로, 신경학적 이상이 없으며, 양측 상지 기능(운동 및 감각기능)에 이상이 없는 사람들을 선정하였다.
- 검사 부위의 불일치로 인해 환자군에서 4명, 정상대조군에서 7명이 중도 탈락하여 각각 17명과 21명이 연구대상이 되었다. 뇌졸중 환자는 50세 이상, 70세 이하의 성인 남녀로, 뇌 컴퓨터단층촬영 또는 뇌 자기공명영상에서 뇌경색(cerebral infarction)이나 뇌출혈(cerebral hemorrhage)로 진단받았으며, 뇌졸중 후 편측 부전마비가 동반되어 있으며, 발병으로부터 2주 이후, 6개월 이전의 뇌졸중 환자들을 대상으로 하였다.
- 대조군은 21명(남:10, 여:11), 뇌졸중군은 17명(남:13, 여:4)이었으며, 대조군의 평균연령은 57.52세, 뇌졸중군의 평균연령은 61.24세였다(Table 1). 우성수의 비교에서 두군 모두 대다수가 우측 우성수를 보였다.
- 침상안정 후 앉은 자세에서 검사대 위에 팔을 편 채로 최대한 심장높이에 가깝도록 위치시켰으며, 팔꿈치까지 전완 전체가 책상위에 놓이도록 하여 팔이 흔들리거나 눌리지 않도록 하였다. 도플러 초음파기기는 대혈관 또는 미세혈관에서 비침습적으로 혈류 속도를 측정할 수 있는 혈류계인 PC-aided Minimax Doppler-K device (20MHz probe, SP Minimax Ltd., Russia)를 사용하였다. 도플러 초음파의 측정부위는 좌우 양측의 네 번째 손가락 조갑 근위부의 dorsal branches of proper palmar digital artery to dorsum of distal phalanges의 arteriole을 목표로 측정하였다(Fig.
데이터처리
- 정상 대조군과 뇌졸중군의 일반적 특성을 비교하기 위해 정규성과 등분산성을 검사한 후, χ2 검증 또는 Student's t-test를 이용하였다.
- 정상 대조군과 뇌졸중군의 일반적 특성을 비교하기 위해 정규성과 등분산성을 검사한 후, χ2 검증 또는 Student's t-test를 이용하였다. 각 도플러 평가항목에 대한 대조군과 뇌졸중군의 평균값 비교를 위하여 Student t-test를 사용하였으며, 대조군에서 좌우의 비교와, 뇌졸중군의 마비측과 건측의 비교를 위하여 paired t-test를 이용하였다. 통계 분석의 유의성 검정은 p값이 0.
- 각 평가항목에 대한 대조군에서 좌우측 모두의 양측 평균값과 뇌졸중군의 마비측 평균값을 비교하였다. 대조군에 비해 뇌졸중군의 Vas, Vam, Qas, Qam이 유의하게 감소하였다(Table 4).
- 연구 결과의 분석은 SPSS for windows 12.0을 이용하였으며, 각 군의 평가 결과를 평균, 표준편차를 사용하여 표시하였다. 정상 대조군과 뇌졸중군의 일반적 특성을 비교하기 위해 정규성과 등분산성을 검사한 후, χ2 검증 또는 Student's t-test를 이용하였다.
- 각 도플러 평가항목에 대한 대조군과 뇌졸중군의 평균값 비교를 위하여 Student t-test를 사용하였으며, 대조군에서 좌우의 비교와, 뇌졸중군의 마비측과 건측의 비교를 위하여 paired t-test를 이용하였다. 통계 분석의 유의성 검정은 p값이 0.05 미만일 경우 통계학적으로 유의하다고 판정하였다.
성능/효과
- 우성수의 비교에서 두군 모두 대다수가 우측 우성수를 보였다. 뇌졸중군의 특성을 살펴보았을 때 뇌졸중의 진단학적 구성은 뇌경색 64.71%, 뇌출혈 35.29% 였으며, 이중 우측 편측 부전마비는 47.06%, 좌측 편측 부전마비는 52.94%였다(Table 1). 대조군과 뇌졸중군 간의 연령, 성별, 우성수 등의 인구사회학적 특성에서는 두군간 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.
- 대조군과 뇌졸중군 간의 연령, 성별, 우성수 등의 인구사회학적 특성에서는 두군간 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05, Table 1).
- 각 평가항목에 대한 대조군에서 좌우측 모두의 양측 평균값과 뇌졸중군의 마비측 평균값을 비교하였다. 대조군에 비해 뇌졸중군의 Vas, Vam, Qas, Qam이 유의하게 감소하였다(Table 4).
- 대조군에서는 우측과 좌측의 이완기 혈류속도 차이가 유의하였고, 뇌졸중군에서는 편측 부전마비측과 건측의 이완기, 수축기 혈류속도 차이가 유의하게 나타났으며, 대조군과 뇌졸중군을 비교할 때에는 이완기 혈류 속도 차이는 없으나, 수축기 혈류속도 차이는 유의하게 나타났다. 따라서 편측 부전마비에 의한 영향은 주로 수축기 혈류에 나타날 것으로 추측된다.
- 특히 뇌졸중군에서 나타나는 편측 부전마비측과 건측의 차이 역시 유사한 결과로 이들은 운동마비로 인한 활동성의 감소로 인한 혈류 감소로 평가된다. 더욱이 뇌졸중군의 우측 편측 부전마비와 좌측 편측 부전마비 비율이 각각 47.06%, 52.94%로 양측에서 마비빈도가 거의 비슷한 수준으로 조사되어 편측 부전마비측에 따른 혈류의 차이를 배제하고 분석할 수 있었다. 다만 혈류의 차이가 마비 증상에 개입했다기보다는 마비 증상의 결과일 것으로 추측된다.
- 또한 측정값 중에 PI와 RI의 경우 대조군, 뇌졸중군, 대조군과 뇌졸중군의 비교에서 말초 미세동맥의 PI와 RI는 각각 유의할 만한 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과는 미세혈관에서 측정되는 PI와 RI의 경우 큰 혈관에서 측정되는 큰 속도에 비해 작은 속도의 수치들의 산술 비(ratio)로서 산술 수치가 작게 되어 이차적으로 나타난 결과라 생각한다.
- 본 연구 결과에 의하면 편측 부전마비에 의하여 마비된 사지 말단은 정상적인 건강상태의 사지 말단에 비하여 말초 혈류가 저하되어 있다는 결론을 내릴 수 있었다. 이는 Wang4) 등이 교류저항 혈량측정법(Impedence Plethysmography)를 사용하여 뇌졸중 환자의 마비측과 비마비측 상지 말단의 말초혈류를 측정했을 때 마비측에서 동맥 유입량이 감소했다고 보고한 것과 그 맥락을 같이 한다고 볼 수 있으며, 따라서 이 연구에서 이용한 도플러 초음파 기기의 임상적 유용성의 가능성을 제시한다고 볼 수 있다.
- 대조군에서 각 평가 항목에 대한 좌측과 우측의 측정값을 비교하였다. 우측 측정부위의 Vam, Vakd, Qam이 좌측에 비해 유의하게 높은 값을 보였다(Table 2). 대조군에서 우측 우성수를 가진 경우는 전체의 95.
- 측정한 결과 대조군에서 우측 손가락 부위의 Vam, Vakd, Qam이 좌측에 비하여 유의하게 높았으며, 뇌졸중군에서 편측 부전마비측 손가락 부위의 Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam이 건측에 비하여 유의하게 낮은 값으로 나타났다. 대조군에서 우측 손가락 부위의 혈류 속도가 높다는 것은 본 연구에서 우측 우성수를 가진 경우가 대조군 전체의 95.
- 편측 부전마비 환자의 사지 말단에서 말초 혈류의 상태 변화가 있는지 알아보기 위해서, 도플러 초음파 기기를 사용하여 정상 대조군과 뇌졸중 후 편측 부전마비 환자군의 손가락 부위미세동맥의 말초 혈류를 측정한 결과, 뇌졸중군에서 대부분의 혈류 속도의 감소를 보였으며, 특히 수축기 혈류 속도가 유의하게 저하되는 것을 관찰할 수 있었다.
- 뇌졸중군에서 각 평가 항목에 대한 편측 부전마비측과 건측의 평균값을 비교하였다. 편측 부전마비측이 건측에 비해 Vas, Vam, Vakd, Qas, Qam 값이 유의하게 낮았다(Table 3). 뇌졸중군에서 우측 우성수를 가진 경우는 전체의 94.
후속연구
- 정상인에서는 측정값의 감소경향이 뚜렷하였으나, 편측 부전마비환자는 혈류 감소경향이 상대적으로 적거나 반대의 경향을 보여 혈관 반응성이 불규칙적일 것으로 추측된다. 그러나 소수의 검사결과로 통계적 유의성을 찾지 못하여 향후 실험대상을 확대하여 시행하여야 할 것으로 생각한다.
- 따라서 편측 부전마비 증상은 말초 혈류의 혈행 저하를 유도할 수 있다고 사료되며, 말초 혈류가 마비의 정도, 예후 등과 어떠한 관련을 가지는지에 대하여 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.
- 향후 연구에서는 마비의 정도에 따른 말초 혈류 저하의 상관관계, 말초 혈류 상태와 근력 회복 및 예후의 상관관계 등에 대한 대단위 연구가 필요할 것으로 보인다. 또한 추후 도플러 초음파를 통한 혈류의 측정이 뇌졸중의 합병증으로 발생하는 견수증후군(shoulder hand syndrome), 반사성 교감신경이영양증(reflex sympathetic dystrophy) 또는 복합부위통증증후군(complex regional pain syndrome), 당뇨병 등의 대사성 질환에서 발생하는 말초신경병증(peripheral polyneuropathy) 등의 진단, 예후와 관련성을 가지고 있는지 말초 혈류 역동학적 관점에서의 포괄적 연구가 필요할 것으로 생각한다.
- 본 연구는 뇌졸중에서 흔하게 발생하는 임상 증상인 편측마비로 인하여 수부의 말초 혈관에 혈류의 변화가 발생 될 수 있을 것으로 추정하였으며, 이는 혈류상태의 변화로 나타날 것으로 가정하였다. 또한 향후 이러한 말초 혈류 지표를 근거로 뇌졸중환자의 마비 정도를 객관적으로 평가하여 예후를 판정할 수 있거나, 뇌졸중 후 마비측 혈류 역동 변화의 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 생각한다.
- 향후 연구에서는 마비의 정도에 따른 말초 혈류 저하의 상관관계, 말초 혈류 상태와 근력 회복 및 예후의 상관관계 등에 대한 대단위 연구가 필요할 것으로 보인다. 또한 추후 도플러 초음파를 통한 혈류의 측정이 뇌졸중의 합병증으로 발생하는 견수증후군(shoulder hand syndrome), 반사성 교감신경이영양증(reflex sympathetic dystrophy) 또는 복합부위통증증후군(complex regional pain syndrome), 당뇨병 등의 대사성 질환에서 발생하는 말초신경병증(peripheral polyneuropathy) 등의 진단, 예후와 관련성을 가지고 있는지 말초 혈류 역동학적 관점에서의 포괄적 연구가 필요할 것으로 생각한다.
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