초음파가 뇌부종에 미치는 영향

Abstract

배경 및 목적: 두부손상에서 발생하는 부종에 대한 치료 연구는 지난 30여 년간 지속되어 왔으나 아직까지 특별한 치료 방법이 개발되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 많은 환자들이 부종치료의 한계성으로 중증장애를 겪거나 사망하고 있으므로 이를 극복하고자 본 연구에서는 부종에 대한 새로운 치료방법으로 초음파 치료의 효과를 검증하기 위해서 뇌부종을 동반하는 두부손상 쥐 모델에서 초음파 치료에 의한 혈관성 부종의 변화를 확인하고자 한다. 실험 방법 및 재료: 대조군으로 건강한 백서(270~300g)를 미세 드릴로 두개골을 천공(Craniotomy)하여 두개골 천공 자체에 의한 뇌손상이 없음을 Evans blue dye를 이용하여 확인하고, 외상성 두부손상(Traumatic brain injury: TBI) 모델을 만들어 혈관성 뇌부종(Vasogenic brain edema)을 유도하였다. 외상성 두부손상(TBI) 백서는 Marmarou의 추 낙하 모델에 기초하여 50g 추를 높이 40cm, 60cm, 70cm, 80cm에서 낙하시켜 백서 두개골의 정수리점과 시옷점 사이에 충격을 가하여 만들었다. 부종이 발생된 정도를 정상적인 백서와 비교하기 위하여 대뇌를 분리한 후 %H2O = [(wet weight - dry weight)/wet weight]X100 식에 의하여 수분 함량(water content)값을 측정하였으며, 충격 후 시간의 변화에 따른 부종 발생 정도를 확인하기 위하여 0시간, 6시간, 10시간, 24시간째 수분 함량값을 측정하였다. 충격을 가한 후 초음파는 초음파 장치를 이용하여 100mW/cm2의 세기로 양쪽 두정엽(Parietal lobe) 부위에 5분간 주사하였다. 초음파 처리 후 부종의 감소 정도를 확인하기 위하여 대뇌의 수분 함량을 측정하였고, 혈뇌장벽(Blood brain barrier: BBB)의 손상 정도를 확인하기 위하여 Evans blue dye를 이용하여 흡광도를 측정하였다. 실험에서 통계처리는 통계 프로그램을 이용하여 ANOVA 분석을 통한 신뢰도 95%에서 추정하였다. 결과: 본 연구에서 충격을 주지 않은 대조군에서 대뇌의 수분 함량값은 78.91%였으며, 60cm, 70cm 높이에서 충격을 주었을 때는 각각 79.03%, 79.52%였다. 또한 충격 후 0시간, 6시간, 10시간, 24시간째는 각각79%, 79.52%, 79.25%, 78.8%의 값을 나타냈으며, 충격을 가한 뒤 0시간, 2시간, 5시간째 초음파를 주사한 후 대뇌의 수분 함량 값은 각각 78.8%, 79.25%, 79.44%이었다. 따라서 6시간 째 대뇌의 수분 함량값이 가장 높게 형성 되었으며, 충격 후 바로 초음파를 주사 하였을 경우에 수분 함량값은 감소하여 충격을 주지 않은 정상 쥐의 대뇌의 수분 함량값과 유사하였다. 또한 충격 후 초음파를 주사하기까지의 시간에 따라 초음파의 효과가 감소함을 나타내었다. 혈뇌장벽의 손상 정도를 확인 하기 위하여 정상 쥐, 충격을 가한 쥐, 충격 후 0시간, 2시간, 5시간째 초음파를 주사한 쥐에 Evnas blue dye를 염색하여 대뇌의 흡광도를 측정한 결과 각각 0.06㎍, 0.5㎍, 0.2㎍, 0.22㎍, 0.38㎍의 값을 나타내었기 때문에 충격 후 바로 초음파를 주었을 경우 회복되는 정도가 크며, 시간이 지남에 따라 회복되는 효과가 떨어지는 것으로 추정되었다. 결론 : 두부손상 쥐 모델에서 발생한 뇌부종에 대한 초음파 처리는 뇌부종을 줄이는데 통계적으로 효과가 있다고 추정되며, 이를 이용한다면 임상에서 초음파는 뇌부종 치료에 새로운 치료방법으로 도움이 될 수 있을 것으로 제시한다.