1) 대한한방부인과학회지 THE JOURNAL OF ORIENTAL OBSTETRICS & GYNECOLOGY VOL.24 NO.1 : 042-062 (2011) 1 전규일한의원, 2 동국대학교일산한방병원여성의학과, 동국대학교대학원한의학과 전규일 1, 김동일 2 ABSTRACT A Study on Brain Activity Induced by Acupuncture on HT8 Point in Perimenopausal Women using fmri Gyu-Il Jeon 1, Dong-Il Kim 2 1 Jeon Gyu il Oriental Clinic, 2 Dept. of Ob&Gy Dong-Guk Univ. Ilsan Oriental Medicine Hospital Objective: This study was performed to investigate the effect of acupuncture at HT8 on brain activity in perimenopausal women using fmri. Methods: 15 healthy perimenopausal women volunteered in the study. No stimulation, sham stimulation, duration of acupuncture treatment on HT8, and rotation of acupuncture treatment on HT8 were randomly given for 6 minutes, with 20 seconds' intervals. Results: 1. In comparison with sham stimulation(sham-b) and duration of acupucture (S1-B, S1-Sham, S2-S1), the areas of fmri signal activation areas were just like cases including no stimulation. But the areas of vision were activated in S1-Sham. 2. In comparison with duration of acupuncture(s1-b, S1-Sham, S2-S1) and rotation of acupuncture(s2-b, S2-Sham, S2-S1), the areas of vision were activated in duration of acupuncture, and Supplementary motor area(sma) were especially activated in rotation of acupuncture. Conclusions: After using fmri and analysing effect of acupuncture treatment at HT8, we could confirm that fmri signal activation areas by acupuncture treatment at HT8 were different from areas by sham stimulation. And according to acupuncture stimulation methods with duration and rotation, etc, we could confirm the specific reactions of series, and could get useful basic data for research of acupuncture from now on. Key Words: Hot flush, HT8, Acupuncture, fmri 교신저자( 김동일) : 경기도고양시일산동구식사동 814번지동국대학교일산한방병원여성의학과 전화 : 031-961-9060 이메일 : obgykdi@hanmai.net 42
The Journal of Oriental Obstetrics & Gynecology Vol.24 No.1 February 2011 Ⅰ. 서 론 갱년기의여성들은생리및내분비계 의변화와 Estrogen의감소로인하여심 리적불안, 정신적스트레스등의자율 신경계및생식기계의증상과혈관운동 계등의변화가생긴다. 갱년기질환의 안면홍조, 심번, 심계, 불안, 소변불리등 의증상의원인인신열을다스리는데수 소음심경의火穴인 가치료 경혈로쓰인다 1). 김등 2) 은少府를포함 한경혈의자침을통해안면홍조에대한 유효성을검증하였다. 한의학의경락이론은인체를하나의 유기체로보는정체관념의초석으로볼 수있다. 이학설에근거하면경락은인 체의 內外, 上下, 表裏를연결하는氣血 순환의통로이며五臟六腑와五官, 五體 와도연관되어있다고본다 3). 침치료는 이러한경락학설에기본을두고, 인체의 일정부위에침의조작방법을통하여물 리적자극을줌으로서체내의저하되거 나항진된기능상태를각성, 또는완화 상태로만들어새로운평형에이르도록 하는데있다 4). 일반적으로이러한침치 료효과의발현을위해서는정확한취혈 과함께물리적자극의강화혹은적정 화를위해부가적으로留鍼과補瀉法이 행해지며, 비교적빈용된다 5). 보사법중에는염전수기법이 그런데침치료와경락이론에대한전 통적인식에도불구하고경락의실제와 氣의전도원리에대한과학적연구성 과는아직충분하지못한실정인데, 최 근에는 CT, MRI, PET 등과같은뇌기 능을연구하는영상화기법과접목하려는 시도들이이루어지고있다. 그중 MRI는뇌기능연구에보다더 유용한영상진단방법으로사용되고있으 며, 특히인지기능을담당하는뇌의영 역을그려내는뇌의기능영상(fMRI) 은 뇌의생리기능적정보를관찰하는데뛰 어난영상화기법이다 6). 이러한 fmri를 이용하여침자극과뇌기능사이의관계 를밝히는것은경락기능을이해하며, 경락에의한뇌영역을새롭게구성하는 데큰영향을줄것이라생각한다. 한편기존의 에대한뇌혈 류량의변화에대한연구 7-9) 는주로백 서를대상으로하였고, 또한 fmri가아 닌국소뇌혈류량을측정하는방식으로 이루어졌다. 침자극이 fmri상뇌활성화 변화에대한연구는 (ST40) 11), 陽陵泉 (GB34) 申脈 (BL62) 10), 豊隆 12), 태계(K3) 13), 三陰交 (SP6) 14) 15) 16), 照海 (KI5) 足三里 (ST36) 등으로하지부에한정되어있었다. 또한 남녀를모두대상으로하였으며인원은 6 12명으로다양하였고연령은거의 45 세이하였다. 그러므로 자극 에의한 fmri연구는없었고 45세이상 의갱년기여성에대한 는없었다. fmri 관련연구 이에본연구에서는김등 2) 의선행연 구를참고하여갱년기여성들을대상으로 자침에의한 fmri상뇌활성 변화를관찰하여특정경혈에대한자침 이대뇌에미치는기능적변화를관찰함 으로써, 경혈및경락연구에대한기초자 료를확보하고, 아울러갱년기여성에게 나타나는안면홍조증에대한 적용의이론적근거를확보하고자하였 다. 43
Ⅱ. 1. 대 연구대상및방법 상 본연구는동국대학교일산한방병원 임상시험윤리위원회의 승인하( 승인번호 CR-13) 에 2008년 10월 1일부터 2009년 4월 30사이에연구내용을설명듣고인 구참여에동의하고동의서를작성한만 45 55세사이의갱년기여성 15명을대 상으로실시하였으며, 참가한피험자들은 모두오른손잡이로선정하였다. 대상자의 선정기준과배제기준은다음과같다. 1) 나이 선정기준 성별 : : 45-55세 여성 다른질환이없는건강한지원자 구체적기준 에침치료를받고자하 는갱년기여성 자침 2주전부터새로운약물이나 건강식품을복용하지않을것이며, 현재 복용중인약물이나건강식품의용량을 바꾸지않기로동의한여성 갱년기장애정도에영향을끼칠수 있는약물( 예 : HRT, SSRI's) 을복용하 고있거나한적이있는경우, 약물효능 의소거기간(washout period) 이경과된 여성 : SSRI's와전신적 HRT( 피부에 붙이는패치제재포함) 의약물효능소거 기간(washout period) 은 8 주, 국소적에 스트라디올제재는 다. 4주를기준으로한 본임상실험에대한충분한설명을 듣고동의한여성 2) 배제기준 악성질환에의한자궁적출혹은항 암요법으로인해폐경된여성 과거 고있는여성 5년이내의암과거력을가지 항응고제를사용중인여성 심장판막질환이있는여성 허혈성심혈관질환이있거나심혈관 질환의병력이있는여성 혈압조절이잘안되는고혈압환자 심부정맥혈전증또는폐색전증환자 활동성간질환또는담낭질환환자 갑상선기능저하증환자 갑상선기능항진증환자 당뇨병환자 6 개월이내에원인을알수없는질 출혈이있었던여성 장기이식여성 폐쇄공포증이있어 MRI 검사가 곤란한여성 침시술부위에궤양등피부질환 이있어자침이불가능한여성 침시술이불가능할정도의금속알 레르기가있는여성 정신과적질환환자 약물남용또는알코올중독여성 연구수행과관련된서식작성능력 이없는것으로판단되는여성 이들은연구의목적과방법에대한설 명을듣고연구참여동의서에서명하였 다. 원래 16명이연구에참여하였으나이 가운데 1명은개인분석결과 fmri 촬영 도중심한머리움직임으로인한 artifact 가많아그룹분석에서는제외하고 15명 의결과에대해서만분석을진행하였다. 2. 방 1) 준 법 비 44
The Journal of Oriental Obstetrics & Gynecology Vol.24 No.1 February 2011 피험자는대기실에서 30분정도안정 한다음연구개시전연구과정에대한 주의사항을설명들었다. 그내용은머 리를흔들면노이즈가생겨적정데이터 가나오지않으므로촬영시머리를움 직이지말것, 졸거나자지말것, 오로 지침자극에의한뇌혈관활성상태를보 는것이므로아무생각도하지않을것 등이었다. 또한아주미세한철분이라도 자기장에영향을줄수있으므로몸에 착용하고있는모든금속물질을제거한 후 MRI검진용환자가운을입고촬영에 임하게하였다. 피험자는먼저 fmri장치안에들어가 서, 표준頭部코일(standard head coil) 안에피험자의머리를위치시킨후약 20 분가량의보정작업을통해전교련 (anterior commissure, AC), 후교련 (posterior commissure, PC) line 을맞춘 뒤, 촬영실의시술자를통해위의주의 사항을다시한번알려준후치료시작 을알려주고실험을시작하였다. 2) 취혈및자침 촬영실내의시술자는 fmri장치바로 옆, 피험자의우측에위치하여취혈을 하였다. 피험자를仰臥位상태에서上肢 를펴서 手掌이위를향하도록자세를 취하게하고, 手掌제 4 5 中手骨間에위 치한우측수소음심경의 에 취혈하였다. 침은호침(0.4 30mm, 18k, gold, 주문제작) 으로침자의깊이는약 2mm±1mm 가되게하였다. 僞針 (Sham acupuncture) 자극혈위는 고전에나오는경락이나경혈의위치에 서벗어난非經穴로서우측魚際 (L10) 에서手掌心방향으로 1.5cm 내외 手拇指 筋肉紋에취혈하였다. Sham침은진짜침 을사용하지않고, 피내침(0.2 1.5mm, 동 방침구제작소 ) 의날카로운끝을수평으로 절단하고, 한면에는테이프(10 10mm ) 를 붙이고, 금속침이있는다른면에는원 통모양의 flange(plastic 재질, 내부지름; 2mm, 외부지름;3mm, 높이;2mm) 를접 착하였다(Fig. 1). 위침혈에부착시에 테이프부분을손으로눌러피험자가자 극을느끼되, 금속침이피부를관통하지 않게하였다. 또한피험자가 sham침인지 볼수없게하였고, 약간의통각이발생 되게하여금속침이피부를뚫고들어간 것으로착각하게하였다. Fig. 1. 위침(sham acupuncture) 의모형과규격 3) 실험군분류및시술방법 실험의 paradigm은 block design을이 용하였으며, 기저상태(baseline), 위침자 극(sham), 자침후단순유침 (S1), 자침후염전자극(S2) 등으로분류하였다 (Fig. 2). 을 침시술자는외부에서프로그램된영상 projection screen으로보면서각조건 에맞게시술하였다. 시술방법은앙와위 로 20분간의안정을취한후우측에시술 하였으며, 유사무작위적 (pseudorandomly) 배열법을적용하였다. 기저조건은 6 회, 45
나머지자극조건은각각 4회반복시술 하였다. 각각의자극시간은 20초이었으 며각블록의시술조건은다음과같다. B(Baseline) : 앙와위로누워아무 런자극이수부에가해지지않는상태로 6 회반복시술하였다. Sham : 어제(L10) 하방 1.5cm 내외 수모지근육문의끝에침을부착하고테 입으로고정한상태로 4회반복시술하 였다. 을 S1 : 우측 4 회반복시술하였다. S2 : 우측 의단순유침 의경도의염 전자극으로서, 2 3초간격으로 10회내 외평보평사( 平補平瀉 ) 하되, 통증을견 딜수있을정도의강도로자극하는방 법으로 4 회반복시술하였다. Fig. 2. 침자극방법과시간 4) 측정및자극장치 fmri 는동국대학교일산병원영상의 학과에위치한 MRI(Magnetom Avanto, Siemens, Germany, 1.5 T) 를이용하였다. 반향평면영상기법 (echoplanar imaging) 을이용하여, 전교련과후교련을이은가 상의선에평행한가로영상 (axial image) 을얻었다. 촬영 parameter 는다음과같다. TR/TE = 2000/50 msec, scans per block = 10, number of slices = 20, matrix = 64 64. 5) fmri fmri는 MRI의원리를이용해피험 자의대뇌에서일어나는산소의흐름과 같은역동적인해부학적영상을얻는다. 먼저피험자는강한자기장이흐르고있 는기계내부로들어가눕는다. 그러면 신체내부에있는물이포함되어있는 수소분자의양성자가강한자기장속에 서특정극에따라정렬을하게된다. 이 때라디오주파수(radiofrequency, RF) 인 pulse 파로뇌특정범위내에정렬되어 있는양성자를자극하고, 이방출되는 신호를머리주변에설치된 receiver coil 이그신호를탐지한다. 이신호를컴퓨 터로다시구성하면수소분자의강약에 따라회백질과백질두뇌조직의차이로 인해해부학영상이생성되는것이다. 만일뇌의운동인지기능의활성부위 를알아보기위해손을움직인다고하면, 손의움직임과같은 paradigm에따라수 행되는뇌활성기와휴지기의두영상을 얻어이들의신호크기차이를통해뇌활 성부위에대한영상정보를알수있다. 46
The Journal of Oriental Obstetrics & Gynecology Vol.24 No.1 February 2011 대뇌피질이외부자극에의해활성화되 면혈류가증가하게되고따라서산소유 입량이증가한다. Oxyhemoglobin의증가 는상대적으로 Deoxyhemoglobin의농도 를감소시킨다. Deoxyhemoglobin이상자 성물질이므로이물질이감소하면 T2 와 T2* 를증가시키고따라서 T2* 강조영 상에서신호가증가한다. 이러한방법을 BOLD(blood oxygen level dependent) 기 법 6) 이라고한다. Menon 17) 은 fmri 가인지, 지각, 감각 및운동과업을실시하는동안의뇌기능 을연구하는데우세한방법이되어가고 있다고하였다. 이는곧특정부위의경 혈자극에따른대뇌피질의반응을알기 위해서는 fmri 가유용함을의미하며, 이를이용하여침의치료효과에관련된 기전을측정하고자하였다. 6) 통계분석방법 이실험에서는각조건을무자극 (baseline) 조건과비교한통계값및 S1, S2, Sham 조건에대조(contrast) 를주어비교한각 개인별영상을얻었다. 이것을각개인 에서실행하는것을일차수준분석 (first level analysis) 이라고한다. 각개인에서 얻은통계 image를모아서무작위전계효 과분석(random field effect analysis) 을 이용한이차집단분석 (second level analysis) 을하였다. 이러한통계처리는모두 SPM2 (statistical parametric mapping, Wellcome Department of Imaging Neuroscience, London) 를이용하였다. SPM2로분석한 결과 높다. T값이높을수록통계적유의성이 또한각각의 voxel의숫자가매우크 므로 multiple comparison에의한문제를 해결하기위해 correction하는방법을쓰 게된다. S2 와 S1 의대조조건에서는 multiple comparison correction 을시행 하지않았고, 나머지조건비교에서는 FDR correction 을시행하였다. blood flow의 변화가미세한 task는 uncorrected p로 나타내었다. T값이 5 이상인경우높은 값이므로통계적유의성이높은것으로 인식하였으며, corrected p<0.05 로표시하 였다. Ⅲ. 결 과 1. 위침자극과기저조건비교(Sham- Baseline) 시뇌활성영역 위침자극과기저조건비교에의한뇌활 성영역은일차감각영역 (Primary sensory ) 과양측측두후두피질(Posterior temporo-occipital ) 및중간전두 이랑(middle frontal gyrus) 에서활성증 가가보임으로써유의성 (FDR corrected p<0.05) 있는변화가관찰되었다(Fig. 3, Table 1). Fig. 3. 위침자극과기저조건비교(Sham -Baseline) 시뇌의활성화된영역(FDR corrected p<0.05) 47
Table 1. 위침자극과기저조건비교(Sham-Baseline) 시뇌의활성화된영역 Anatomical area Brodmann Area Talrairach Coordinate T-value x y z *k Lt. Postcentral Gyrus 2-40 -36 59 12.12 6312 Lt. Middle Temporal Gyrus 37-46 -62 7 7.95 925 Lt. Inferior Frontal Gyrus 9-59 5 24 6.92 747 Lt. Inferior Frontal Gyrus 46-38 35 9 5.72 117 Lt. Cingulate Gyrus 31-14 -29 36 4.05 24 Red Nucleus(Midbrain) -2-26 -10 4.74 18 Rt. Inferior Parietal Lobule 40 63-35 40 7.96 1211 Rt. Superior Temporal Gyrus 22 40-56 16 6.25 723 Rt. Inferior Parietal Lobule 40 32-40 46 6.24 835 Rt. Middle Frontal Gyrus 8 53 12 38 6.18 378 Rt. Cingulate Gyrus 31 26-35 31 5 382 Rt. Middle Frontal Gyrus 46 40 34 20 4.88 74 Rt. Inferior Frontal Gyrus 13 38 28 10 4.38 30 Rt. Middle Frontal Gyrus 6 22-11 52 4.18 59 Rt. Inferior Frontal Gyrus 9 50 19 21 3.8 25 Rt. Middle Frontal Gyrus 6 26-9 61 3.65 47 (*k=number of voxels) 2. 유침자극과기저조건비 교(S1-Baseline) 시뇌활성영역 유침자극과기저조건비 교시뇌의활성화된영역은양측일차감 각영역 (Bilateral primary sensory ) 과양측측두후두피질 (Posterior temporo- occipital ), 및좌측중간전두이랑 (Left middle frontal gyrus) 에서활성증 가가보임으로써유의성 (FDR corrected p<0.05) 있는변화가관찰되었다(Fig. 4, Table 2). Fig. 4. 유침자극과기저조건비교(S1-Baseline) 시뇌의활성화된영역 (FDR corrected p<0.05) 48
The Journal of Oriental Obstetrics & Gynecology Vol.24 No.1 February 2011 Table 2. 유침자극과기저조건비교시뇌의활성화된영역 Anatomical area Brodmann Area Talrairach Coordinate T-value x y z k Lt. Inferior Parietal Lobule 40-57 -27 36 7.62 2962 Lt. Medial Frontal Gyrus 6-14 -7 57 6.89 33 Lt. Inferior Frontal Gyrus 9-53 7 27 6.25 202 Lt. Cingulate Gyrus 24-18 2 44 4.95 20 Lt. Caudate -22-7 22 4.71 137 Lt. Superior Parietal Lobule 7-16 -48 59 4.37 112 Lt. Fusiform Gyrus 37-46 -55-12 4.25 19 Lt. Precentral Gyrus 44-44 -1 9 4.25 17 Lt. Insula 13-40 -18-4 4.2 11 Lt. Superior Temporal Gyrus 22-48 -17 5 4.15 10 Rt. Postcentral Gyrus 2 65-20 29 8.14 1755 Rt. Middle Temporal Gyrus 37 50-62 7 6.86 441 Rt. Claustrum * 34 0 0 5.02 39 Rt. Thalamus 24 20-28 16 4.98 28 Rt. Inferior Frontal Gyrus 44 48-3 17 4.8 26 Rt. Inferior Frontal Gyrus 46 51 39 5 4.52 39 Rt. Caudate 12 16 12 4.42 24 Rt. Postcentral Gyrus 5 26-43 68 4.28 24 Rt. Superior Frontal Gyrus 9 20 50 29 4.23 26 Rt. Middle Frontal Gyrus 9 32 29 28 4.1 13 Rt. Precentral Gyrus 4 24-21 49 4.06 12 Rt. Inferior Frontal Gyrus 9 51 4 33 3.72 15 3. 염전자극과기저조건비 교(S2-Baseline) 시뇌의활성영역 염전자극과기저조건비 교에의한뇌의활성영역은양측일차감 각부위 (Bilateral primary sensory ) 와양측측두후두피질 (Posterior temporo -occipital ), 중간전두이랑(Middle frontal gyrus), 아래전두이랑 (Inferior frontal gyrus) 에서활성증가를보였다 (Fig. 5, Table 3). 또한보조운동영역 (Supplementary motor area, SMA) 에서의활성증가가보임으로 써두영역모두에서각각유의성 (FDR corrected p<0.05) 있는변화가관찰되었 다 (Fig. 6, Table 3) Fig. 5. 염전자극과기저조건비교(S2-Baseline) 에의한뇌의활성영역 Fig. 6. 염전자극과기저조건비교(S2-Baseline) 에의한뇌의활성영역 (FDR corrected p<0.05) 49
Table 3. 염전자극과기저조건비교(S2-Baseline) 에의한뇌의활성영역 Anatomical area Brodmann Area Talrairach Coordinate T-value x y z k Lt. Inferior Parietal Lobule 40-57 -25 34 15.91 6601 Lt. Middle Temporal Gyrus 39-50 -62 1 6.86 904 Lt. Inferior Frontal Gyrus 9-53 3 24 5.67 787 Lt. Claustrum -36-16 -3 4.44 42 Lt. Precuneus 19-28 -76 35 4.16 33 Lt. Lentiform Nucleus -18-7 8 3.6 14 Lt. Culmen 0-55 -6 3.94 28 Rt. Postcentral Gyrus 2 57-22 34 10.02 1598 Rt. Precentral Gyrus 44 57 8 9 5.63 336 Rt. Superior Temporal Gyrus 22 44-54 16 5.3 467 Rt. Sub-Gyral 6 20-15 58 4.57 27 Rt. Middle Frontal Gyrus 6 26-4 39 4.52 29 Rt. Inferior Frontal Gyrus 46 48 37 2 4.3 129 Rt. Inferior Parietal Lobule 40 34-42 52 4.09 34 Rt. Superior Frontal Gyrus 9 8 60 30 4.05 23 4. 유침자극과위침자극비 교(S1-Sham) 시뇌활성영역 유침자극과위침자극비 교에의한뇌의활성영역은좌측변연상 이랑(Left supramarginal gyrus), 양측 두정후두피질(Parieto-occipital ) 에 서활성증가가보임으로써유의성 (FDR corrected p<0.05) 있는변화가관찰되었 다 (Fig. 7, Table 4). Fig. 7. 유침자극과위침자극비교(S1-Sham) 의한뇌의활성영역 (FDR corrected p<0.05) Table 4. 유침자극과위침자극비교(S1-Sham) 의한뇌의활성영역 Anatomical area Brodmann Area Talrairach Coordinate T-value x y z k Lt. Cuneus 19-8 -80 30 7.37 647 Lt. Supramarginal Gyrus 40-57 -51 27 5.61 97 Lt. Lingual Gyrus 18-26 -70-10 5.46 11 Lt. Superior Frontal Gyrus 9-22 58 27 5.09 25 Lt. Inferior Parietal Lobule 7-44 -66 48 5.07 10 Lt. Precuneus 31-8 -65 18 4.92 10 Rt. Fusiform Gyrus 37 32-49 -8 6.38 11 Rt. Precentral Gyrus 4 46-13 41 5.92 43 Rt. Precuneus 19 22-78 41 5.52 117 Rt. Cuneus 19 14-90 28 5.17 20 Rt. Anterior Cingulate 32 4 36 20 5.1 12 Rt. Claustrum * 36 4 7 5.05 22 50
The Journal of Oriental Obstetrics & Gynecology Vol.24 No.1 February 2011 5. 염전자극과 교(S2-Sham) 시뇌활성영역 위침자극비 염전자극과위침자극비 교에의한뇌의활성영역은좌측상측두 이랑(Lt. superior temporal gyrus) 에서활 성증가가보임으로써유의성 (FDR corrected p<0.05) 있는변화가관찰되었다(Fig. 8, Table 5). Fig. 8. 염전자극과위침자극비교(S2-Sham) 에의한뇌의활성영역 (FDR corrected p<0.05) Table 5. 염전자극과위침자극비교(S2-Sham) 에의한뇌의활성영역 Anatomical area Brodmann Area Talrairach Coordinate T-value k x y z Lt. Superior Temporal Gyrus 39-57 -61 25 8.44 111 6. 염전자극과유침자극비 교(S2-S1) 에의한뇌활성영역 염전자극과유침자극비 교(S2-S1) 에의한뇌의활성영역은양측 일차운동및감각영역 (Primary motor and sensory ), 좌측보조운동영역 (Left supplementary motor area, Lt SMA) 에활성증가가보였다(Fig. 9 10, Table 6). 및 자극(S2-S1) 에의한뇌의활성영역 (Uncorrected p<0.001) Fig. 9. 염전자극에서유침 Fig. 10. 좌측보조운동영역 (Left supplementary motor area, Lt SMA) 의 cross-sectional image(uncorrected p<0.001) 51
Table 6. 염전자극에서유침자극(S2-S1) 에의한뇌의활성영역 Anatomical area Brodmann Area Talrairach Coordinate x y z T-value k Lt. Medial Frontal Gyrus 6-8 -15 54 7.8 185 Lt. Precentral Gyrus 6-28 -18 65 6.67 762 Lt. Superior Temporal Gyrus 22-50 0 4 4.6 12 Lt. Postcentral Gyrus 40-55 -24 21 4.2 16 Lt. Postcentral Gyrus 2-57 -22 34 4.09 10 Rt. Inferior Parietal Lobule 40 65-27 38 4.76 14 7. 위침자극, 유침자극, 염전자극시뇌활성영역비교각영역에대한뇌활성영역은다음과같다. Fig. 12. Sham, S1, S2 자극에대한뇌활성영역비교 Green: Sham-Baseline, Blue: S1-Baseline, Violet: S2-Baseline (FDR corrected p<0.05) Fig. 11. Sham, S1, S2 자극에대한뇌활성영역비교 Blue: Sham-Baseline, Green: S1-Baseline, Red: S2-Baseline [FDR corrected p<0.05] Fig. 13. Sham, S1, S2 자극에대한뇌활성영역비교 Green: Sham-baseline, Blue: S1-Baseline Violet: S2-Baseline(FDR corrected p<0.05) 52
The Journal of Oriental Obstetrics & Gynecology Vol.24 No.1 February 2011 Fig. 14. Sham, S1, S2 의비교조건에따른뇌활성영역비교 Red: S2-S1(uncorrected p<0.001), Green: S2-Sham(FDR p<0.05), Blue: S1-Sham(FDR p<0.05) Ⅳ. 고 찰 의학적으로폐경(menopause) 이란여 성에서난소의기능이쇠퇴하여정상적 인월경이중지되는현상또는시점을 말하며, 세계보건기구(WHO) 에서는월 경이적어도 폐경이라고정의하였다. 1년이상중단되었을때를 폐경이진행되 는전후시기를갱년기(climacteric) 또는 주변갱년기(perimenopause) 라고하며 그의미는포괄적인의미로한여성이 가임기에서폐경기로이행되는시기를 말하며 18) 약, 한국여성의평균폐경연령은 50세전후이다 19). 폐경(menopause) 에대한임상적관심 은여성의 餘命과고령화사회대두라는 측면에서과거보다매우높아진실정이 며, 향후더욱높아질것으로전망된다. 갱년기여성들은여러가지폐경기증 후를경험하게되는데그중대표적인 증상이안면홍조 20) 이다. 안면홍조의증 상은말초의혈관확장과상대적인중심 체온의하강과연관이있으며발한, 오 한, 심계항진, 대사항진, 심장박동의증 가, 불안감등의증상및징후와동반되 어나타난다 21). Shen 등 22) 은 80% 의갱년 기여성이안면홍조를경험하며그중 9% 정도는심한안면홍조를경험한다고 보고하였다. 2002 년이후안면홍조를포함한갱년기 증상의보편적인치료법으로알려졌던 HRT(Hormone Replacement Therapy) 의 위험성이보고 23) 됨에따라보다효과있 고안전한보완대체요법에대한연구가 이루어지고있다. Bair 등 24) 은모든갱년 기여성의 다고보고하였다. 80% 가보완대체요법을이용했 한편갱년기증상에대한침치료의유 효성결과보고 25) 와특히안면홍조에대 한침치료보고등 26-30) 에도불구하고, 아 직도갱년기장애전반혹은개별증상에 대한침치료의유효성에대한객관적근 거는부족한면이있고, 그작용기전에 대해서는알려진바가극히적다. 특히갱년기및폐경기여성의안면홍 조에대한일련의임상시험등 31-33) 에서 유의한결과가보고된바있으나, 이들 연구는치료군이복합혈위로이루어져 34), 개별경혈의유효성을검증할수없 는한계를지니고있었다. 김등 2) 의연구에서사용된경혈중手 少陰心經의火穴인 는滎穴로 서熱을主하고, 火經인心經의火穴이므 로갱년기여성의다양한증상중안면홍 조, 심번, 심계, 불안, 소변불리등의원인 이되는신열을다스리는데쓰이고있다 1). 그러므로火經의火穴인 53
자극시효과적으로열감해소작용을나 타낼수있을것으로예측할수있었고, 이에연구자들은이경혈의작용기전을 연구할필요성을인식하게되었다. 자침자극에대한인체의반응은전달 계통을통해뇌에일정한영향을미칠 것이며, 이러한영향에따른기능적변 화는침의작용원리와효능에대한현 대적연구의주요한지표가되고있다. 자침의방법은일반적으로 留針法이사 용되고있다. 留針法은자침의운용기법 이끝난후鍼體를환자의穴位內에留 置시키는것을말한다. 유침시간은數分 에서 1 2 시간으로病情에따라결정한 다 35). 捻轉手技는일정한깊이로拇指 食指를이용하여침을 刺入한후침을 돌리는방향강도빈도횟수등으로補 瀉를구분하는방법으로 靈樞 官能 편에 瀉必用方, 切而轉之, 其氣乃行. 補 必用員, 外引其皮, 令當其門 이라하여, 자침시염전여부에따라 氣의움직임을 변화시켜원하는효과를얻을수있다고 설명하고있다 36). 침자극을포함한모든자극의인지기 능을담당하는뇌의영역을그려내는뇌 의기능영상(fMRI) 은뇌의생리기능적 정보를관찰하는데뛰어난영상화기법 이다. fmri는 MRI와달리두뇌혈중산 소농도에따른 BOLD(Blood Oxygen Level Dependent) 신호를사용한다. 이는 두뇌의신경조직에서신경활동이증가할 때국소부위의혈류가증가하고산소소 비량이증가한다는현상을이용한것이 다. 인체에서두뇌의국소부위에신경활 동이갑자기증가하면산소소비량의증 가분보다더많은국소혈류량의증가현 상이일시적으로일어난다. 이신호를 탐지하여삼차원영상을시각화할수있 게된다 37). 침과관련된뇌혈류역학및작용기전에 대한연구로는 (K11) 40), 등의 足三里 (ST36) 38,39), 湧泉 大敦 (LR1) 7) 및 7-9) 刺針이백서의국소뇌혈류량변화 에관한연구가발표되었고, fmri를이 용한뇌활성변화에대한한의학적연구 로는 (LI4) 41), 申脈 (BL62) 10), 太衝 (LR3) 및 豊隆 (ST40) 11), 陽陵泉 (GB34) 合谷 三陰交 (SP6) 14), 照海 (KI5) 15), 二間 (LI2) 12), 42) 등의침자극에의한뇌활성변화에대한 연구가발표되었다. 최근의연구에의하 면, Wei Qin 등 39) 은남녀각각 9명의건강 한지원자에대해안정상태, 가짜침, 足三 里 (ST36) 자침상태의뇌활성변화를 fmri 로촬영한결과 足三里 (ST36) 자침이가 짜침보다진통의조절과억제에더큰 뇌활성변화를일으켰다고보고하였다. 한 편 Gary Deng 등 42) 은남녀각각 10명의 지원자에대해구강건조증치료와침샘분 비에관련된 뇌활성변화를 二間 (LI2) 자침과가짜침의 fmri 로촬영한결과 二 間 (LI2) 자침이가짜혈보다침분비에더 유효한변화를일으켰다고보고하였다. 이에저자는갱년기여성을대상으로 자침에의한 fmri상뇌활성 변화를관찰하여특정경혈에대한자침이 대뇌에미치는기능적변화를관찰함으로 써경혈및경락연구에대한기초자료를 확보하고, 아울러갱년기여성에게나타나 는안면홍조증에대한 자침의 이론적근거를확보하고자하였다. 위침자극과기저조건비교 (Sham-Baseline) 에의한뇌의활성영역은일차감각영역 (Primary sensory ) 과양측측두후 두피질 (Posterior temporo-occipital ), 54
The Journal of Oriental Obstetrics & Gynecology Vol.24 No.1 February 2011 및중간전두이랑 (middle frontal gyrus) 에서활성증가가보였다 (Fig. 3, Table 1). 일차감각영역은 Brodmann 영역 1, 2, 3에 해당하는영역이며인체의고유감각정보 를받아들인다. 이와같은변화는위침 이라고해도어느정도자극을수반하므 로감각을인지하는정도로볼수있으 며대뇌피질의우측에비하여좌측이더 활성화되어있다. 양측측두후두피질은 Brodmann 영역 39에해당하는영역으로 복합적인인지, 지각능력에관여하는삼 차연합영역에해당한다. 중간전두이랑은 Brodmann 영역 6에해당하는영역으로 지능, 판단, 통찰및적당한행동선택등 과관련된전운동영역에해당한다. 유침자극과기저조건비교 (S1-Baseline) 에의한뇌의활성영역은양 측일차감각영역 (Bilateral primary sensory ) 과양측측두후두피질(Posterior temporo-occipital ), 그리고좌측 중간전두이랑 (Left middle frontal gyrus) 에서활성증가가보였다 (Fig. 4, Table 2). 이는위의위침자극과유사한활성 부위에나타났다. Sham, S1, S2 자극이 동일하게 Brodmann 영역 40번에해당하 는양측일차감각영역에활성화를보인 것은위침자극이나 자침자 극이피험자의감각자극에대한인식및 집중의차이에의한것으로사료된다. Wu 통한 등은 fmri 足三里 (ST36) 의전침자침을 연구를위해대조군으로최 소한의자극을준군에서실제혈위를 자극한군과마찬가지로양측보조운동 영역및 Brodmann 영역 40에해당하는 일차감각영역에활성화를보고하였다 43,44). Gareus 등 45) 과Gelnar 등 46) 은光明 (G37) 의침자극에서 Brodmann 영역 40에해 당하는일차감각영역의활성화를감각자 극의피질에서의처리로해석하였다. 침 자극이어느정도통증을일으키기때문 에감각과관련한일차감각영역의활성 화는당연하다고볼수있다. 유침자극과기저조건비교 (S1-Baseline) 에서활성화된측두후두피질영역은위침 자극과기저조건비교(Sham-Baseline) 에 서활성화된영역과비슷하지만영역범 위가좀더넓다. 또한중간전두이랑의 좌측에서만활성화가나타났다. 염전자극과기저조건비교 (S2 -Baseline) 에의한뇌의활성영역은양측 일차감각부위 (Bilateral primary sensory ) 와양측측두후두피질(Posterior temporo-occipital ), 중간전두이랑 (Middle frontal gyrus), 아래전두이랑 (Inferior frontal gyrus) 에서활성증가를 보였다(Fig. 5, Table 3) 또한보조운동 영역 (Supplementary motor area, SMA) 에서의활성증가도보였다. 역시위침자 극과유사하나영역이넓고하부중심회 의활성이추가로나타났다(Fig. 6). 위 침자극과기저조건비교 (Sham-Baseline) 나 유침자극과기저조건비교 (S1-Baseline) 의경우보다양측일차감각 부위가넓게활성화되어있다. 이는피험 자가좀더강한자극에대한감각을인 지하였기때문이라고볼수있다. 그리 고양측측두후두피질도마찬가지로위 의두경우(Sham, S1) 보다더넓게활 성화되었고아래전두이랑도넓게활성화 되었다. 아래전두이랑은 Brodmann 영역 44 에해당하는영역으로언어에대한운 동기억을담당하는운동언어영역에해당 한다. 그리고 S2에서만특이적으로활성 화되는보조운동영역은전운동영역과함 55
께수의운동의복합적연속운동을계획 하는역할을담당하며, 체간및사지의 근위근육의협동과자세의조절, 머리, 눈풀림및아픔등에관여한다 47). 유침자극과위침자극비교 (S1-Sham) 에의한뇌의활성영역은좌 측변연상이랑 (Left supramarginal gyrus), 양측두정후두피질 (Parieto-occipital ) 에서활성증가를보였다 (Fig. 7, Table 4). 좌측변연상이랑은 Brodmann 영역 7, 39 의경계부위에해당하며두정엽의체 성감각연합영역과삼차연합영역에해당 한다. 체성감각연합영역은모양, 크기, 구성등물체를인지하는능력과관련된 다. 두정-후두피질은 Brodmann 영역 19 에해당하는영역으로시각영역이다. 염전자극과위침자극비교 (S2-Sham) 에의한뇌의활성영역은좌 측변연상이랑 (Left supramarginal gyrus), 우측두정후두피질 (Right parieto-occipital ) 에서활성증가를보였다(Fig. 8, Table 5). 좌측변연상이랑은후두정연 합영역으로 Brodmann 영역의 7, 39의 경계부위에해당한다. 이부위는인지와 언어에관계한다. 작은영역에서활성화되었다. 우측두정후두피질은 염전자극과유침자극비 교(S2-S1) 에의한뇌의활성영역은양측 일차운동및감각영역 (Primary motor and sensory ), 좌측보조운동영역 (Left supplementary motor area, Lt SMA) 에활성증가가보였다 (Fig. 9, Table 6). 이부분의 cross-sectional image로보아 일차운동및감각영역의손에해당하는 부위와발에해당하는부위가모두활성 화되어있음을볼수있다 (Fig. 3-8). 양측일차운동및감각영역은자극강도 가가장큰결과로나타났다. Table 7. 각자극조건에따른뇌활성영역 Sham-B S1-B S2-B S1- Sham S2- Sham S2-S1 primary sensory primary sensory primary sensory primary motor & sensory middle frontal gyrus middle frontal gyrus middle frontal gyrus Lt. brain inferior frontal gyrus supramarginal gyrus midbrain posterior temporooccipital posterior temporooccipital posterior temporooccipital SMA temporooccipital superior temporal gyrus Lt. SMA primary sensory primary sensory primary sensory middle frontal gyrus middle frontal gyrus Rt. brain inferior frontal gyrus posterior temporooccipital posterior temporooccipital posterior temporooccipital temporooccipital 56
The Journal of Oriental Obstetrics & Gynecology Vol.24 No.1 February 2011 무자극이포함된경우 (Sham-B, S1-B, S2-B) 에의한뇌활성영역은공통적으 로일차운동및감각영역에넓게활성화 되어있다. 그리고조금의차이는있지 만공통적으로중간전두이랑과양측측 두후두피질영역이활성화되어있다. 또 한활성화영역범위가다른경우보다훨 씬넓게나타났다(Fig. 15). 이는자극조 건상 Sham의조건이다른두조건에비 해통증은약하지만실제닿는피부면 적이넓어서감각피질의활성화영역이 넓게나타날수있음을생각해보아야 한다. 또한위침자극을포함한경혈침자 극후무자극에광범위하게나타난뇌영 역을볼때, 침자극후에환자를무자극 상태에서편안하게일정시간안정시키는 것이침치료효과를지속할수있을지 규명하는추가적연구가필요할것으로 보인다. Sham-B S1-B S2-B Fig. 15. Sham-B, S1-B, S2-B 의뇌활성영역비 위침자극(Sham-B) 과 유침 자극(S1-B, S1-Sham, S2-S1) 을비교해 볼때, Sham-B에서는무자극이포함된 뇌영역의활성뿐이었으나 S1-Sham에서 는시각영역이주로활성화되었다 (Fig. 16). 시각피질중 Brodmann 영역 19에 해당하는영역으로다양한시각정보를 각각의요소별로정리하고종합하는영 역이다. 이는 유침자극이한 의학적으로 陰虛火旺, 肝鬱化火로나타 나는갱년기여성들의증상인안면홍조, 12) 불안, 번조, 불면등에활용되는경혈 이므로, 로 자극이한의학적으 肝에배속되는시각영역활성화와관 련되는지규명하는추가적연구가필요 할것으로보인다. 유침자극 (S1-B, S1-Sham, S2 -S1) 과 염전자극(S2-B, S2- sham, S2-S1) 을비교해볼때, S1-sham 에 서는시각영역이주로활성화되었고, S2-b, S2-S1 에서는보조운동영역 (Supplementary motor area, SMA) 이특이적으로활성화 되었다. S2-sham에서는좌측상측두이 랑에서의활성이관찰되었다. 이는유침 자극이 痰 및 火와관련된영역과염전자극이 火와관련된영역과밀접한관련 이있을것으로생각되어, 향후이에대 한추가적연구가필요할것으로보인다 57
(Fig. 17). S2-S1 Sham-B Fig. 17. S2-Sham 과 S2-S1 의뇌활성영역비교 S1-B S1-Sham S2-S1 Fig. 16. Sham-B 와 S1-B, S1-Sham, S2-S1 의뇌활성영역비교 S2-Sham 그런데본연구는 fmri를이용하여 자침에의한뇌기능변화를기능적으로 살펴본연구이며, 피험자수도많지않 아일정한결과해석상의한계를지닌다 고할수있다. 연구의진행과결과분석 을통해검토된실험상의한계는다음과 같다. 일반적으로 fmri를통한대뇌중추의 활성화에대한분석결과는폐경전후여성 의경우신경해부학적인측면에서전반 적인활성도가감소되는경향이있다. Murphy 등 48) 은노화에따라전두엽과 측두엽, 그리고두정엽등을포함한대 뇌전체가 Glucose의대사활동이격감하 게되고, Dietrich 등 49) 의연구에서도혈 중 Estrogen의양은대뇌의혈류역학적 인기능을조절하므로노화가진행됨에 따라대뇌활성화에영향을미친다고주 장했다. 그러므로피험자의선정에서시 험대상으로는부합되나자침효과가직 접적이고선명하게대뇌활성변화를나 타낼지에대한의문이있을수있다는 것이다. 또한경혈및경락학적측면에서少府 (HT8) 는피험자손바닥의한점으로취 혈할수있고, 魚際 (L10) 하부에위치한 sham 혈위는비경혈로서현저한차이가 있으나실제적으로는취혈위치가少府 (HT8) 와많이떨어지지않은부위여서 58
The Journal of Oriental Obstetrics & Gynecology Vol.24 No.1 February 2011 피험자의자극시감각이확연한차이를 느끼게하기힘들었다. 결국이러한연 구결과는다양한인자들이복합적으로 작용하는침의효과에대한여러요소들 을모두대조할수있는이상적인대조 군의한계가있음을알수있다 50) 는보 고와도유사함을알수있었다. 또한자 극시간이길어짐에따라습관화현상이 발생하여첫자극보다뒤로갈수록자극 에대한반응이달라질수있다는점을 제어하기어려웠다. 그러나이러한문제점들은후속연구에 서위침혈의위치, 연구목적에따른피 험자배정, 과정의단축등으로개선할 수있을것으로보인다. 이상의결과를통해갱년기여성에서 에대한자침은 fmri상뇌활 성에특정한변화를유발하는것으로보 여향후경혈의침자극의효과와경락 연구에대한기초자료를얻었을뿐아니 라갱년기여성의안면홍조등갱년기증 상에대한침치료원리연구의방향을 제시한것으로사료되었다. Ⅴ. 결 론 갱년기여성의 혈자침에 의한 fmri상뇌활성변화를관찰하기 위하여임상시험자원자에대한연구를 실시한결과다음과같은결론을얻었다. 1. 위침자극과기저조건비교 (Sham-Baseline) 시뇌활성영역은일차감각영역 (Primary sensory ) 과양측측두후두피질 (Posterior temporo-occipital ), 및중간전두이랑 (middle frontal gyrus) 에서활성증가가보였다. 2. 유침자극과기저조건비교 (S1-Baseline) 시뇌활성영역은양측 일차감각영역 (Bilateral primary sensory ) 과양측측두후두피질 (Posterior temporo-occipital ), 및좌측 중간전두이랑 (Left middle frontal gyrus) 에서활성증가가보였다. 3. 염전자극과기저조건비교 (S2-Baseline) 시뇌의활성영역은양측 일차감각부위 (Bilateral primary sensory ) 와양측측두후두피질 (Posterior temporo-occipital ), 중간전두 이랑(Middle frontal gyrus), 아래전 두이랑(Inferior frontal gyrus) 에서 활성증가를보였다. 또한보조운동영 역 (Supplementary motor area, SMA) 에서의활성증가도보였다. 4. 유침자극과위침자극비교 (S1-Sham) 시뇌활성영역은좌측변 연상이랑 (Left supramarginal gyrus), 양측두정후두피질 (Parieto- occipital ) 에서활성증가를보였다. 5. 염전자극과위침자극비교 (S2-Sham) 시뇌활성영역은좌측변 연상이랑 (Left supramarginal gyrus), 우측두정후두피질 (Right parietooccipital ) 에서활성증가를보 였다. 6. 염전자극에서유침자극 (S2-S1) 에의한뇌의활성영역은양측 일차운동및감각영역 (Primary motor and sensory ), 좌측보조운동 영역 (Left supplementary motor area, Lt SMA) 에활성증가가보인다. 7. 기저조건과각자극과의비교 (Sham-B, S1-B, S2-B) 시뇌활성영역은공통적 59
으로일차운동및감각영역에넓게 활성화되어있다. 그리고경미한차이 는 있지만공통적으로중간전두이랑 과양측측두후두피질영역이활성화 되어있다. 또한활성화영역범위가다 른경우보다훨씬넓게나타났다. 8. 위침자극과기저조건비교(Sham-B) 시 와 유침자극이포함된경우 (S1-B, S1-Sham, S2-S1) 를비교해볼 때, Sham-B에서는무자극이포함된 뇌활성영역활성뿐이었으나 S1-Sham 에서는시각영역이주로활성화되었다. 9. 유침자극이포함된경우 (S1-B, S1-Sham, S2-S1) 와 少府 (HT8) 염전자극이포함된경우(S2-B, S2-sham, S2-S1) 를비교해볼때, S1-sham 에서는시각영역이주로활 성화되었고 S2-B, S2-S1에서는보조 운동영역 (Supplementary motor area, SMA) 이공통적으로활성화되었다. 참고문헌 투고일 : 2011년 1월 28일 심사일 : 2011년 2월 7일 심사완료일 : 2011년 2월 9일 1. 안영기. 경혈학총서. 서울: 성보사. 1986 :276. 2. Kim DI et al. A Clinical Trial to Assess the Efficacy of Acupuncture on Hot Flashes in Postmenopausal Women-Focusing on the comparison of the effects of Traditional Korean medical acupuncture (TKMA) and Minimal Acupuncture (MA)-. Korean Journal of Oriental Medicine. 2007; 28(4):74-85. 3. 周油湘. 經絡實質鍼灸作用機理. 北京 : 中國中醫藥出版社. 1995:60. 4. 전국한의과대학침구경혈학교실. 침구 학. 서울: 집문당. 1998:31-2. 5. 임종국. 침구치료학. 서울: 집문당. 2001 :598-632. 6. 김현자. 자기공명의료영상학. 서울: 북 스힐. 2008:10-2, 270. 7. 박은주, 조명래. 大敦, 少衝, 少府자침 이뇌혈류역학에미치는영향. 대한침 구학회지. 2006;24(1):111-25. 8. 신동훈, 조명래. 大敦, 少府사법자침 이뇌혈류역학변동개선에미치는영 향. 대한침구학회지. 2004;21(1):33-50. 9. 신정철. 行間, 少府 보사침법이국소 뇌혈류량및평균혈압에미치는영향. 대한침구학회지. 2004;20(6):17. 10. 류경환. 申脈혈위자극이 fmri상뇌 활성화변화에미치는영향연구. 경 락경혈학회지. 2006;23(2):89-103. 11. 배은정. 豊隆전침자극이뇌활성변화 에미치는영향 : fmri 를이용한연구. 대한침구학회지. 2003;20(5):208-26. 12. 송원섭. 陽陵泉전침이뇌활성변화에 미치는영향 : fmri 를이용한연구. 대한침구학회지. 2003;20(1):38-45. 13. 박기영. 태계(K3) 전침자극이 fmri 상뇌활성변화에미치는영향. 대한 침구학회지. 2003;20(3):194-208. 14. 홍권의등. 三陰交 (SP6) 전침자극이 fmri 상뇌활성변화에미치는영향. 대한침구학회지. 2003;20(3):86-103 15. 배건태. fmri 를이용한照海혈(KI6) 자침이대뇌피질운동영역의활성변 화에관한연구. 대한침구학회지. 2001 60
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