신경계중환자실에 입원하는 환자는 뇌손상에 동반된 뇌압이 문제가 되는 경우가 많기 때문에, 뇌압상승에 의한 이차적 뇌손상을 막기 위한 것이 신경계중환자치료의 주 목표가 된다[1]. 따라서, 뇌압상승 환자를 적절하게 치료하기 위해서는 정확하게 뇌압을 측정하는 것이 무엇보다 중요하다. 정밀한 뇌압감시는 대부분 뇌실이나 뇌실질내로 탐색자(probe)을 삽입하여 압력을 측정하는 침습적 방법을 이용하기 때문에 모든 환자에서 사용하기에는 제한이 따른다. 비침습적인 뇌압측정 방법은 뇌압측정의 정확도는 다소 제한적이나, 측정방법이 안전하기 때문에 다양한 환자에서 반복적 측정이 가능하여 적용대상이 되는 환자가 다양하다. 비침습적으로 뇌압을 측정하는 대표적 방법으로는 경두개도플러를 이용한 진동지표(pulsatility index)의 변화[2], 두-깊이 경두개도플러(2-depth transcranial Doppler)[3] 및 안구초음파로 측정한 시각신경집지름(optic nerve sheath diameter)[4]이 있다. 이 중 선형탐색자(linear probe)를 이용하여 이차원초음파로 측정하는 시각신경집지름은 측정하기 쉽기 때문에, 중환자실 환자를 대상으로 많이 사용되고 있다[5]. 뇌압상승이 있다고 판단하게 되는 시각신경집지름의 결정점(cut-off point)은 연구에 따라 다양하지만, 일반적으로 5.0 mm를 초과하면 뇌압상승을 의심할 수 있다[3,4,6]. 하지만, 연구대상이 되는 환자의 인종과 연령이 다양하며, 안구의 크기분포는 인종에 따라 약간의 편차를 보이고[7], 안구의 횡축이 증가하면 시각신경집지름도 증가하기 때문에[8] 외국의 연구에서 얻어진 시각신경집지름 측정결과를 국내환자에게 적용할 수 있을지는 검증된 바가 없다. 한편 전산화단층촬영(CT)이나 자기공명영상촬영(MRI) 등 영상장비를 이용하여 시각신경집지름을 객관적으로 측정하려는 연구가 시도되어왔다[9-11]. 초음파에 비해 많은 환자를 대상으로 하여 객관적으로 측정할 수 있는 방법이기에, 시각신경집지름의 성별, 연령별 대표값을 구하고 비교하기에는 더 우월한 방법이 될 수 있다. 본 연구에서는 뇌압이 정상인 국내 환자에서 MRI로 측정한 시각신경집지름의 크기의 분포를 구하고, 연령과 성별에 따른 차이가 있는지 파악하고자 하였다.

총 301명 환자 중 남자는 171명(56.8%)이었고, 연령은 17세부터 93세까지 분포하였으며, 평균 59.7세(±17.8)였다. 뇌 촬영을 시행하게 된 원인질환은 뇌졸중(136명, 45.5%), 뇌전증(45명, 15.0%), 근신경장애(29명, 9.6%), 운동장애(28명, 9.3%), 및 기타(62명, 20.6%)로서 뇌졸중 환자가 대다수를 차지하였다. 모든 환자에서 종괴효과로 인한 뇌압상승이 의심되는 환자는 없었다.

환자에서 측정한 시각신경집지름은 4.37±0.52 mm였고, 남자에서는 4.42±0.49 mm, 여자에서는 4.32±0.54 mm로 남자에서 약간 더 큰 경향이 있었지만, 통계적으로 유의하지는 않았다(t-test, p=0.09). 나이와 시각신경집지름의 관련성을 확인하기 위한 이차원산포도(2D scatterplot)결과를 보면(Fig. 2), 연령이 증가하면서 시각신경집지름도 약간 증가하는 경향성은 보였으나, 유의한 선형관계는 확인되지 않았고, 10년 단위로 묶어 분석한 성별과 연령에 따라 구별하였을 때, 역시 각 세부 그룹별로 통계적인 차이는 확인되지 않았다(Fig. 3). (ANOVA test, p=0.41). 뇌자기공명영상 촬영을 시행하게 된 원인이 되는 진단명에 따라 분류하면, 뇌졸중 환자에서는 4.40±0.54 mm, 뇌전증 환자에서는 4.26±0.45 mm, 운동질환 환자에서는 4.34±0.50 mm, 근신경계 환자에서는 4.39±0.45 mm, 기타 질환에서는 4.40±0.48 mm로서, 각 질환에 따른 시각신경집지름의 차이는 없었다(ANOVA test, p=0.517).

본 연구에서는 국내 성인 환자를 대상으로 하여 뇌자기공명영상을 이용하여 시각신경집지름을 측정한 연구로, 시각신경집지름의 성인 평균치는 약 4.37 mm였고, 성별, 연령 및 진단명에 따라 큰 차이가 없음을 보였다.

시각신경집지름을 측정하는 것이 뇌압을 나타내는 간접적인 지표가 되며, 임상 상황에서 뇌압상승환자를 감별하는 데에 유용하게 사용될 수 있다는 연구는 매우 많다(Table 1). 지난 1996년 첫 논문이 발표된 이후 대부분의 연구에서는 시각신경집의 지름을 측정하는 방법으로 초음파를 이용하였다. 초음파는 비침습적이므로, 뇌압의 변동에 따라 시각신경집지름을 반복적으로 측정해 볼 수 있는 장점이 있지만, 시각신경집의 정확한 종단면을 얻어야 하므로, 검사자의 숙련도에 따라 측정치가 달라질 수 있는 단점이 있다. 따라서, 더욱 객관적인 방법으로 전산화단층촬영이나 자기공명영상을 이용하여 시각신경집지름을 측정하려는 시도가 되어왔다[9-11,14-20]. 전산화단층촬영과 자기공명영상 촬영결과는 서로 차이가 거의 없고[14], 자기공명영상 촬영으로 측정한 시각신경집지름도 초음파로 측정한 수치와 잘 비례하나, 같은 환자에서도 자기공명영상으로 측정하면 초음파로 측정한 것보다 평균 0.25 mm 더 크게 측정된다[20]. 이처럼 자기공명영상이 정확하지만, 두께가 4-5 mm에 불과한 시각신경집지름을 정확하게 측정하기 위해서는 절편두께(slice thickness)가 작은 특수 영상이 필요하며, 5 mm 내외의 절편두께를 갖는 일반 자기공명영상으로는 정확한 측정이 어렵다. 일반 자기공명영상중 절편두께가 가장 작은 것은 자기공명혈관촬영의 근원영상이며, 대개 0.6-1 mm 미만의 단면간격을 가진다. 짧은 TR로 인해 기본적으로 T1 강조영상의 특징을 가지므로 영상의 대비나 해상도가 저하되는 단점은 있지만, 절편두께가 얇기 때문에 시각신경집을 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다[21]. 본 연구진은 자기공명혈관영상의 근원영상으로도 해부학적 구조물의 대비가 충분하여, 시각신경집지름을 측정하는 방법으로 선택하였다.

우리 연구결과에서는 시각신경집지름은 연령, 성별에 따라 차이를 보이지 않았는데, 이는 기존에 알려진 결과와 잘 일치한다[8,22]. 발표된 연구결과를 보면, 시각신경집지름은 연령과 같은 인구학적 정보보다는 안구의 크기, 특히 횡축장(transverse diameter)과 비례하는 것으로 알려져 있다[8]. 안구의 성장은 주로 13세까지 완료되므로 성인에서 연령에 따른 안구의 크기는 거의 변하지 않는다[23]. 따라서, 연령에 따른 시각신경집지름의 크기는 변화할 가능성이 없으며, 본 연구자들의 결과에서도 이를 입증하는 결과를 보였다. 일부 연구에서는 남자에서 시각신경집지름이 더 크다고 보고하기도 하는데[24], 우리 연구에서도 남자에서 약간 큰 경향성을 보였으나 유의하지는 않았다.

기존의 연구에서 초음파로 측정한 시각신경집지름이 5.0 mm를 초과하면, 뇌압상승을 시사하는 경우가 많지만 절대적인 수치는 아니다. 정상인을 대상으로 연구에서 시각신경집지름의 평균치는 3.4-5.5 mm로 보고되지만, 정상인에서도 6.3 mm까지 측정되며, 뇌압상승이 있는 환자들에서도 가장 작게 측정되는 시각신경집지름은 4.5 mm로서, 범위가 중복된다(Fig. 4). 따라서, 절대적인 수치도 중요하지만, 임상상황에 따라 변동되는 것이 더 의미 있을 수 있다. 본 연구대상 환자들도 뇌압이 정상일 것으로 추정되었으나, 일부 환자들에서는 시각신경집지름의 크기가 5.0 mm 이상으로 측정되었는데, 이는 정상인에서도 가능한 수치이며, 자기공명영상이 초음파에 비해 더 큰 수치가 측정되는 점을 고려하면, 기존의 결과에서 크게 벗어나는 수치는 아니라고 판단된다.

본 연구가 가지는 제한점으로 연구를 해석하는 데에 유의하여야 할 사항은 다음과 같다. 첫째, 정상인을 대상으로 시행한 연구가 아니라, 입원한 환자를 대상으로 시행한 연구이므로, 정상인의 시각신경집지름을 대표하는 값이 아닐 수도 있다. 하지만, 일반적으로 시각신경집지름은 뇌압 이외에는 직접적으로 관련되는 인자가 없고, 본 연구 대상이 된 환자들은 모두 뇌자기공명영상 촬영을 통해 종괴효과를 갖는 뇌병변이 배제되었기 때문에, 아마도 정상인과 비교하여도 큰 차이가 없을 것으로 판단된다. 둘째, 본 연구는 다기관 연구가 아닌 단일기관에서 시행한 연구이므로, 국내의 인구분포를 대표하지 못하며, 입원환자의 질환분포가 각 병원마다 다를 가능성이 있다. 하지만, 입원 기준이 되는 진단명이나 성별, 연령에 따라 시각신경집지름의 크기가 차이가 없기 때문에, 입원환자의 특성이 다른 병원에서도 시각신경집지름의 수치는 큰 변화가 없을 것으로 기대한다. 셋째, 시각신경집지름을 측정하는 방법으로 T1 강조영상을 기본으로 한 자기공명혈관촬영의 원천영상을 사용하였다. 자기공명영상촬영을 이용하여 시각신경집지름을 측정한 연구는 대부분 해상도를 높이기 위해 특수한 영상기법을 사용하였기 때문에, 다수의 피험자를 대상으로 하여 평균 값은 얻는 목적으로 사용하기에는 제한이 있다. 넷째, 시각신경집지름의 측정은 한 명의 연구자에 의해서 시행되었기 때문에 측정의 오류 가능성이 있다. 하지만, 시각신경집지름을 측정할 때에는 환자의 진단명과 병록번호가 삭제된 영상을 바탕으로 계산하였고, 한번 측정이 아닌, 좌우 시각신경집지름을 각각 측정하여 평균값을 구하였기 때문에, 측정의 오류와 편향성의 가능성은 매우 희박하다.

결론적으로, 뇌 자기공명영상 촬영을 기준으로 측정한 국내 환자들의 시각신경집지름의 크기는 평균 4.37 mm이며, 이 수치는 성별, 연령과 질환에 따라 변화하지 않는다. 실제, 뇌압이 상승된 환자들에서 영상으로 촬영한 시각신경집지름의 크기가 뇌압상승과 잘 비례하는지에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다.