핵의학 뇌영상(퇴행성 뇌질환 PET/CT영상을 중심으로)

퇴행성 뇌질환이란 어떤 원인에 의해 뇌의 특정 영역의 신경세포들의 기능이 서서히 저하되고 죽어가게 됨에 따라 기억력 저하나 운동 기능 저하 등 다양한 증상을 보이게 되는 질환을 말합니다. 대표적인 질환으로는 알츠하이머병, 파킨슨병, 루게릭병, 헌팅턴병 등이 있습니다. 이러한 퇴행성 뇌질환에서 각 질병의 환자 수는 일반적으로 전체 노인 인구의 숫자에 비례하는 경향을 보이기 때문에, 고령화 사회가 되면 자연히 환자 수는 증가하게 됩니다. 이러한 퇴행성 뇌질환들은 환자 본인뿐만 아니라 그 가족들에게도 매우 큰 경제적 정신적 부담을 주고 있는데, 안타깝게도 대부분의 경우 현재 효과적인 치료제가 존재하지 않고 있습니다. 증상 완화 목적을 위한 다양한 치료법들은 존재하지만, 근본적으로 병의 진행을 막거나 정상으로 되돌릴 방법이 없다는 것이 현재의 상황입니다.

 본 병원의 핵의학과에서는 퇴행성 뇌질환 증 알츠하이머병 진단에 이용되어지는 F-18 FDG 뇌 PET/CT, F-18 betaben PET/CT(베타아밀로이드 PET/CT), 그리고 파킨슨병의 진단에 이용되는 F-18 FP-CIT PET/CT 검사를 도입하여 진료에 도움들 드리고 있습니다. 각각의 검사에 대한 간단한 설명을 드리고자 합니다.

 F-18 FDG 뇌 PET/CT 검사는 포도당에 불소방사성동위원소(F-18)를 붙인 방사성표지자(radiotracer, fluorodeoxyglucose(FDG))를 이용합니다. 뇌는 포도당 대사와 뇌활동 그리고 뇌의 혈류가 서로 깊게 연관되어 있어서, 뇌의 포도당 대사를 관찰함으로써 대뇌 피질에서 뇌 활동이 떨어져 있는 부위와 그 분포를 평가합니다. 알츠하이머병의 경우 양측 측두엽과 두정엽(temporoparietal area)에 포도당 대사나 뇌혈류가 정상에 비해 떨어지는 것이 매우 특징적인 소견입니다. 정확한 PET의 판독을 위해 검사자의 뇌PET영상과 정상 뇌PET 영상을 정량적으로 비교하는 판독프로그램을 이용하고 있습니다(그림 1).

이 검사로 가성치매와 치매의 감별, 치매의 감별(알츠하이머병, 루이소체 치매, 전두측두엽치매 등), 알츠하이머병의 조기검출, 치매로의 진행예측, 치료효과 판정등에 이용되고 있습니다.

 알츠하이머병 환자에서는 베타아밀로이드 생성과 제거 사이의 불균형이 베타아밀로이드의 축적과 시냅스 기능이상, 신경세포의 소실 및 임상증상을 초래한다는 베타아밀로이드 가설이 잘 알려져 있고, 베타아밀로이드에 결합하여 PET으로 영상화 할 수 있는 많은 방사성의약품이 최근 개발되어, 간단한 영상촬영으로 뇌 어느 부위에 베타아밀로이드반의 분포를 확인할 수 있게 되었습니다.

베타아밀로이드 PET/CT는 알츠하이머병 진단에 크게 3가지 의미가 있습니다.

첫 번째, 알츠하이머병 치매 의심증상이 있는 환자에게 베타아밀로이드반 유무를 확인해 알츠하이머병 치매 여부를 확진할 수 있다는 것입니다.  

두 번째는 경도의 인지 장애가 있는 환자에게 향후 알츠하이머병 치매로 진행할 가능성을 예측할 수 있고, 세 번째는 연구 부분에서 알츠하이머병 치매의 근본적인 치료약 개발에 획기적인 진단 도구로도 사용될 수 있습니다. 영상 판독은 음성스캔(negative scan)과 양성스캔(positive scan)으로 나누며(그림 2), 음성스캔은 대뇌피질의 베타아밀로이드 반(plaque) 밀도가 없거나 희박하다는 것을 나타내고, 양성스캔은 밀도가 중등도 이상임을 보여줍니다. 음성스캔은 인지장애가 알츠하이머병에 기인할 가능성을 감소시킵니다. 또한 베타아밀로이드 PET검사를 통해 루이체치매 (Dementia with Lewy body)와 전측두엽치매(Frontotemporal dementia)를 알츠하이머병과 감별이 가능합니다.

파긴슨병은 중되 흑질에 존재하는 도파민 신경세포의 퇴행성 변화와 이에 따른 선조체의 도파민 신경말단부 소실에 의해 발생합니다.

살아있는 사랍에서 파긴슨병의 진단은 거의 전적으로 임상적 소견에 의존하여 왔고 이에 따른 조기 진단의 어려움, 진단의 오류, 질병 진행의 정도의 평가와 추적을 위한 객관적, 정량적 자표의 미흡함 등이 지적되어 왔습니다. 핵의학 장비인 PET 와 SPECT를 이용하여 살아있는 파긴슨병 환자에서 도파민 신경의 변성에 따라 일어나는 신경화확적 변화의 비침습적인 측정은 지난 1980년대부터 F-18 dopa PET을 이용하여 도파탈단산 효소 활성을 측정하면서 이루어 졌고,  현재에는 도파민운반체에 높은 친화도를 갖는 방사성의약품이 개발되어 이용되고 있습니다.

I-123 FP-CIT는 2000년부터 유럽에서, Tc-99m TRODAT는 2005년 대만에서, F-18 FP-CIT는 2008년 국내에서 파킨슨병 진단을 위한 임상검사로 사용되고 있습니다.

F-18 FP-CIT PET/CT 검사는 실제 환자에서 뇌속의 도파민운반체를 영상화하는 진단기술로써 파킨슨병이 있는지의여부를 조기진단하거나, 파킨슨병의 진행정도를 판단하고, 파킨슨병과 유사한 떨림증상(파킨슨증후군)을 보이는 본태성진전과 같은 운동장애와 파킨슨병과의 감별을 가능하게 하였습니다(그림. 3). 또한, 초기 파킨슨병환자에서도 뇌선조체의 도파민운반체가정상인의 50% 이하로감소되는 것을확인하였으므로 이러한PET 영상진단법을사용하면 증상이 미약하거나 비특이적인환자에게서도 파킨슨병여부를 초기에 정확하게 진단할 수 있습니다. 

뇌선조체에 있는 도파민운반체의 밀도가 파킨슨병의 진행정도와 비례하여 감소된다는 것도 확인하여, F-18 FP-CIT PET/CT 영상진단법을 이용한 파킨슨병의 진행상태 평가와 치료제에 의한 효과판정연구에도 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

핵의학과 / 허영준 과장