뇌사 - 진단

뇌사 진단을 확인하는 기기적 방법

뇌사의 임상적 진단 기준에는 많은 문제점이 있습니다. 종종 그 해석만으로는 뇌사를 100% 정확하게 진단하기에 충분하지 않습니다. 이와 관련하여, 이미 초기 설명에서 뇌파(EEG)를 이용한 뇌의 생체전기적 활동의 정지를 통해 뇌사를 확진했습니다. "뇌사" 진단을 확진할 수 있는 다양한 방법들이 전 세계적으로 인정받고 있습니다. 대부분의 연구자와 임상의는 이러한 방법들의 필요성을 인식하고 있습니다. 유일한 이의는 임상 검사 데이터를 고려하지 않고 준임상 연구 결과에만 근거하여 "뇌사"를 진단하는 것입니다. 대부분의 국가에서 이러한 방법들은 임상적 진단이 어렵고, 뇌사의 임상적 소견이 있는 환자의 관찰 시간을 줄여야 할 때 사용됩니다.

뇌사 확인에 사용되는 방법은 특정 요건을 충족해야 한다는 것은 자명합니다. 환자 침대에서 직접 시행되어야 하고, 시간이 많이 걸리지 않아야 하며, 환자와 기증 장기 수혜자, 그리고 시술하는 의료진 모두에게 안전해야 합니다. 또한, 민감하고 구체적이며 외부 요인으로부터 최대한 보호되어야 합니다. 제안된 뇌사 진단 도구는 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

• 신경 세포의 생물학적 활동 중단을 확인하는 직접적인 방법: EEG, 다중 모드 유발 전위 연구.
• 두개내 혈류와 뇌척수액 맥동의 중단을 확인하는 데 사용되는 간접적인 방법에는 다음이 있습니다: 뇌 전두동맥조영술, 경두개 도플러 조영술, 에코, ^99m Tc로 표지된 과테크네슘 나트륨을 이용한 뇌 신티그래피, 감산 정맥 혈관조영술, 자기공명 혈관조영술(MR 혈관조영술), 나선형 CT.
• 뇌사 상태에서 대사 장애를 감지할 수 있는 간접적인 방법으로는 경정맥 구부(bulb)의 산소 분압 측정, 적외선 뇌산소측정법 등이 있습니다. 신체 여러 부위의 온도가 기저 장기와 조직의 대사 수준을 반영하기 때문에 원격체온측정법 또한 이러한 간접적인 방법에 기인할 수 있습니다. PET, 확산 및 관류 강조 MRI 프로그램과 같은 현대적인 뇌 에너지 대사 수준을 측정하는 방법도 소개됩니다.

뇌파 검사

뇌파(EEG)는 "뇌사" 진단을 확진하는 데 사용된 최초의 방법이었습니다. 뇌의 생체전기적 침묵 현상은 뇌의 모든 뉴런이 사망했음을 나타내는 신호로 명확하게 평가되었습니다. 이 방법의 민감도와 특이도를 확인하기 위해 많은 연구가 수행되었습니다. 1990년에 실시된 종합 분석 결과, 민감도와 특이도는 모두 85% 이내였습니다. 이처럼 상대적으로 낮은 수치는 EEG의 낮은 잡음 면역성 때문이며, 특히 환자가 측정 장비의 전선에 얽혀 있는 중환자실 환경에서 이러한 현상이 두드러집니다. EEG의 특이도는 중독이나 저체온증에 반응하여 뇌의 생체전기적 활동이 억제되는 현상을 줄여줍니다. 그럼에도 불구하고 EEG는 여전히 주요 확진 검사 중 하나로 남아 있으며, 많은 국가에서 널리 사용되고 있습니다. 뇌의 생체전기 활동을 기록하는 다양한 방법이 제시됨에 따라, 미국뇌파학회(American Electroencephalographic Society) 연구진은 뇌의 생체전기적 무반응을 확인하는 데 필요한 뇌파(EEG) 기록에 대한 최소 기술 기준을 포함하는 권고안을 개발했습니다. 이러한 매개변수는 많은 국가에서 법으로 규정되어 있으며, 다음과 같은 공식을 포함합니다.

• 뇌의 전기적 활동이 없다는 것은 뇌사 상태에서의 EEG 연구에 대한 국제 지침에 따라 확립되었습니다.
• 뇌의 전기적 침묵은 두피 전극 사이의 거리가 최소 10cm이고 저항이 최대 10kΩ(최소 100Ω)인 두피 전극을 사용하여 기록할 때, 피크 간 활동 진폭이 2μV를 초과하지 않는 EEG 기록으로 간주됩니다. "10-20" 체계에 따라 최소 8개의 바늘 전극과 두 개의 귀 전극을 사용합니다.
• 정류의 무결성과 의도적 또는 비의도적 전극 아티팩트가 없는지 확인하는 것이 필요합니다.
• 기록은 최소 0.3초의 시간 상수와 2 μV/mm 이하의 감도(주파수 통과 대역의 상한은 30Hz 이상)로 뇌파 기록기 채널에서 수행됩니다. 최소 8채널의 장치를 사용합니다. EEG는 양극성 및 단극성 유도를 사용하여 기록합니다. 이러한 조건에서 대뇌 피질의 전기적 무반응은 최소 30분 동안 연속 기록 동안 유지되어야 합니다.
• 뇌의 전기적 침묵에 의심이 드는 경우, 반복적인 EEG 기록과 빛, 큰 소리, 통증에 대한 EEG 반응성 평가가 필요합니다. 빛 섬광, 소리 자극, 통증 자극의 총 자극 시간은 10분 이상이어야 합니다. 1~30Hz의 주파수로 제공되는 섬광 발생원은 눈에서 20cm 떨어진 곳에 위치해야 합니다. 소리 자극(클릭)의 강도는 100dB입니다. 스피커는 환자의 귀 근처에 위치합니다. 최대 강도의 자극은 표준 광자극기 및 음향 자극기를 통해 생성됩니다. 통증 자극에는 바늘로 피부를 강하게 찌릅니다.
• 전화로 기록한 EEG는 뇌의 전기적 침묵을 확인하는 데 사용할 수 없습니다.

따라서 EEG의 광범위한 사용은 기록 장치 자체와 해당 기술에 능숙한 전문가의 폭넓은 가용성 덕분에 가능합니다. EEG는 비교적 표준화되어 있다는 점도 유의해야 합니다. 그러나 약물 중독에 대한 낮은 민감도와 낮은 잡음 내성과 같은 단점으로 인해 더욱 편리하고 민감한 기술의 사용이 증가하고 있습니다.

다중 모드 유발 전위 연구

음향 뇌간 유발 전위를 기록하는 동안 곡선의 다양한 구성 요소는 청각 경로의 해당 부분에서 생성됩니다.파형 I은 청각 분석기의 주변부에서 생성되고, 파형 II는 VIII 뇌신경의 근위부, 내이도에서 지주막하강으로 n.acusticus가 전이되는 영역에서 생성됩니다.파형 III-V는 청각 경로의 뇌간 및 피질 부분에서 생성됩니다. 수많은 연구 결과에 따르면 뇌사를 확진하기 위해서는 파형 III에서 V까지의 소실을 의무적으로 기록해야 합니다. 여러 저자에 따르면, 뇌사 기준을 충족하는 환자의 26-50%는 초기 기록 과정에서 구성 요소 I-II가 나타나지 않습니다. 그러나 나머지 환자의 경우, 수 시간 동안 두개내 혈류가 중단되었음에도 불구하고 이러한 구성 요소가 감지됩니다. 이 현상에 대한 여러 가지 설명이 제시되었는데, 그중 가장 설득력 있는 것은 다음과 같은 가정입니다. 미로 내부의 압력이 두개내압보다 다소 낮기 때문에 뇌사 발생 후 미로 동맥 분지에 잔류 관류가 보존됩니다. 이는 달팽이관에서 나오는 정맥 유출이 주변 뼈 구조에 의해 두개내압 상승으로부터 보호된다는 사실로도 확인됩니다. 따라서 뇌사를 진단하려면 곡선의 III-V파가 없는 것을 기록해야 합니다. 동시에, 특히 환자가 두개뇌 손상을 입은 경우, 청각 분석기 주변부의 무결성을 입증하는 증거로 I파 또는 1파를 기록해야 합니다.

SSEP를 기록하면 뇌간과 대뇌 반구의 기능 상태를 평가할 수 있습니다. 현재 SSEP는 정중신경 자극에 대한 반응으로 기록됩니다. 유발 반응은 상행 구심성 운동의 모든 영역에서 기록할 수 있습니다. 뇌사의 경우, 곡선의 피질 구성 요소는 기록되지 않지만, C _II 척추의 극돌기에서 기록된 N13a 및 P13/14 파는 대부분의 경우 관찰됩니다. 병변이 아래쪽으로 확장되는 경우, 마지막으로 기록되는 파는 C _VII 척추의 N13a입니다. 대뇌 반구 또는 뇌간의 광범위한 기계적 양측 손상은 SSEP 기록 결과를 모호하게 해석할 수 있습니다. 이 경우, 피질 반응 소실 양상은 뇌사의 경우와 동일합니다. 비위관 전극을 사용하여 기록된 N18 파를 분리한 일본 저자들의 연구는 매우 흥미롭습니다. 그들의 데이터에 따르면, SSEP의 이 성분이 사라지는 것은 연수의 죽음을 시사합니다. 향후 적절한 대규모 전향적 연구를 수행한 후, 이 특정 SSEP 측정법이 무호흡 산소화 검사를 대체할 수 있을 것입니다.

시각 경로는 뇌간을 통과하지 않으므로 VEP는 대뇌반구의 병리만을 반영합니다. 뇌사 시 VEP는 초기 음성 성분인 N50이 보존될 가능성이 있는 피질 반응의 부재를 나타내며, 이는 보존된 망막전위도에 해당합니다. 따라서 VEP 방법은 독립적인 진단적 가치가 없으며, 적용 범위 측면에서는 기존 뇌파(EEG)와 거의 동일하지만, 유일한 차이점은 더 많은 노동력이 필요하고 해석이 어렵다는 것입니다.

따라서 각 유형의 유발전위는 뇌사 진단에 있어 각기 다른 정보 내용을 갖습니다. 가장 민감하고 구체적인 방법은 음향 뇌간 유발전위입니다. 그 다음으로는 SSEP(Surface Sequence Epilectronic Evoked Potential)이며, VEP(Vertical Evoked Potential)로 평가가 마무리됩니다. 많은 연구자들이 음향 뇌간 유발전위, 체성 감각 유발전위, 그리고 VEP로 구성된 복합적인 분석법을 사용하여 정보 내용을 개선할 것을 제안하며, 이 복합적인 분석법을 "다중 유발전위"라고 부릅니다. 현재까지 다중 유발전위의 정보 내용을 결정하기 위한 대규모 다기관 연구가 수행된 적은 없지만, 이러한 연구들은 여러 유럽 국가의 법률에 확증 검사로 포함되어 있습니다.

또한, 전기 자극을 이용한 눈깜박임 반사 상태를 연구하여 뇌사를 확인하려는 시도도 주목할 만합니다. 눈깜박임 반사는 전통적으로 뇌간 손상의 수준과 깊이를 진단하는 데 사용되는 각막 반사와 동일합니다. 눈깜박임 반사의 호는 제4뇌실 바닥을 통해 닫히므로, 뇌간의 신경 세포가 죽으면 눈깜박임 반사도 다른 뇌간 반사와 함께 사라집니다. 눈깜박임 반사를 얻기 위해 전기적 자극을 공급하는 장치가 다중모드 유발 전위 측정 장치의 표준 구성에 포함되어 있기 때문에, 눈깜박임 반사의 단독 측정은 널리 사용되지 않았습니다.

또한, 전기적 전정 자극법이 특히 주목을 받고 있습니다. 이 방법은 유양돌기 부위를 1~3mA의 직류 전류로 최대 30초 동안 양측으로 자극하는 방식입니다. 직류 전류는 전정 분석기의 말초 부위를 자극하여 칼로릭 검사와 유사한 기전을 가진 안진을 유발합니다. 따라서 전기적 전정 자극법은 외이도 손상에 대한 칼로릭 검사의 대안이 될 수 있습니다.

뇌사 진단을 위한 간접적인 방법

뇌사 사망의 주요 단계는 뇌혈류의 중단입니다. 따라서 30분 이상 혈류가 없음을 확인하는 기기 연구 데이터는 뇌사를 절대적으로 정확하게 나타낼 수 있습니다.

두개내 혈류 중단을 확인하기 위해 제안된 최초의 방법 중 하나는 뇌혈관조영술이었습니다. 권고안에 따르면, 조영제는 검사 대상 혈관에 이중 압력으로 주입해야 합니다. 혈액 순환 중단의 징후는 두개강 내로 조영제가 유입되지 않는 것, 즉 "정지 현상"입니다. 이 현상은 총경동맥 분기부 위의 내경동맥에서 관찰되며, 드물게는 측두골 피라미드 입구나 사이펀 영역, 그리고 척추동맥의 V2 또는 V3 부분에서 관찰됩니다 _. 이 _현상 은 뇌에 영양을 공급하는 네 개의 혈관, 즉 내경동맥과 척추동맥 모두에서 관찰되어야 합니다. 현재까지 뇌혈관조영술의 민감도와 특이도를 정확하게 측정할 수 있는 특수 다기관 표준화 연구는 수행되지 않았습니다. 그럼에도 불구하고, 뇌혈관조영술은 대부분의 임상 권고안에서 확진 검사 중 하나로 포함되며, 주로 장기 관찰 기간의 대안으로 사용됩니다. 우리의 의견으로는, "계획된" 환자에게도 무관하지 않은 공격적이고 피비린내 나는 뇌전립선조영술 방법은 혼수상태 III에 있는 중증 환자에게는 다음과 같은 이유로 받아들일 수 없습니다.

• 그렇게 심각한 증상을 보이는 환자에게 뇌혈관조영술을 시행하기 위해 신경방사선과 의사의 동의를 얻는 것은 어렵습니다.
• 중환자를 혈관조영술실로 옮기는 과정은 매우 복잡합니다. 최소 3명의 직원이 필요합니다. 인공호흡을 수동으로 지원하는 소생술사, 약물로 정맥을 조절하는 구급대원, 그리고 환자 침대를 옮기는 간병인입니다.
• 가장 중요한 순간 중 하나는 환자를 혈관조영술 테이블로 옮기는 것입니다. 우리가 직접 관찰한 결과 9건 중 3건에서 심장마비가 발생하여 제세동이 필요했습니다.
• 환자뿐만 아니라 인공호흡을 수동으로 계속 실시해야 하는 인공호흡 담당자도 방사선 위험에 노출됩니다.
• 3~4등급 뇌혼수상태 환자의 경우 심각한 뇌부종-압전으로 인해 과도하게 높은 압력으로 대조제를 투여해야 할 필요성이 커져 경련성이 증가하고, 그 결과 소위 거짓 경동맥 유사폐쇄가 발생할 수 있습니다.
• 초음파, 원격열화상, 뇌파 검사와 비교했을 때 뇌전색조영술의 중요한 단점은 혈관내과 전문의가 몇 초 안에 두개골 내 혈액 순환에 대한 정보를 얻는 일회성 검사라는 점입니다. 동시에, 죽어가는 환자의 뇌 혈류가 얼마나 다양하고 변동성이 큰지도 알 수 있습니다. 따라서 조영제의 통과 또는 차단에 대한 단기적인 판단이 아닌 초음파 모니터링이 뇌사 진단에 가장 유용한 방법입니다.
• 뇌혈관조영술의 경제적 비용은 상당히 높습니다.
• 죽어가는 환자에게 공격적인 뇌전산화단층촬영술을 실시하는 것은 치유의 기본 원칙인 "Noli nocerе!"에 위배됩니다.
• 천공술을 받은 환자에서 거짓 음성 결과가 나온 사례가 보고되었습니다.

따라서 뇌 혈관조영술은 정확도가 높음에도 불구하고 뇌사를 확인하는 이상적인 방법으로 간주될 수 없습니다.

방사성핵종 진단 방법, 특히 ^99m Tc를 이용한 신티그래피나 동일 동위원소를 이용한 단일 광자 방출 CT는 많은 국가에서 "뇌사" 진단을 확진하는 검사로 사용됩니다. 동위원소가 혈류를 따라 두개강으로 유입되지 않는 "빈 두개골" 현상은 뇌 범혈관조영술에서 관찰되는 "정지 현상"과 거의 완벽하게 연관됩니다. 이와 별도로, 뇌사의 중요한 증상인 "뜨거운 코" 징후에 주목할 필요가 있습니다 . 이는 내경동맥계에서 두개골 안면부로 혈액이 배출되어 발생하는 증상입니다. 뇌사의 특징적인 징후인 이 징후는 1970년에 처음 보고되었으며, 이후 수많은 보고를 통해 반복적으로 확인되었습니다. 신티그래피에는 일반적으로 이동식 감마 카메라가 사용되어 환자의 침상에서 이 검사를 수행할 수 있습니다.

따라서 ^99m Tc 신티그래피와 그 변형들은 매우 정확하고, 빠르게 시행 가능하며, 비교적 안전한 신속 진단 방법입니다. 그러나 한 가지 중요한 단점이 있습니다. 바로 천막상부 병변만 있는 경우 매우 중요한 척추기저동맥계의 혈류를 실제로 평가할 수 없다는 것입니다. 유럽과 미국에서는 신티그래피가 뇌혈관조영술 및 TCDG와 같은 두개내 혈류 중단을 확인하는 방법과 함께 임상 권고에 포함되어 있습니다(11장 "초음파 도플러 촬영 및 이중 스캔" 참조).

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