뇌 영상 진단 정확도 높이려면 주요 교란변수 포함해야
김기웅 분당서울대병원 교수 연구팀 [NeuroImage] 발표

뇌영상 진단 정확도를 높이려면 수면의 질과 촬영시간을 주요 교란변수에 포함할 필요가 있다는 연구결과가 나왔다.

의료영상 장비로 측정한 뇌 부피는 신경 퇴행성 질환을 평가하는 중요한 데이터로 쓰인다. 예를 들어 알츠하이머병 초기에는 해마를 포함한 내측 측두엽, 의미 치매는 편측 측두엽, 전측두엽 치매는 전두엽 부피가 집중적으로 감소하는 특징적인 소견을 보인다. 

뇌 부피는 유전적 요인·노화·질병에 의해 영구적인 변화를 일으키기도 하지만 대뇌 혈류(CBF)·수분 섭취·체액 재분배 등의 요인도 영향을 미친다. 뇌 부피는 대뇌 혈류 증가 시 증가하며, 탈수 시 감소한다. 또, 누웠다가 일어나면 체액이 재분배되면서 대뇌 혈류량이 감소한다. 이처럼 하루 주기(일주기)에서 뇌 부피 변화는 다양한 요소에 의해 영향을 받는다. 

김기웅 교수 연구팀(분당서울대병원 정신건강의학과)은 수면의 질과 혈류량이 상호 작용을 한다는 데 주목했다. 수면의 품질이 하루 동안 뇌 부피 변화에 영향을 미친다는 추론 하에 이번 연구를 진행했다. 

연구팀은 정상적인 인지능력이 있는 국내 60세 이상 노인 1003명을 대상으로 뇌 부피 일주기 변화와 수면의 질에 미치는 영향을 분석한 연구결과(Effects of sleep quality on diurnal variation of brain volume in older adults: A retrospective cross-sectional study)를 뇌영상 분야 학술지 [NeuroImage] 최근호에 발표했다. 

연구팀은 '피츠버그 수면의 질 지수(PSQI)' 도구를 이용, 수면의 질과 평균 기상시간을 조사했다. PSQI 지수는 점수가 낮을수록 수면의 질이 높음을 의미한다. 

PSQI 총점에 따라 수면의 질을 양호(5점 미만, Good sleep quality), 경계(5∼9점, Borderline sleep quality), 나쁨(10점 이상, Poor sleep quality) 3가지로 분류했다. 

평균 기상시간과 뇌 MRI 촬영 시간 간격(INT)에 따라 INT1(짧은, 420분), INT2(중간), INT3(긴, 636분 이상) 3개 그룹으로 분류했다. 아울러 뇌 MRI 촬영을 통해 전체 뇌 부피·회질(whole gray matter)·대뇌 회질(cerebral gray matter)·외피 회질(cortical gray matter)·하부 피질 회질(subcortical gray matter)·뇌척수액 수치를 확인했다. 

분석 결과, 수면의 질이 경계와 나쁨 군에서는 3개 INT 그룹 간 뇌 부피에 큰 차이가 없었으며, 수면의 질이 양호한 군에서만 INT 그룹 간 유의미하게 뇌 부피가 다르다는 사실을 발견했다.

수면의 질이 양호한 경우 INT2 그룹이 INT1, INT3에 비해 뇌 부피가 작은 것으로 조사됐다. 특히 INT1에 비해 전체 뇌 부피 약 2.1%, 회질 1.3%, 대뇌 회질 1.1%, 외피 회질 1.0%, 하부 피질 회질 0.1% 낮게 나타났으며, 뇌척수액 부피는 0.5% 높았다. 

연구팀은 야간 수면 중 뇌 속에 증가한 혈류가 기상 후 신체 활동으로 인해 다른 부위로 빠져 나가면서 7시간 정도 뇌 부피가 줄어들다가 이후 다시 증가하는 양상을 보인다고 설명했다.  이런 현상은 뇌 부피의 뚜렷한 일주기 변화가 수면 중 체액과 혈류가 뇌로 충분히 이동할 수 있는 양질의 수면군에서만 확인되는 것으로 추정할 수 있다고 덧붙였다. 

김기웅 교수는 "수면의 질과 검사 시간이 뇌의 일주기 변화에 영향을 미칠 수 있다는 것이 이번 연구를 통해 밝혀졌다"며 "향후 뇌영상 연구에서 수면의 질과 뇌 MRI 촬영 시간 간의 간격을 주요한 교란 변수로 포함해 진단 정확도를 높일 수 있길 기대한다"고 밝힌 뒤 "뇌 부피의 일주기 변화를 수면장애 진단의 생체표지자로 고려해 볼 수 있을 것"이라고 말했다. 

송성철 기자 다른기사 보기