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뇌파는 뇌의 기능과 활동 수준을 나타내는 객관적 지표이다. 간질, 뇌혈관 장애, 뇌기능장애, 두통, 뇌의 외상, 정신질환, 수면장애, 수술(심전도 사용을 안 하는) 중 환자의 마취 정도 확인 등의 임상을 목적으로 사용하기 때문에 뇌파검사는 아주 중요하다. 그리고 뇌파에 반영되는 뇌의 전기적 활동은 주로 신경세포에 의해 결정되고, 그 외에 교세포, 혈뇌장벽에 의해 결정되기도 한다.
본 글에서는 뇌파 유도법과 QEEQ에 대해서 설명을 하고 마지막으로 뇌 활성화 측정법을 제시하면서 글을 마무리하겠다.
목차
- 뇌파 유도법
- QEEG(정량화 뇌파)
- 뇌 활성화 측정법
뇌파 유도법
1. 단극유도방식(Monopolar derivation, referntial derivation)
1) 단극유도방식에서 G1이 활성전극이고 기준전극인 G2가 비활성 전극이다.
2) 두피상 전극을 G1으로 하고 일반적으로 귓불의 기준전극을 G2로 하여 기준전극과 측정전극의 전위차를 측정한다.
3) 무관전극을 귀나 비근 같은 전위변동이 적은 장소에 놓고, 기록전극을 조사하고 싶은 두피에 놓는다.
4) 국소적인 전기활동을 측정하는데 유리하다.
5) 주파수와 진폭을 주로 관찰하고 좌우 동기성을 관찰한다.
6) 뇌파가 대표적인 단극유도법이다.
단극유도방식의 종류
1) 동측 귓불 단극유도법: 일반적인 검사에 이용
2) 반대 측 귓불 단극유도법, 한쪽 귓불 단극유도법: 측두부의 자세한 관찰이 필요시
3) 양쪽귓불 단락단극유도법: 심전도 혼입을 방지할 목적
2. 쌍극유도방식(Bipolar derivation)
1) 기준 전극을 사용하지 않으며 두 개의 활성전극을 차동증폭기의 G1과 G2에 입력하여 두 위치의 전위차를 도출한다.
2) 이상뇌파를 측정하는 경우, 혹은 두 위치 간 전위 편차를 줄이기 위한 훈련 등에 사용된다.
3) 뇌는 좌, 우가 대칭이므로 대칭위치에 전극을 놓으면 전위차는 작게 나타나게 된다. (좌, 우 차가 크면 장애를 의심)
4) 위상역전(phase reversal)을 주로 관찰한다.
5) 주파수와 진폭, 위상의 상태를 관찰한다.
6) 전극 간 거리, 전극의 크기에 따라 진폭은 비례한다.
쌍극유도방식 종류
1) 연결쌍극유도: 이상파초점의 확인에 적합함으로 가장 많이 사용되고 있는 방법
2) 삼각유도: 위상역전으로 초점을 확인하는 연결쌍극유도의 응용법
3) 에어드법(Aird) : 일종의 좌우교대형 장거리 독립 쌍극유도법
QEEG(정량화 뇌파)
정의
1) 기록된 뇌전도를 디지털화 진행시키는 수학적 계산
2) 19 채널 이상을 측정해야 정량화 뇌파로 평가할 수 있다.
3) 진단과 지표 가이드에 도움을 주는 그래프와 그림에서 구성할 수 있는 동등한 디지털의 등가물속에서 뇌 파 기록을 변화하는 컴퓨터화된 진행 결과이다.
4) 실시간으로 뇌 기능 평가가 가능하고 시간해상도가 뛰어나 의료분야뿐만 아니라 많은 곳에서 사용하고 있다.
목적
1) 특정한 상태나 정신적, 신체적 건강관계를 진단할 수는 없지만, 특정 진단이나 환자가 보고하는 증상을 검증
응용
배경뇌파
1) 어떤 외부자극도 주어지지 않는 상태에서 대뇌피질 신경세포의 자발적인 전기활동
2) 안정 시 대뇌피질의 각 부위에 배경 뇌파가 정상적인 리듬 형태로 출현하는지 진단
뉴로피드백(Neurofeedback)
1) 바이오피드백(Biofeedback)의 일종
2) 실시간으로 자신의 뇌파 상태를 확인하고, 자율적으로 조절하여 보다 나은 뇌파의 패턴이 되도록 반복 훈련하는 치료법
ERP(Event-Related Potential)
1) 일정 자극에 반응하는 뇌의 전기적 활동을 시간대 별로 기록한 것
2) 시간 해상도 우수 • 감각기관이상 판단에 활용
3) 주의, 인지, 기억탐색과 같은 정보처리 과정 반영
4) 치매, 정신분열증과 같은 임상에 활용
뇌 활성화 측정법
1. PET (Positron Emission Tomography, 양전자 단층촬영) : 양전자 방출을 이용하는 핵 의학 검사 방법 중 하나로 양전자를 방출하는 방사성 동위원 소를 결합한 의약품을 체내에 주입한 후 양전자 방출 단층 촬영기를 이용하여 이를 추적하여 체내 분포를 영상화하여 알아보는 방법이다.
1) 피검자의 인적 사항, 병력 기록, 금식 유무 등을 확인한다.
2) 피검자의 혈당을 측정한다.
3) 방사성 의약품(F-18 FDG)을 정맥주사로 맞는다.
4) 1시간 동안 편안한 자세로 앉아 있거나 누워 있는다. (종양세포에 방사성 의약품(F-18 FDG)이 충분히 섭취되기 위해)
5) 물 500ml 이상을 1시간 동안 가능한 한 충분히 섭취한다. 단, 지속적인 금식이 필요한 경우 정맥주사로 수액 공급을 권고한다. (검사에 사용된 약물이 신속히 배출되기 위해)
6) 주사 후 1시간이 경과하면 양전자 단층촬영(PET)을 시행한다. 소요시간은 검사 종류에 따라 20~40분 정도 걸린다. (필요한 경우 국소 부위를 추가 촬영하기도 한다.)
2. SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography, 단일광자 단층촬영) :평면 영상에 더해 단층 영상을 얻음으로써 병소를 정확히 평가할 수 있는 방법이다. SPECT는 PET와 방사능 추적자를 이용하여 뇌를 촬영한다는 점에서 매우 유사하다. 다른 점이 있다면, SPECT는 감마 선을 직접 방출하는 방사성 동위원소를 사용한다는 것이다. 목적에 따라 해당하는 방사성 의약품을 환자에게 투여한 후, 감마카메라를 인체 주위로 회전시키며 여러 방향의 2차원 투사상(projection)을 얻고, 사이노그램 형태로 변환한 후 이에 영상 재구성 기법을 적용하면 CT와 마찬가지로 체내 단층영상(tomogram)을 얻을 수 있다.
3. MEG (Magnetoencephalography, 뇌자도): 신경세포의 전기적 신호변화에 의한 자기장의 변화를 측정하는 것으로서 뇌파로 포착하는 것과 다소 다른 신경세포 집단의 활성화를 잡아낼 수 있지만 뇌파와 유사한 장단점을 가진다. 뉴런이 활성화하면 약한 자기장이 발생한다는 사실을 이용하여 두 개 표면에 많은 전 극을 부착하여 뇌 활동을 측정하는 방법. 자극에 반응하여 발생하는 최대 자기장 활동의 근원을 추적할 수 있다.
4. FMRI (fMRI(functional MRI, 기능적 자기 공명 영상): fMRI는 EEG와 같이 뉴런의 전기신호를 직접 측정하는 것이 아니라 뉴런이 활성화되면 더 많은 에너지가 필요하므로 혈류 산소 수준(Blood-oxygen-level Dependent)이 증가한다는 사실을 통해 뉴런이 활성화된 부위를 간접적으로 측정한다. 어떤 행동이나 생각을 했을 때 실시간으로 뇌의 어느 부위가 활성화되었는지를 관측할 수 있다.
5. NIRS (Near-infrared Spectroscopy, 근적외선 분광광도계): NIRS는 NIR선을 통해 혈액의 변화를 측정하고 적절히 처리해서 어떤 부위의 뇌가 활성화되어 있는지를 알 수 있게 되는 기술이다. NIRS도 CT와 마찬가지로 전자기파를 이용하고, fMRI와 마찬가지로 혈류량의 변화를 통해 뇌의 활동을 측정한다. X선을 사용하는 CT와는 다르게 파장의 길이가 800nm~2,500nm 사이인 NIR 선을 이용한다. 뇌의 특정 영역이 활성화되면, 그 부분에 많은 산소를 공급하기 위해 혈관이 확장되고, 많은 양의 산화헤모글로빈이 모이게 된다.
뇌파 유도법에서 가장 중요한 2개를 설명하고 종류도 설명을 했다. QEEG에 대해서 생소할 수 있지만 '실시간 뇌 기능 평가'라고 이해하면 편하다. 그리고 뇌 활성화 측정법 5가지 중에서 PET에 대해서 덧붙여서 설명을 하자면 FDG란 F-18 동위원소로 표지한 포도당인데, 이건 PET검사 시에 몸속에 주사하여 당대사를 통해 암을 검진하는 데 사용된다고 한다. 같이 알아두도록 하자.