무산소성 뇌손상(Anoxic Brain Injury; ABI)은 뇌 조직으로의 산소 공급 감소로 인해 뇌 기능에 손상·장애를 초래하는 병태입니다. 시각계(시신경·시교차·시삭·시방사·시각피질)에 영구적 손상을 줄 수 있어 안과적 후유증이 문제가 됩니다.
성인에서의 주요 원인은 심정지·호흡정지, 외상(교액·두부외상), 급성 혈관 장애, 중독(일산화탄소 중독·약물 과다 복용)입니다. 소아에서는 출생 전·출생 중·출생 후 합병증, 심혈관계·호흡기계 문제, 선천성 감염증, 유전적 요인 외에도 탈수증이나 학대로 인한 두부외상도 원인이 됩니다. 조산아의 생존율 향상에 따라 유병률이 증가하고 있습니다.
역학적으로, 병원 외 심정지는 연간 약 인구 10만 명당 80명에서 발생하며, 생존 퇴원율은 약 10%, 완전한 신경학적 회복은 약 5%로 보고됩니다1). 중증 저산소성 허혈성 뇌증(HIE)은 심정지 후 환자의 뇌 부검에서 61%에서 확인됩니다1). 심정지 생존 환자의 5083%가 임상적으로 유의한 인지 증상을 경험하며, 시각 장애로는 피질 시각 장애가 최대 5070%, 안구 운동 장애가 60~85%에서 나타납니다.
소아의 경우, CVI(대뇌/뇌성 시각 장애)는 선진국에서 소아 시각 장애의 가장 흔한 원인이며, 가장 흔한 기저 병인은 저산소 허혈성 뇌증입니다. 다른 원인으로는 간질, 수두증, 외상, 감염이 있습니다.
심정지 생존자에서는 피질 시각 장애가 최대 5070%, 안구 운동 장애가 6085%로 높은 비율로 나타납니다. 소아에서는 저산소 허혈성 뇌증이 피질/뇌성 시각 장애(CVI)의 가장 흔한 원인이며, 선진국의 소아 시각 장애 전체에서도 가장 흔한 원인을 차지합니다.
급성기부터 회복기에 걸쳐 다양한 시각 증상이 나타납니다.
손상 후 수개월 내에 일부 시각 기능이 회복될 수 있다. 한편, 소아 CVI에서는 시각 기능의 변동성(간질이나 질병으로 인한 일시적 저하, 복잡한 시각 환경에서의 어려움 증가)이 특징적이다.
시야·시각 장애
동명반맹：황반회피를 동반함/동반하지 않음. 상부 후두엽 손상→하부 사분맹, 하부 후두엽 손상→상부 사분맹.
인접 동명반맹：초기 손상 수개월 후 상하 사분부를 포함한 양측 인접 동명반맹이 나타나는 경우가 있음. 수평반맹이나 바둑판 모양 시야결손과 유사.
피질맹：양측 후두엽의 광범위한 손상으로 발생. 대광반사는 정상적으로 유지됨. Anton 증후군(보이지 않는 것을 부정하고 보이는 것처럼 행동함)을 동반하는 경우가 있음.
Riddoch 증후군·맹시：정지물은 인식할 수 없지만 움직이는 것은 인식 가능. LGB-V1 이외의 시각 경로의 관여가 시사됨.
안구 운동·기타 장애
안구 침강(ocular dipping)：느린 하방 편위→급속한 상방 복귀. 저산소 허혈성 뇌손상과 관련되며, 대뇌 피질 기능의 억제와 뇌간 반사의 상대적 유지를 시사함.
안구 보빙(ocular bobbing) : 빠른 아래쪽 저크 → 느린 위쪽 드리프트. 교뇌의 구조적 병변과 관련. 역안구 보빙은 대사성 뇌증과 관련.
공동 편시 : 전두안구야(Brodmann 8영역) 손상 → 환측을 응시하는 방향으로의 공동 편시.
시신경 위축 : ABI에 이차적인 무산소성 허혈성 시신경병증에 의함.
고차 뇌기능 장애로는 다음이 관찰된다.
소아 CVI에서는 군집 효과/동시 실인증, 근거리 시선 선호, 색각의 상대적 보존(색각의 양측 표현에 기인), 대비 감도 저하, 눈부심, 역설적 주시 등의 특징적 소견을 보인다.
중증 ABI에서는 뇌간 반사 소실이 관찰된다. 동공 산대 고정, 각막 반사 소실, 두위 변환 안구 반사 소실, 기침·구역 반사 소실이 기록된 증례가 보고되었다2). 또한 기저핵 장애에서는 근긴장 항진·강직이 발생하며, 스트레스·불안으로 악화된다1).
피질맹은 양측 후두엽의 장애로 인해 동공 반사의 경로(시상하부·중뇌)는 보존된다. 따라서 대광 반사는 정상적으로 유지된다. 이는 심인성 시각 장애와의 감별에 중요한 소견이다. Anton 증후군을 동반하는 경우 환자 본인이 시각 상실을 인지하지 못할 수 있다.
ABI의 원인은 소아와 성인에서 다릅니다.
| 구분 | 주요 원인 |
|---|---|
| 소아 | 주산기 저산소성 허혈성 뇌병증(가장 흔함), 조산·저체중 출생, 간질, 수두증, 외상(학대 포함), 감염(수막염·뇌염), 선천성 대사 질환 |
| 성인 | 심정지·호흡정지, 외상(질식·TBI), 급성 혈관 장애, 중독(CO 중독·약물 과다 복용) |
성인에서 특수한 원인으로 BRASH 증후군(서맥·신부전·AV 차단제·쇼크·고칼륨혈증의 악순환)이 있다. 고칼륨혈증(7.9mmol/L)과 메토프롤롤 복용 중에 이 증후군이 발생하여 PEA 심정지→ABI에 이른 증례가 보고되었다3).
또한 일산화탄소 중독에 의한 피질맹이 가장 흔히 보고되는 원인 중 하나이다. 시스플라틴 등의 항암제가 가역성 후뇌백질뇌증 증후군(PRES)을 유발하여 피질맹을 초래하는 경우도 있다.
ABI에 의한 시각 장애의 진단에는 신경안과적 진찰과 여러 영상·전기생리학적 검사를 조합한다. 대뇌 장애 환자에서는 치매나 주의력 저하가 동반되어 시각 증상을 환자 본인이 인지하지 못하는 경우가 있다. 병소 위치에서 예측되는 증상에 특이적인 검사를 시행하는 것이 중요하다.
| 검사 | 주요 소견 | 비고 |
|---|---|---|
| MRI（DWI/T2） | 피질·심부 회백질의 허혈성 변화(손상 6일 이내), 기저핵 T2/FLAIR 신호 이상·DWI 확산 제한 | 시간 경과에 따라 뇌연화증·위축이 나타남1) |
| CT | 회백질·백질 경계 소실, 역전 징후, 백소뇌 징후 | 미만성 ABI에서는 뇌구·뇌조의 완전 소실3) |
| PET | 구조 영상이 정상인 경우에도 저관류·저대사 검출 가능 | 초기 CT·MRI가 정상이어도 ABI를 배제할 수 없음 |
CT 관류 영상에서는 허혈 후 과관류(CBF·CBV 증가, MTT·TTP 단축)나 허혈 반음영(CBF 감소, CBV 증가, MTT·TTP 연장)을 평가할 수 있습니다5).
지연성 저산소성 백질뇌증(DPHL/DTHL)에서는 MRI에서 미만성 백질 고신호(U섬유, 뇌량, 뇌간, 소뇌는 보존)와 산재성 확산 제한이 관찰됩니다4).
EEG에서 다음 소견이 ABI를 시사합니다.
뇌사 판정의 보조 검사로 AAN 권장 3가지 방법(기존 혈관조영술, 경두개 도플러 초음파, 99mTc 신티그래피)이 사용된다2).
부정할 수 없다. 초기 구조 영상은 정상거의 정상일 수 있다. PET라면 저대사를 검출할 수 있는 경우가 있다. 또한 DPHL에서는 저산소 사건 후 25주의 청명기를 거쳐 급성 악화가 발생하므로, 시간 경과에 따른 연속 MRI 평가가 중요하다4).
ABI 후 시각 상실에 효과가 입증된 치료법은 없다. 치료의 목표는 급성기의 이차적 뇌손상 방지와 회복기의 기능 대체·생활 지원이다.
급성기 관리
뇌 관류 및 산소화 유지: 이차적 뇌손상을 예방하기 위한 최우선 사항입니다.
표적 온도 관리(TTM): 주산기 HIE에서는 전신 또는 선택적 두부 냉각이 표준 치료입니다. 심정지 후에는 체온 33℃로 24시간 유지 후 단계적 재가온3).
경련 예방 및 관리: 간질 발작은 이차적 뇌손상을 악화시키므로 적극적으로 관리합니다.
뇌경색 동반 시: 발병 초기에는 t-PA 혈전용해 요법이나 혈관 내 치료를 고려합니다. 재발 방지를 위해 아스피린 75~150mg/일, 클로피도그렐 75mg/일(등급 A), 실로스타졸 200mg/일(등급 B) 등의 항혈소판제나 항응고제를 사용합니다. 심한 내경동맥 협착 시에는 경동맥 내막 절제술이나 스텐트 삽입술을 검토합니다.
재활 치료
ABI 후 흥분 증상을 보이는 환자에게 항정신병약물(할로페리돌 등)을 사용할 경우, 도파민 차단으로 인해 악성증후군(NMS) 위험이 증가하므로 주의가 필요합니다6). 대체 약물로 다음이 권장됩니다.
메틸프레드니솔론 1000mg IV 1일 1회×5일과 아만타딘 100mg 1일 2회 병용으로 호전된 증례가 보고되었다4). 그러나 근거는 제한적이며, 적절한 지지 요법으로 완전~거의 완전 회복이 일반적이다.
뇌 관류 중단 후 수초 내에 산소 저장이 소모되어 의식 소실이 발생합니다. 5분 후에는 포도당·산소가 고갈되어 ATP 생성이 장애되고, ATP 의존성 막 펌프의 기능 부전이 발생합니다.
혐기성 대사로 전환 → 젖산 축적 → 막전위 붕괴 → Na⁺/Ca²⁺의 세포 내 축적 → K⁺ 소실5). 또한 세포막 완전성 상실 → Ca²⁺ 유입 → 글루타메이트 방출 → NMDA 수용체 결합 → 세포 내 Ca²⁺ 고농도 → 전자전달계 파괴 → 자유라디칼 형성 → 괴사·세포자멸사로 이어집니다5).
혈류 회복 후 활성산소종(ROS)과 면역세포가 취약한 뇌 조직으로 유입되어 재관류 손상을 일으킵니다. 과도한 과관류는 출혈성 변화의 위험이 됩니다5).
일차 시각 피질의 선택적 취약성은 두 가지 요인에 의합니다. (1) 후대뇌동맥 말단부에서 혈류 공급 → 저혈압 시 관류 부족이 발생하기 쉽습니다. (2) 일차 시각 피질의 과립 세포가 저산소증에 대한 내성이 낮습니다.
기저핵의 선택적 취약성은 높은 대사 요구, 조밀한 글루탐산 작동성 입력, 제한된 측부 관류에 의합니다1). 기저핵 손상 시 근긴장 항진, 강직 등의 운동 조절 장애를 일으킵니다. 양측 기저핵 저흡수를 보이는 환자의 75%가 예후 불량(Barthel Index 50 미만)으로 보고되었습니다.
허혈 후 선조체에서 도파민 신호가 초기에 증가하고, 72시간 후 기저핵 병변의 진행과 함께 소멸됩니다. 도파민 생성 뉴런의 사멸로 인해 영구적인 도파민 수치 감소가 발생합니다. D2 수용체는 저산소 허혈 상태에 매우 민감합니다6). 이 기전은 ABI 후 항정신병 약물에 의한 NMS 위험이 증가하는 근거가 됩니다.
저산소 사건 후 25주의 명료기(lucid interval)를 거쳐 광범위한 백질 질환이 급성으로 나타납니다. 미엘린 염기성 단백질 풀의 빠른 성분 반감기(1922일)와 명료기의 길이가 일치하는 것이 특징입니다.
초기 중독성 저산소 사건에서 희소돌기아교세포의 미엘린 단백질 합성이 손상됨 → 청명기 동안 기존 미엘린으로 기능 유지 → 미엘린 대체 부전으로 급성 기능 붕괴가 발생하는 메커니즘이 제안되었습니다4). 심부 백질은 넓은 간격의 세동맥으로 관류되고 문합이 적어 저산소 허혈에 취약합니다.
복측 경로(“what” 경로)는 V4 영역에서 형태와 색상 시각에 관여하며, 손상 시 시각 실인증, 안면 실인증, 대뇌성 색각 장애, 지형 실인증을 초래합니다. 배측 경로(“where” 경로)는 V5/MT 영역에서 공간 위치와 움직임 시각에 관여하며, 손상 시 공간 지각 장애를 초래합니다. 고차 시각 피질은 V1~V8, V3A, V3B, V7, MT+, LO의 10개 영역으로 분류됩니다.
시신경에 미치는 영향으로, 저산소증이 소포체 스트레스 마커 CHOP의 상승 → GFAP의 망막 및 시신경에서 발현 증가 → 희소돌기아교세포 사멸 → 시신경 위축으로 이어지는 경로가 제시되었습니다.
두 가지 요인이 있다. 첫째, 일차 시각 피질은 후대뇌동맥 말단부에서 혈류 공급을 받기 때문에 전신성 저혈압 시 관류 부족이 발생하기 쉽다. 둘째, 일차 시각 피질의 과립 세포는 다른 부위에 비해 저산소증에 대한 내성이 낮다.
미국심장협회(AHA)는 심정지 후 혼수 환자의 신경학적 예후 예측은 ROSC(자발순환 회복) 후 72시간 이후에 시행해야 한다고 권장합니다5). TTM·진정제를 사용한 경우 TTM 완료/진정제 중단 후 최소 1주일 관찰이 권장됩니다. 예후의 불확실성은 수일
수주수개월 지속될 수 있으며, 지연 회복에도 주의가 필요합니다.
허혈 후 과관류(luxury perfusion)는 CT 관류 영상에서 검출 가능하며, 보상 기전으로 유용할 수 있습니다. 반면 과도한 경우 재관류 손상이나 출혈성 변화의 전조가 될 가능성이 있습니다5). 지연성 과관류는 특히 주의가 필요합니다. CT 관류 매개변수(CBF, CBV, MTT, TTP)의 체계적 평가가 급성기 관리에 기여할 가능성이 제시되었습니다.
시각 자극 프로그램이나 줄기세포 치료가 제안되고 있지만, 현재로서는 충분한 근거가 존재하지 않습니다. 조산아 관리 및 HIE 관리의 발전이 향후 CVI 발생률을 감소시킬 가능성이 있습니다.
DTHL은 적절한 지지 요법으로 완전~거의 완전 회복이 일반적이나, 다른 백질 질환과의 오인이 문제가 됩니다. 다발성 경화증, 삼투압성 탈수초 증후군, 진행성 다초점 백질뇌증과는 임상·영상·병리학적 특징이 다르며, 임상 경과(명료기 존재)와 저산소 사건의 병력이 감별의 핵심입니다4).
Chachkhiani 등(2021)은 오피오이드 과다 복용 후 DTHL이 발생한 46세 남성 증례를 보고했습니다4). 저산소 사건 후 8일째 퇴원→19일째 명료기→27일째 무언증·정신운동 지연으로 재입원→MRI: 미만성 백질 고신호(섬유, 뇌량, 뇌간, 소뇌는 보존)→메틸프레드니솔론 1000mg IV×5일+아만타딘 100mg×2회/일→48일째 퇴원→62일째 거의 정상 회복→138일째 MRI 백질 고신호가 거의 소실되었습니다.
ABI 환자에 대한 아만타딘(TBI 환자에서 level 1a 근거)과 베타차단제(class 1b 권장)의 용량 및 적응증에 관한 추가 연구가 필요합니다. 뇌손상 환자에 대한 항정신병약물의 신중한 사용이 요구되며, 대체 약물 프로토콜 확립이 과제로 남아 있습니다6).
