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1 144 Da-hye Jeong, et al. Cerebral-perfusion Reserve after Carotid-artery Stenting ORIGINAL ARTICLE Korean J Clin Lab Sci. 2016, 48(2): pissn eissn Cerebral-perfusion Reserve after Carotid-artery Stenting: Relationship with Power Spectrum of Electroencephalography Da-hye Jeong 1, Seokwon Jung 1, Byeonggeun Kwak 1, Young-Soo Kim 1,2, Soo-kyoung Kim 1,2, and Oh-Young Kwon 1,2 1 Department of Neurology, Gyeongsang National University School of Medicine, Jinju 52727, Korea 2 Gyeongsang Institute of Health Sciences, Gyeongsang National University, Jinju 52727, Korea 경동맥스텐트삽입술후의뇌관류예비능 : 뇌파파워스펙트럼과의연관성 정다혜 1, 정석원 1, 곽병근 1, 김영수 1,2, 김수경 1,2, 권오영 1,2 1 경상대학교의학전문대학원신경과학교실, 2 경상대학교건강과학연구원 Carotid-artery stenosis may reduce cerebral perfusion, and affect cerebral neuronal activities. We examined the question of whether the recovery of cerebral-perfusion reserve after carotid-artery stenting (CAS) can affect the EEG power-spectrum. Nineteen candidates for CAS were initially recruited. Subtraction imaging of single photon emissary computerized tomography (SPECT) and an electroencephalogram (EEG) were taken twice, before and 1 month after CAS. At each time point, the EEGs were recorded before and after injection of acetazolamide (pre-acz EEG and post-acz EEG). Finally, 7 patients were enrolled after exclusion of incomplete studies. We obtained the spectral ratio (SR) of each hemisphere. SR was defined as the divided value of the power-spectrum sum of fast activities by that of slow activities. The power-spectrum values between hemispheres were compared using the inter-hemispheric index of spectral ratio (IHISR), and we examined the correlation between the power-spectrum and the cerebral-perfusion reserve. Cerebral-perfusion reserve improved after CAS on the stent side in 6 of 7 patients. In 3 patients with unilateral carotid-artery stenosis, CAS increased SR on the pre-acz EEGs, and IHISR on the post-acz EEGs. The increases of SR and IHISR were concordant with the increment of cerebral-perfusion reserve. In contrast, the results in the other patients with bilateral stenosis showed complex patterns. The SR of pre-acz EEGs and IHISR of post-acz EEGs may be useful electrophysiological markers for the blood-flow reserve after CAS in patients with unilateral carotid-artery stenosis, but not in those with bilateral stenosis. Keywords: Carotid stenosis, Stents, Electroencephalography, Spectrum analysis Corresponding author: Oh-Young Kwon Department of Neurology, Gyeongsang National University Hospital, Gyeongsang National University School of Medicine, Jinjudae-ro, Jinju 52727, Korea Tel: Fax: mnkwon21@daum.net Co-Corresponding author: Seokwon Jung Department of Neurology, Gyeongsang National University School of Medicine, Jinju 52727, Korea Tel: Fax: swjeong3@naver.com This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Copyright 2016 The Korean Society for Clinical Laboratory Science. All rights reserved. Received: April 21, 2016 Revised: May 11, 2016 Accepted: May 11, 2016 서론 뇌조직이생존하려면뇌혈류가적절하게유지되어야한다. 뇌혈 관에존재하는다수의곁순환경로는뇌혈류를유지하는데도움을준다. 이러한곁순환경로들은혈관의상태가좋지않을때국소뇌혈류 (regional cerebral blood flow, rcbf) 를증가시킨다. 이렇게

2 Korean J Clin Lab Sci. Vol. 48, No. 2, June 부족한혈류를증가시키는능력이뇌관류예비능 (cerebral perfusion reserve) 이다 [1]. 뇌관류예비능은뇌의자동조절력에의해혈관이확장하는정도에의해결정된다. 뇌혈류에문제가생기면생리적범위안에서는뇌가자동으로조절하여혈관을확장시킨다. 혈관이확장되면혈관의저항이감소되어뇌혈류를정상적으로유지할수있다. 만성적으로혈관이협착되거나폐색된환자에서는뇌혈류가줄어들지만뇌관류예비능이적절하면그런대로뇌혈류가보상되어공급된다. 따라서뇌관류예비능은만성뇌혈관질환이있는환자에서예후를결정할수있는주요한인자이다 [2-4]. 아세타졸라마이드투여검사 (acetazolamide challenge test) 는뇌관류예비능을측정하는검사이다. 이검사에서는뇌혈류를두번측정하여뇌관류예비능을평가한다. 처음에는기본상태에서환자의뇌혈류를측정하고두번째는아세타졸라마이드와같은혈관확장제를투여한후에측정한다 [5]. 뇌혈류의변화를간접적으로관찰할때뇌파를사용하기도한다. 뇌의일부분에혈류량이감소하여보상작용의한계를넘으면해당부위에서뇌파변화가발생한다. 뇌혈류가심하게감소하여신경활동이정지되면배경뇌파는서파화혹은평탄화된다 [6]. 따라서뇌파를이용하여뇌의혈액공급상태를간접적으로추정하기도한다. 경동맥내막절제술 (carotid endarterectomy) 을하는과정에뇌혈류를감시하기위해뇌파를활용하는것이그예이다 [7]. 특히디지털뇌파가보편화된이후로는뇌파의디지털데이터를분석하여뇌혈류변화에의한뇌파의변화를객관적으로관찰을할수있게되었다. 파워스펙트럼분석은빠른푸리에변환 (fast Fourier transformation) 을이용하여시간의요소를없애고뇌파에관찰되는파동을주파수영역에따른파워스펙트럼의정량적수치로제시한다 [8]. 뇌파를이용한이전의연구들은주로경동맥내막절제술을하는경우에서뇌혈류량과뇌파의관계를관찰하였다. 경동맥내막절제술을하는도중에경동맥을결찰하고뇌혈류가감소할때뇌파변화를관찰하였다 [6,9]. 경동맥을결찰한쪽의반구에배경파의진폭이감소되거나델타서파가증가하였다 [10]. 경동맥폐쇄가있는환자에서의뇌자기공명영상의관류영상을통해서혈류량의변화를관찰한연구도있었다. 이연구에서한쪽경동맥만폐쇄된환자의경우같은쪽뇌혈류가백질과회백질모두에서떨어지는경향을보여주었다 [11]. 경동맥스텐트삽입술은뇌혈류양을증가시킨다 [12]. 이변화가뇌파에미치는영향을조사한연구는드물다. 뇌파검사는임상에서비교적쉽게접근할수있고검사방법도어렵지않으므로뇌혈류양의변화를뇌파로판단할수있다면시술후뇌의혈역학적변화를평가는수단으로유용할것이다. 저자들은본연구에서는경동맥스 텐트삽입술 (carotid artery stenting) 을시술받은환자에서 1개월의시간간격을둔두번의시점에서뇌단일광자방출전산화단층촬영-감산영상 (brain single photon emission computed tomography-substraction imaging, 뇌SPECT-감산영상 ) 을촬영하고뇌파검사를하였다. 이자료를이용하여경동맥스텐트삽입술이후뇌관류예비능을평가하기위해뇌파파워스펙트럼의변화를관찰하여이들사이의상관관계를파악하고자하였다. 대상및방법 1. 연구대상경동맥협착을교정하기위해경동맥스텐트삽입술을시행한일련의환자 19명을대상으로하였다. 경동맥에스텐트를넣기전상태의뇌혈류와뇌파를관찰하기위해뇌SPECT-감산영상과뇌파를검사하였으며, 추적관찰약 1개월후의시점에서다시뇌 SPECT-감산영상과뇌파를검사하여두시점사이의변화를관찰하였다. 모집된 19명의환자중경동맥스텐트를삽입한후외래추적관찰이되지않은 9명의환자는제외되었으며뇌파에아티팩트가많아파워스펙트럼분석을위한뇌파구간의선택이어려웠던 3 명의환자도제외되었다. 최종적으로 7명의환자가이연구의대상이되었다 (Table 1). 대상환자 7명중 6명은남성이었고 1명은여성이었으며평균나이는 69세 (60 79 세 ) 였다. 대상환자모두가한가지이상의심혈관위험인자를가지고있었다. 고혈압만있었던환자는 4명이었다. 1명은고혈압, 당뇨병과고지혈증을진단받았고, 1명은고혈압과당뇨병을함께진단받았으며뇌경색의기왕력도있었다. 나머지 1 명은당뇨병이있었으며흡연력이있었다. 대상환자 7명중 5명의환자가아스피린과클로피도그렐을함께복용하고있었고나머지 2명의환자는아스피린, 클로피도그렐과실로스타졸을함께복용하고있었다. 경동맥협착과관련된임상증상이있었던증상경동맥협착증환자는 6명 (85.7%) 이었고관련된임상증상이없는무증상경동맥협착증환자는 1명 (14.3%) 이었다. 증상경동맥협착증환자 6명은일과뇌허혈이있었던 2명, 반신마비 1명, 일과실명 2명과실명 1명이었다. 증상경동맥협착증환자중뇌자기공명영상에서급성뇌경색병변이관찰된환자는 3명이었다. 한쪽경동맥에만협착이있고반대쪽경동맥은정상이었던환자는 한쪽협착 이라고하고경동맥스텐트를삽입한쪽뿐만아니라반대쪽경동맥에도협착이나폐색을가진환자는 양쪽협착 으로분류하였다. 한쪽협착환자는 3명 (42.9%) 이었고, 양쪽협착환자는 4명 (51.9%) 이었다. 한쪽협착환자중 2명은오른쪽에협착이있었

3 146 Da-hye Jeong, et al. Cerebral-perfusion Reserve after Carotid-artery Stenting Table 1. Clinical information and demographic features Patient Sex /Age Underlying risk factors Neurologic Symptom Acute infarction in Brain MRI Stenting site Severity of stenosis Contralateral steno-occlusive lesions Medications 2 M/73 Hypertension + - Left ICA >90% None Aspirn, Clopidogrel 3 M/60 Hypertension + - Right ICA >80% None Aspirin, Clopidogrel 5 M/68 Hypertension, DM, Hx* + + Left ICA >80% Rt CCA occlusion Aspirin, Clopidogrel, Cilostazol 7 M/79 Hypertension - - Left ICA >70% Rt ICA occlusion Aspirin, Clopidogrel, Cilostazol 10 M/65 Hypertension, DM, Hyperlipidemia + - Right ICA >80% Lt ICA occlusion Aspirin, Clopidogrel 13 F/72 Hypertension + + Right ICA >70% None Aspirin, Clopidogrel 16 M/66 DM, Smoking + + Right ICA >70% Lt MCA occlusion, Lt Aspirin, Clopidogrel ICA stenosis (50%) *Previous stroke history. Abbreviation: ICA, internal carotid artery; DM, diabetes mellitus; CCA, common carotid artery; MCA, middle cerebral artery. 으며 1명은왼쪽에협착이있었다. 양쪽협착 4명중 2명은오른쪽에시술대상인경동맥협착이있었고, 2명은왼쪽에있었다. 7명의환자중 4명에서오른쪽경동맥에시술하였고 3명에서왼쪽경동맥에시술하였다. 시술한경동맥의반대쪽경동맥에협착또는폐색을가진환자 4명에서시술한쪽의이상부위와정도에따라내경동맥폐쇄가 2명, 총경동맥폐쇄가 1명, 그리고내경동맥이협착되고중간대뇌동맥이폐쇄되었던 1명이있었다. 전체환자에서시술한쪽경동맥의협착정도는증상경동맥협착환자 6명에서 70 90% 로다양했고, 무증상경동맥협착환자 1명에서는 70% 을나타내었다 (Table 1). 2. 연구방법 1) 경동맥협착의평가와경동맥스텐트삽입술컴퓨터단층촬영혈관조영술과고식혈관조영술의결과에 NASCET 방법 (North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial) [13] 을적용하여경동맥협착정도를평가하였다. 뇌컴퓨터단층촬영혈관조영술은 Light Speed VCT 64채널컴퓨터단층촬영기 (GE Medical Systems, Milwaukee, USA) 를이용하였고, 고식혈관조영술은 Allura FD20 디지털혈관조영촬영장치 (Philips Medical System, Best, Netherlands) 를이용하였다, 증상경동맥협착환자는 70% 이상의협착이있을때경동맥스텐트삽입술을하였고, 무증상경동맥협착환자는 90% 이상의협착이있을때시술하였다. 모든증례는숙련된신경영상의학과전문의한명 (DS Choi) 이시술하였다. 시술과정에서는 FilterWire EZTM 색전방지기구 (Boston Scientific, Natick, MA, USA) 를사용하였다. 시술하는중이나직후에합병증이발생한증례는없었고, 1달간의추적관찰기간동안에경동맥협착과관련된새로운증상이발생한환자도없었다. 2) 뇌SPECT-감산영상경동맥스텐트를삽입하기직전에뇌SPECT- 감산영상을얻었고시술하고나서약 1개월이경과한후에다시뇌SPECT-감산영상을얻어두영상을비교하였다. SPECT (Siemens, Illinois, USA) 를사용하였다, 한번의뇌SPECT-감산영상을얻기위해아세타졸라마이드 (acetazolamide) 부하전과후, 두번의뇌SPECT를촬영하였다. 99mTc-HMPAO 740MBq를정주하고 5분이경과한후에첫번째뇌SPECT를 20분간촬영하였다. 99mTc-HMPAO 740MBq 주입하고나서 13분이경과한시점에서아세타졸라마이드 1 g을정주하여아세타졸라마이드부하후뇌spect 촬영을준비하였다. 첫번째촬영이끝나면다시99mTc-HMPAO 740MBq를투여하고 5분이경과한후에두번째뇌SPECT를 20분간촬영하였다. 두번째촬영에서첫번째촬영을감산하여뇌SPECT- 감산영상을얻었다. 3) 뇌파검사와파워스펙트럼분석경동맥스텐트를삽입하기직전과삽입하고나서약 1개월이경과한후에뇌파를기록하였다. 각시점에서아세타졸라마이드부하-뇌SPECT검사를한직후에뇌파실로환자를이동하여뇌파를기록하였으며최소 30분이상기록하였다. 국제 체계 (international system) 에따른기본전극 (Fp1/2, F7/8, T7/8, P7/8, F3/4, C3/4, P3/4, O1/2, Fz, Cz, Pz) 에측두밑전극 (F9/10, T9/10, P9/10) 을포함하여총25개의전극을부착하여뇌파를기록하였다. Comet EEG machine 32채널디지털뇌파기 (Grass-telefactor, Westwarwick, USA) 를이용하였으며숙련된뇌파기사 1인 (S Jung) 에의해기록되었다. 환자는눈을감고누워충분히이완된상태에서검사가진행되었다. 검사중눈을뜨고감았을때의뇌파의변화를관찰하였으며과호흡과광자극을통한유발검사를하였다. 검사중환자들은충분히협조해주었다.

4 Korean J Clin Lab Sci. Vol. 48, No. 2, June 2016 뇌파분석은 파워스펙트럼분석방법을 이용하였다. 대상환자의 뇌파에서 5초의 지속시간을 가지는 뇌파절편 여섯 개를 선택하였 147 다음과 같이 정의하여 각 대상환자에서 왼쪽 반구와 오른쪽 반구에 서 각각 그 수치를 구하였다. 다. 뇌파절편은 아티팩트가 없고 후두부에는 알파파가 관찰되는 각 성상태의 배경파에서 선택하였다(Fig. 2). 선택한 뇌파절편들은 Spectral ratio=( + )/( + ) BESA 소프트웨어 5.3 (BESA GmbH, Germany)의 자료처리모듈 : sum of alpha-power spectrum 을 이용하여 파워스펙트럼분석을 하였다. 주파수(Frequency)에 : sum of beta-power spectrum 따라 4개의 주파수대역(band)의 범위를 설정하였는데 델타대역은 : sum of delta-power spectrum Hz, 세타대역은 4 8 Hz, 알파대역은 8 13 Hz, 베타대역 : sum of theta-power spectrum 은 Hz로 정하였다. 머리의 중앙선에 위치하는 Fz, Cz과 Pz 전극은 분석에서 제외하였다. 나머지 전극에서 오른쪽 반구에 위치 경동맥스텐트를 시술한 쪽 반구와 반대쪽 반구의 파워스펙트럼 하는 모든 전극(Fp2, F8, T8, P8, F4, C4, P4, O2, F10, T10, P10)의 비를 비교하기 위해서 반구간스펙트럼인덱스(interhemispheric 파워스펙트럼을 합산하여 오른쪽 반구의 주파수대역에 따른 파워 index of spectra ratio, 반구인덱스)를 정의하였다. 뇌의 혈역학이 스펙트럼값을 얻었다. 왼쪽 반구에 위치하는 모든 전극(Fp1, F7, 다양한 점을 고려하면 파워스펙트럼비의 단순한 증감만으로 뇌의 T7, P7, F3, C3, P3, O1, F9, T9, P9)의 파워스펙트럼도 모두 합산 혈역학적 변화를 알기 어려우므로 반대쪽 뇌반구의 상황을 고려한 하여 왼쪽 반구의 주파수대역에 따른 파워스펙트럼 값을 얻었다. 반구인덱스가 필요하였다. 이 인덱스는 경동맥스텐트를 시술한쪽 한쪽 반구에서 빠른파형군(알파주파수대역과 베타주파수대역)과 반구의 파워스펙트럼의 수치를 양쪽 대뇌반구의 파워스펙트럼을 느린파형군(델타주파수대역과 세타주파수대역)의 파워스펙트럼 더한 값으로 나누어 계산하였다. 양쪽 반구의 파워스펙트럼비가 동 값의 상대적 비인 파워스펙트럼비(spectral ratio, 스펙트럼비)를 일하면 반구인덱스가 0.5이고, 경동맥스텐트를 시술한 쪽 뇌반구 의 파워스펙트럼비가 반대쪽 반구의 파워스펙트럼비에 비해 빠른 파형군이 상대적으로 많거나 느린파형군이 적으면 이 수치는 0.5 보다 커진다. Interhemispheric index of spectral ratio=(sr of hemisphere with CAS)/(Sum of SR of both hemispheres) SR: spectral ratio CAS: carotid-artery stenting 경동맥스텐트삽입술로 인한 파워스펙트럼의 변화를 수치화하 기 위해서 시술 후에서 시술 전의 반구인덱스를 뺀 반구인덱스차이 (ΔIHISR)를 다음과 같이 백분율로 나타내었다. ΔIHISR=(IHISR just before CAS IHISR 1 month after CAS) 100 CAS: carotid-artery stenting IHISR: interhemispheric index of spectral ratio ΔIHISR: percent difference of IHISRs between IHISR 1 month after CAS and IHISR just before CAS Fig. 1. Subtraction single-photon emission computed tomography (SPECT) images of a patient with unilateral carotid stenosis on the left side. Blood flow reserve remarkably decreased in the left than the contralateral hemisphere on the pre-acetazolamide SPECT (A). The blood flow reserve recovered on the post-acetazolamide SPECT (B).

5 148 Da-hye Jeong, et al. Cerebral-perfusion Reserve after Carotid-artery Stenting Fig. 2. Selected segments of electroencephalography (EEG) for a power spectrum analysis. These EEG segments were obtained after the carotid-artery stenting on the right side in an enrolled patient. Two 5-sec artifact free segments were selected during the awake state before (A) and after acetazolamide injection (B). In spite that we could hardly see the difference of EEG activities between the two segments, the results of power spectrum analysis reflected the changes of cerebral-perfusion reserve. Table 2. Spectral ratios in the patients with unilateral stenosis: correlation with the increases of blood-flow reserve in the hemisphere with carotid-artery stenting Patient number EEGs according to ACZ injection Pre-ACZ Post-ACZ Pre-ACZ Post-ACZ Pre-ACZ Post-ACZ SR of CAS-H Pre-stent* SR of No-H Post-stent Pre-stent Post-stent Increase of blood-flow reserve in CAS-H Yes Yes Yes *Baseline time point. 1 month after carotid-artery stenting. EEG taken before the injection of acetazolamide. EEG taken after the injection of acetazolamide. Abbreviation: EEG, electroencephalogram; ACZ, acetazolamide; SR, spectral ratio; CAS-H, hemisphere with carotid-artery stenting; No-H, hemisphere without carotid-artery stenting. 결 과 는 반구의 파워스펙트럼비가 반대쪽 보다 모두 감소되어 있었다. 시술 후에는 시술한 쪽 대뇌반구에서 파워스펙트럼비가 모두 증가 1. 뇌관류예비능의 변화 하였다(Table 2). 7명의 환자 중 1명을 제외한 6명의 환자에서 경동맥스텐트삽입 반대쪽에도 협착이 있었던 환자 4명중에서는 3명에서 시술 전 술을 한 후에 시술한 쪽 반구의 뇌혈류예비능이 증가되어 있는 것 에 협착이 있는 반구의 파워스펙트럼비가 반대쪽 보다 감소되어 있 을 뇌SPECT-감산영상을 통해 확인할 수 있었다(Fig. 1). 한쪽에만 었다. 시술 후에는 3명에서 시술한 쪽 대뇌반구에서 파워스펙트럼 내경동맥협착이 있었던 3명의 환자 모두에서 시술한 쪽의 뇌관류 비가 증가하였다(Table 3). 예비능이 증가되었다(Table 2). 시술한 쪽과 반대쪽에도 내경동맥 에 협착이나 폐색이 있었던 환자 4명중에서는 3명에서 시술한 쪽 2) 아세타졸라마이드를 주사한 후의 뇌파 뇌관류예비능이 증가되었다(Table 3). 한 쪽에만 경동맥협착이 있었던 3명에서는 시술 전에 협착이 있 는 반구의 파워스펙트럼비가 반대쪽 보다 모두 감소되어 있었다. 2. 파워스펙트럼 변화 1) 아세타졸라마이드를 주사하기 전의 뇌파 한 쪽에만 경동맥협착이 있었던 3명에서는 시술 전에 협착이 있 시술 후에는 3명중 2명에서 파워스펙트럼비가 시술한 쪽 대뇌반구 에서 증가하였다(Table 2). 반대쪽에도 협착이 있었던 환자 4명중에서는 3명에서 시술 전

6 Korean J Clin Lab Sci. Vol. 48, No. 2, June Table 3. Spectral ratios in the patients with bilateral stenoses: correlation with the increases of blood-flow reserve in the hemisphere with carotid-artery stenting Patient number EEGs according to ACZ injection SR of H-CAS SR of H-No Pre-stent* Post-stent Pre-stent Post-stent Increase of blood-flow reserve in CAS-H 5 Pre-ACZ Yes Post-ACZ Pre-ACZ No Post-ACZ Pre-ACZ Yes Post-ACZ Pre-ACZ Yes Post-ACZ *Baseline time point. 1 month after carotid artery stenting. The time point just before injection of acetazolamide. The time point just after the acetazolamide-spect study. Abbreviation: See Table 2. Table 4. Interhemispheric index of spectral ratio in the patients with unilateral stenosis: correlation with the increases of blood-flow reserve in the hemisphere with carotid-artery stenting Patient number EEGs according to ACZ injection IHISR Pre-stent* Post-stent ΔIHISR (%) Increase of blood-flow reserve in CAS-H 2 Pre-ACZ Yes Post-ACZ Pre-ACZ Yes Post-ACZ Pre-ACZ Yes Post-ACZ *Baseline time point. 1 month after carotid artery stenting. The time point just before injection of acetazolamide. The time point just after the acetazolamide-spect study. Abbreviation: IHISR, interhemispheric index of spectral ratio; H-CAS, hemisphere with carotid-artery stenting; ΔIHISR, percent difference of IHISRs between IHISR 1 month after carotid-artery stenting and IHISR just before carotid-artery stenting. 에시술한쪽파워스펙트럼비가반대쪽에비하여감소되어되었다. 시술을한후에는시술전과비교시 4명중 1명에서만파워스펙트럼비가증가하였다 (Table 3). 3. 반구인덱스의변화 1) 아세타졸라마이드를주사하기전의뇌파한쪽협착 3명중 2명의환자에서반구인덱스비가시술후에증가되었다. 나머지한명에서는반구인덱스비가감소하였다 (Table 4). 양쪽협착 4명모두에서는시술후에반구인덱스비가감소하였다 (Table 5). 시술전후의반구인덱스차이는각환자마다다양하였으며 Table 4와 Table 5에기술하였다. 2) 아세타졸라마이드를주사한후의뇌파한쪽협착 3명의환자모두에서는반구인덱스가시술전에비해 시술후에증가하였다 (Table 4). 양쪽협착 4명중 2명에서는시술전에비해시술후에반구인덱스가증가하였고나머지 2명에서는감소하였다 (Table 5). 시술전후의반구인덱스차이는각환자마다다양하였으며 Table 4와 Table 5에기술하였다. 4. 뇌파분석결과와뇌관류예비능과의연관성한쪽협착환자 3명에서모두호전된뇌파분석의결과는아세타졸라마이드주사전의파워스펙트럼비와아세타졸라마이드주사후의반구인덱스비였다. 이 3명의환자모두에서시술후에시술한대뇌반구에뇌관류예비능이증가하였다 (Table 2, Table 4). 양쪽협착환자 4명에서는뇌파분석의결과에서일정한양상이없었고뇌관류예비능과도연관성을찾기가힘들었다. 환자 5의예를들어보면뇌관류예비능이시술후에증가하기는했지만시술전의파워스펙트럼비가반대쪽보다높았고시술후에아세타졸라마

7 150 Da-hye Jeong, et al. Cerebral-perfusion Reserve after Carotid-artery Stenting Table 5. Interhemispheric index of spectral ratio in the patients with bilateral stenoses: correlation with the increases of blood-flow reserve in the hemisphere with carotid-artery stenting Patient number EEGs in each time point of ACZ injection IHISR Pre-stent* Post-stent ΔIHISR (%) Increase of blood-flow reserve in CAS-H 5 Pre-ACZ Yes Post-ACZ Pre-ACZ No Post-ACZ Pre-ACZ Yes Post-ACZ Pre-ACZ Yes Post-ACZ *Baseline time point. 1 month after carotid artery stenting. The time point just before injection of acetazolamide. The time point just after the acetazolamide-spect study. 이드주사후의뇌파에서파워스펙트럼비와아세타졸라마이드주사후반구인덱스비가감소하였다 (Table 3, Table 5). 고찰저자들은두개외경동맥협착이있는환자에서경동맥스텐트삽입술을하였다. 이환자들에게뇌SPECT-감산영상촬영과뇌파검사를시술직전과시술후한달이경과한시점에서시행하여경동맥스텐트삽입술로변화한뇌관류예비능을관찰하고뇌파파워스펙트럼분석과의연관성을살펴보았다. 경동맥협착이한쪽에만있었던환자들은모두시술후에같은쪽뇌반구에뇌관류예비능이증가하였고아세타졸라마이드주사전의스펙트럼비와아세타졸라마이드주사후의반구인덱스비도세명모두에서증가하여이두가지수치가뇌관류예비능을가장잘반영하였다. 일상적으로뇌파를검사할때아세타졸라마이드를정주하는일은거의없으므로, 아세타졸라마이드주사전의스펙트럼비가뇌관류예비능을잘반영하였다는점은평상시하는뇌파검사로경동맥스텐트삽입술의효과를평가할수있을가능성을제시해준다. 이는뇌파검사가뇌혈관예비능을평가하는데편리성과유용성을같이가지고있을수있다는것이다. 시술한반대쪽뇌에도경동맥의폐쇄나협착이있던환자들의뇌관류예비능과뇌파분석의수치는다양하였다. 따라서양쪽경동맥의이상이있는경우는경동맥스텐트삽입술후뇌혈류예비능을뇌파의파워스펙트럼분석으로추정하기는어려웠다. 추정이어려운이유는양쪽에협착이있는경우에는곁순환이다양한형태로발달하고뇌혈류의혈역학이복잡해지기때문인것으로판단하였다. 뇌는자체적인에너지저장능력이매우낮아혈류를통한산소와포도당의지속적인공급이요구되며일시적으로혈류가차단되 어도뇌는민감하게반응하여신경활동에지장이생긴다 [14]. 경동맥내막절제술중경동맥을결찰하면즉시뇌파의진폭이 50% 이상감쇄하기도하며 [9], 느린파가발생한다. 느린파는뇌혈류의양에따라단계적으로나타나는데뇌혈류량이 30 ml/100 mg/min 이상에서는뇌파변화가없으나 ml/100 mg/min 이하로저하될경우느린파가나타나며 ml/100 g/min 이하의경우뇌파의신호가없어진다 [15]. 뇌혈류량이증가하는경우에는해당부위에알파파가증가하며델타파가감소한다 [16]. 파워스펙트럼분석은빠른푸리에변환을이용하여시간에따른진폭변화를주파수에따른진폭의변화로값을수치화하여정량분석을가능하게하는방법이다. 이를이용하면뇌파와뇌혈류량과대사의상관관계를정량적으로분석할수있다 [17,18]. 경동맥스텐트삽입술전후의혈류변화와기능적변화는곁순환을포함한다양한혈역학환경에영향을받기때문에한쪽반구안에서파워스펙트럼비의변화로의미를모두파악할수는없다. 이문제를해결하기위해본연구에서는반구인덱스를정의하였다. 반구인덱스는양쪽반구의파워스펙트럼비의상대적비율을구한것이다. 즉, 반구인덱스를통해양쪽반구에서빠른파형군과느린파형군의상대비를알아볼수있으며시술전후의반구간스펙트럼인덱스의변화를통해반구의활성이증가혹은감소되었는지확인할수있다. 양쪽뇌의활성이같으면반구인덱스가 0.5이다. 시술전반구인덱스의경우 7명의환자중 5명에서경동맥스텐트를시술하게되는쪽의반구의수치가 0.5보다적었다. 경동맥스텐트삽입술이후에반구인덱스가증가하는것은빠른파형의파워스펙트럼이경동맥스텐트를삽입한후에반대쪽반구에비해많이증가하였고뇌의활동의활발해졌다는의미이다 [16]. 이번연구에서는한쪽의경동맥협착군에서는경동맥스텐트를삽입한후에일관성있게반구인덱스가증가하였다. 아세타졸라마이드주사후에는반구

8 Korean J Clin Lab Sci. Vol. 48, No. 2, June 인덱스가 3명모두에서증가하였고, 아세타졸라마이드주사전의뇌파에서는반구인덱스가 3명중 2명에서증가하였다. 뇌관류예비능은국소뇌혈류를일정하게유지하는자동조절기능에관여한다. 아세타졸라마이드를투여하기전과후에뇌SPECT 를촬영하여뇌관류예비능을평가할수있다. 뇌관류예비능은내경동맥의협착에영향을많이받지만곁순환도중요한역할을한다 [19]. 더구나동맥이폐쇄되어뇌관류예비능이감소된환자들에게우회로술이도움이된다 [20-22]. 따라서뇌관류예비능을관찰하여경동맥스텐트삽입술의치료적효과를평가할수도있을것이다. 본연구에서는 7명의환자중 6명의환자에서는경동맥스텐트를삽입한쪽의뇌관류예비능이호전되었으나한명에서는이러한호전이없었다. 한쪽의협착이있었던 3명의환자에서는모두뇌관류예비능이호전되는데비해양쪽의협착혹은폐색이있었던 4명에서는 3명에서만뇌관류예비능이호전되었다. 경동맥협착이있는경우단순히한쪽의경동맥이같은쪽반구뿐아니라반대쪽반구에도혈류를제공한다. 대뇌동맥륜와곁순환에의해서혈류가재분배되기때문이다. 특히양쪽협착이있는경우는곁순환을파악하면환자의예후를판단하는데도움이된다 [23]. 본연구에서양쪽에협착이있는 1명의환자에서뇌관류예비능이증가하지않은것과뇌파분석결과와도일치도가떨어진이유도혈류양쪽의뇌반구에혈류를재분배하는방식이다양하기때문일것이다. 경동맥스텐트삽입술은자주하는시술이아니기때문에환자모집에어려움이있어서본연구에서는대상환자를늘리기가힘들었다. 따라서본연구를통해서경동맥협착교정후뇌파상의변화는관찰할수있었으나환자의수가적어통계적인의의를얻을수는없었다. 또한한쪽의경동맥협착뿐만아니라반대쪽뇌혈관의협착이나폐색이있는환자들도연구에포함된것도결과의해석에어려움을초래하였다. 양쪽경동맥협착이있는환자군에서경동맥스텐트삽입술을하지않은쪽의협착정도나위치가다양하여결과해석에어려움이있었다. 특히양측협착에따른곁순환발달을평가하기가어려웠다. 추후장기적연구계획을가지고한쪽경동맥협착만있는환자를다수모집하여연구를진행할필요가있을것이다. 뇌SPECT를통한뇌관류예비능을분석할여건이되어주관적으로판단한것도본연구에는제한점이되었다. 뇌관류예비능의변화를뇌SPECT-감산영상을통한단순시각적비교를하였는데, 뇌SPECT 결과를수치화하여분석하는방법이접목되면더욱의미가있을것이다. 저자들은본연구를통해서내경동맥협착의교정은혈역학적으로뇌관류예비능을증가시키며이를통해장기적인뇌의전기생리학적변화도유도할수있다는것을알수있었다. 양쪽경동맥의이상이있는경우는혈역학적변화가다양하게나타날수있기때문 에경동맥스텐트를삽입한쪽의뇌반구에서반드시뇌관류예비능이증가되지않았다. 따라서경동맥에스텐트를삽입하는반대쪽뇌혈관에도협착이나폐쇄가있는경우에서는경동맥스텐트설치술이후의뇌혈역학변화에의한뇌기능의변화를뇌파파워스펙트럼을통해추정하기가어렵다고판단하였다. 하지만경동맥협착이한쪽에만있는경우에는뇌파파워스펙트럼분석이뇌관류예비능향상을예측할수있을가능성이클것이다. 요약경동맥경화증은대뇌혈류를감소시킬수있고, 대뇌신경세포의활성도에영향을미칠수있다. 저자들은경동맥스텐트삽입술 (carotid-artery stenting, CAS) 후뇌혈류예비능의회복이뇌파의파워스펙트럼에미치는영향을조사하였다. 우선 19명의 CAS 대상자들을모집하였다. SPECT의 subtraction imaging과뇌파를두번의시기에검사하였다. 두번의시기는 CAS 시술직전과시술하고 1개월이지난시점이었다. EEG는 acetazolamide 주입전 (pre-acz EEG) 과주입후 (pre-acz EEG) 에기록하였다. 검사를모두하지못했거나뇌파기록의질이분석에적절하지못했던환자를제외하고최종적으로 7명의환자를대상으로연구하였다. 저자들은각각의대뇌반구에서 spectral ratio (SR) 를구했다. SR은빠른파형의파워스펙트럼수치를느린파형의파워스펙트럼수치로나눈값으로정의하였다. 또한저자들은저자들은반구간인덱스 (inter-hemispheric index of spectral ratio, IHISR) 를이용하여양쪽대뇌반구사이의파워스펙트럼수치를비교하였고, 파워스펙트럼의변화와뇌혈류예비능의변화사이의연관성을관찰하였다. 총 7명의환자중 6명의환자에서 CAS 시행후스텐트를삽입한쪽의뇌혈류예비능이호전되었다. 편측경동맥경화증이있었던 3 명의환자들에서는모든환자에서 CAS가 pre-acz EEG에서 SR을증가시켰고, post-acz EEG의 IHISR을증가시켰다. SR과 IHISR 의증가는뇌혈류예비능의증가와연관성이있었다. 반면에양쪽경동맥경화증이있었던나머지환자들의결과는복잡한양상을띄었다. 경동맥협착증이한쪽에만있는환자에서 pre-acz EEG의 SR과 post-acz EEG의 IHISR가 CAS를시술한후에뇌혈류예비능의변화를평가할수있는유용한전기생리학적지표가될수있다는것을본연구의결과를통해알수있었다. 그러나경동맥협착증이양쪽모두에있었던환자들에서는결과가복잡한양상으로나타났다. 이는양쪽협착이있는경우에는뇌의혈역학이복잡하기때문일것으로판단하였다.

9 152 Da-hye Jeong, et al. Cerebral-perfusion Reserve after Carotid-artery Stenting Acknowledgements: None Funding: None Conflict of interest: None References 1. Matsuda H, Higashi S, Kinuya K, Tsuji S, Nozaki J, Sumiya H, et al. SPECT evaluation of brain perfusion reserve by the acetazolamide test using Tc-99m HMPAO. Clin Nucl Med. 1991; 16(8): Kuroda S, Houkin K, Kamiyama H, Mitsumori K, Iwasaki Y, Abe H. Long-term prognosis of medically treated patients with internal carotid or middle cerebral artery occlusion: can acetazolamide test predict it? Stroke. 2001;32(9): Vernieri F, Pasqualetti P, Passarelli F, Rossini PM, Silvestrini M. Outcome of carotid artery occlusion is predicted by cerebrovascular reactivity. Stroke. 1999;30(3): Vagal AS, Leach JL, Fernandez-Ulloa M, Zuccarello M. The acetazolamide challenge: techniques and applications in the evaluation of chronic cerebral ischemia. AJNR Am J Neuroradiol. 2009;30(5): Derdeyn CP. Is the acetazolamide test valid for quantitative assessment of maximal cerebral autoregulatory vasodilation? Stroke. 2000;31(9): Trojaborg W, Boysen G. Relation between EEG, regional cerebral blood flow and internal carotid artery pressure during carotid endarterectomy. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1973;34(1): Whittemore AD, Kauffman JL, Kohler TR, Mannick JA. Routine electroencephalographic (EEG) monitoring during carotid endarterectomy. Ann Surg. 1983;197(6): Myers RR, Stockard JJ, Saidman LJ. Monitoring of cerebral perfusion during anesthesia by time-compressed Fourier analysis of the electroencephalogram. Stroke. 1977;8(3): Chiappa KH, Burke SR, Young RR. Results of electroencephalographic monitoring during 367 carotid endarterectomies. Use of a dedicated minicomputer. Stroke. 1979;10(4): Shin WC HE, Hyung KL, Kang HO, Lee TG, Chang DI, et al. Decision of shunt insertion based on electroencephalography and stump pressure during carotid endarterectomy. J Korean Neurol Assoc. 1999;17(6): Kluytmans M, van der Grond J, Viergever MA. Gray matter and white matter perfusion imaging in patients with severe carotid artery lesions. Radiology. 1998;209(3): van Laar PJ, van der Grond J, Moll FL, Mali WP, Hendrikse J. Hemodynamic effect of carotid stenting and carotid endarterectomy. J Vasc Surg. 2006;44(1): North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial (NASCET) investigators. Clinical alert: benefit of carotid endarterectomy for patients with high-grade stenosis of the internal carotid artery. National Institute of Neurological Disorders and Stroke Stroke and Trauma Division. Stroke. 1991;22(6): Ihl R, Eilles C, Frlich L, Maurer K, Dierks T, Perisic I. Electrical brain activity and cerebral blood flow in dementia of the Alzheimer type. Psychiatry Res. 1989;29(3): Sharbrough FW, Messick JM Jr., Sundt TM Jr. Correlation of continuous electroencephalograms with cerebral blood flow measurements during carotid endarterectomy. Stroke. 1973; 4(4): Nagata K. Topographic EEG in brain ischemia--correlation with blood flow and metabolism. Brain Topogr. 1988;1(2): Nagata K, Gross CE, Kindt GW, Geier JM, Adey GR. Topographic electroencephalographic study with power ratio index mapping in patients with malignant brain tumors. Neurosurgery. 1985;17(4): Nagata K, Tagawa K, Hiroi S, Shishido F, Uemura K. Electroencephalographic correlates of blood flow and oxygen metabolism provided by positron emission tomography in patients with cerebral infarction. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1989;72(1): Hosoda K, Fujita S, Kawaguchi T, Shose Y, Shibata Y, Tamaki N. Influence of degree of carotid artery stenosis and collateral pathways and effect of carotid endarterectomy on cerebral vasoreactivity. Neurosurgery. 1998;42(5): Muraishi K, Kameyama M, Sato K, Sirane R, Ogawa A, Yoshimoto T, et al. Cerebral circulatory and metabolic changes following EC/IC bypass surgery in cerebral occlusive diseases. Neurol Res. 1993;15(2): Yasui N, Suzuki A, Sayama I, Kawamura S, Shishido F, Uemura K. Comparison of the clinical results of STA-MCA anastomosis and the medical treatment in the cerebral low perfusion patients with viable brain tissue. Neurol Res. 1991;13(2): Piepgras A, Leinsinger G, Kirsch CM, Schmiedek P. STA-MCA bypass in bilateral carotid artery occlusion: clinical results and long-term effect on cerebrovascular reserve capacity. Neurol Res. 1994;16(2): Romero JR, Pikula A, Nguyen TN, Nien YL, Norbash A, Babikian VL. Cerebral collateral circulation in carotid artery disease. Curr Cardiol Rev. 2009;5(4):