Kaolin으로 유발된 수두증 흰쥐 모델에서 두개강내 압력-부피 계수와 체성 감각 유발 전위와의 관계

Abstract

[한글]

진단 기술의 발달에도 불구하고 수두증의 악화, 치료 과정, 예후 등 시간 경과에 따르는 두개강내 변화를 볼 수 없어 수두증으로 인한 두개강내의 변화를 전체적으로 이해하는데는 어려움이 있다. 뇌의 관성을 나타내는 내성(compliance), 탄성 (elastance) 및 압력-부피 계수(pressure volume index; PVI) 등은 수치로 표시되어 뇌에서 일어나는 복잡한 상황을 단순하면서도 쉽게 이해할 수 있는 방법이다. 그러나 이런 계측 가능한 계수는 침습적인 방법으로 얻어지기 때문에 실제 임상에 이용하기는 어렵다. 반면 전기-생리학적인 방법인 뇌파검사 (EEG), 뇌간 청각 유발 전위(brainstem auditory evoked potential; BAEP), 체성 감각 유발 전위(somatosensory evoked potential; SSEP), 시각 유발 전위(visual evoked potential; VEP)등은 비침습적이고 쉽게 반복 측정할 수 있다는 장점이 있고 장시간을 추적관찰할 수 있어 시간 경과에 따른 두개강내 변화를 예시하는 한 방법이 될 수 있다. 하지만 이런 전기생리적인 방법들은 개인별 특성에 따라 편차가 심하고 개인에 있어서도 상황에 따라 다른 결과를 나타낼 수 있기 때문에 임상에 적용되기에는 어려움이 있다.

본 연구에서는 수두증 진행에 따른 체성 감각 유발 전위의 변화를 객관적으로 평가하기 위해 이미 많은 보고에서 수두증의 정도와 밀접한 연관이 있다고 확인된 두개강내 압력-부피 계수를 함께 측정함으로써 체성 감각 유발 전위가 수두증 환자의 치료, 추적 관찰,

예후 판정에 도움이 될 수 있을 것인지를 알아보고자 하였다.

흰쥐의 대조에 카오린 현탁액을 주입하여 수두증을 유발하고 카오린 현탁액 주입후 1주째 압력-부피 계수와 체성 감각 유발 전위를 측정하였다. 그 중 수두증이 유발되지 않은 흰쥐를 대조군으로 하고 수두증의 정도에 따라 경도 수두증군, 고도 수두증군으로 구분하였다. 10마리는 수두증의 치료군으로 카오린으로 수두증을 유발시킨 후 2주일째 션트술을 시행하고 션트술 시행후 1주일째 압력-부피 계수와 체성 감각 유발 전위를 측정하였다.

그 결과를 요약하면 다음과 같다.

1. 대조군의 흰쥐 측뇌실 평균 횡직경은 0.85±0.06 mm, 평균 두개강 내압은 5.24±0.28 mmHg였다. 이들의 압력-부피 계수는 0.0640±0.0023였다. 수두증이 심할수록 정비례하여 두개강 내압이 높아지고 압력-부피 계수는 측뇌실 횡직경에 반비례 하였다.

2. 체성 감각 유발 전위는 초기에 음양의 복합파 (early latency negative-positive complex wave)를 보인 후 후기의 큰 음파(late latency large negative wave)가 뒤따라 보이는 현상을 보였다. 대조군에서 첫 음파의 시작은 9.9 msec, 첫 음파의 절정잠복기는 15

.3 msec, 양파의 절정 잠복기는 31.2 msec였다. N1과 P1의 평균 진폭(N1-P1 amplitude)은 15.4 μV였다. 수두증이 진행됨에 따라 첫 음파와 양파의 절정 잠복기가 늦어져 신호 전달이 늦어지는 것을 확인하였다. 또한 수두증이 진행됨에 따라 첫 음파의 분리 현상이 생

기고 수두증이 더욱 진행되면 분리 현상이 줄어드는 것을 관찰하였다. N1-P1 amplitude는 고도의 수두증이 있을 경우에만 둔화되었다.

3. 압력-부피 계수가 감소할수록 체성 감각 유발 전위에서의 첫 음파 및 양파의 잠복기는 증가하였다. 이들의 상관 관계는 N1 = 28.340876 + (-179.421 X PVI)(r=-0.451, p=0.001), P1 = 61.065 + (-440.227 X PVI) (r=-0.557, p=0.001)로 수치화할 수 있었다. 그러나 압력-부피 계수와 N1-P1 amplitude와의 관계는 분명치 않았다.

4. 수두증 치료군에서 70%의 실험 동물은 측뇌실 횡직경, 두개강 내압, 압력-부피 계수 뿐아니라 체성 감각 유발 전위에서의 파형의 특성은 거의 대조군과 큰 차이없이 회복되었으나 30%의 실험 동물에서는 대조군과 경도 수두증군의 중간에 해당하는 특성들을 나타

내었다.

이상의 결과로 보아 새로운 전극을 이용한 체성 감각 유발 전위 검사는 수두증환자의 진단, 질환의 진행, 치료 결과, 예후 판정에 유용한 방법이 될 수 있을 것으로 생각된다.

[영문]

In spite of the recent development of diagnostic technique, there has been difficulty in completely understanding of the intracranial condition in hydrocephalus. To assess brain turgor, several indexes have been used such as compliance, elastance, or pressure volume index (PVI), These indexes are simple and easy in understanding intracranial conditions. However, one is unable to use these values in clinical practice because they must be obtained via invasive techniques.

Electrophysiologic methods such as EEG, brain stern auditory evoked potential, somatosensory evoked potential (SSEP), visual evoked potential are also useful methods for estimating brain functions. However, results via electrophysiologic techniques are too variable to interpretate. SSEP has been known to be the most

useful electrophysiologic method for evaluating the degree of impairment in neuronal function in hydrocephalus. SSEP is sure to be good method in evaluating brain stem function, but it is not enough to check the fine changes of neuronal functions in periventricular lesions. A fine changes of neuronal functions in the cortex, internal capsule, and thalamus can be expressed with somatosensory evoked cortical field potential rather than gerenal SSEP.

To evaluate the neuronal functions of the cortex, internal capsule, and thalamus according to the severity of hydrocephalus, author measured somatosensory evoked cortical field potential in kaolin-induced hydrocephalic rats. To confirm the usefulness of SSEP, we simultaneously measured the intracranial pressure-volume

index (PVI). Hydrocephalus was induced with injection of 0.1 ml kaolin-suspended solution [Nacalai tesgue: Tokyo, Japan](2gm in 10m1 normal saline) into the microsurgically exposed cisterna magna in 60 Sprague-Dawley rats of both sexes weighing 230-to-300 gm. Author measured PVI and SSEP 1 week after injection of

kaolin-suspended solution. To evaluate the degree of induced hydrocephalus, author measured the transverse diameter of the lateral ventricle on the coronal slice of rat brain 0.40mm posterior to the bregma. The normal transverse diameter is defined as less than 1.0 mm, mild hydrocephalus 1.0 to 2.0 mm, and severe hydrocephalus more than 2.0 mm.

The results of this experiment were as follows.

1. As hydrocephalus progressed, intracranial pressure was proportionally increased and PVI was proportionally decreased.

2. The typical wave form of SSEP in control rats showed a negative-positive complex wave at early latency and followed by a large negative wave. In SSEP of normal rats, NO is 9.9 msec, N1 15.3 msec, P1 31.2 msec and N1-P1 amplitude 15.4μV. As hydrocephalus progressed, the peak latency of N1 and P1 were delayed. In mild hydrocephalus, negative peak waves were split. N1-P1 amplitude was decreased in only severe hydrocephalus.

3. As PVI decreased, peak latency of N1 and P1 in SSEP were proportionally delayed. However, the relationship of PVI and N1-P1 amplitude was not clear.

4. After shunt operation in hydrocephalic rats, the characteristics of SSEP addition to ventricular sizes, intracranial pressure, and PVI were normalized.

In conclusion, somatosensory evoked potential examination may be useful for evaluating the degree of impairment in neuronal function in hydrocephalus.