죽상경화성 혈관질환은 뇌경색을 일으키는 가장 흔한 원인이

며, 죽종성 혈전 자체에 의한 혈관 폐색, 근위부 혈관으로부터

떨어져나간 색전에 의한 폐색, 그리고 근위부 혈관의 협착 또

는 폐색에 따른 원위부 혈관의 혈류감소에 의한 혈류 장애가 그

기전이 된다. 혈역학적으로 협착이나 폐색이 시작되면 뇌관류

압 감소에 따른 생리적 보상으로 원위부 혈관은 확장되어 뇌혈

류량을 유지하려는 반응이 시작된다. 부하뇌관류 SPECT는 이

런 뇌혈관반응성을 측정하는 검사법으로(1-5), technetium

99m-ethyl cysteinate dimer(Tc-99m ECD)를 이용한 관류

SPECT는 뇌혈류 뿐만 아니라 뇌조직의 대사 정도를 반영한

다. Acetazolamide(ACZ), CO2 등의 뇌혈관 확장 물질을 이용

하면 뇌혈관반응성(cerebral vascular reserve: CVR)을 알 수

있는데(2, 4-6) ACZ는 정상인에서 뇌혈류를 증가시키지만,

병변 부위에서는 뇌혈류량의 증가 정도가 정상측에 비해 상대

적으로 적으며, 이때 보이는 관류 결손은 감소된 뇌막동맥의

CVR을 반영하는 것으로 알려져 있다. CVR은 내경동맥

(internal carotid artery, ICA) 협착 또는 폐색시의 내경동맥절

제술, 외경동맥-내경동맥 우회로술, 중재적 혈관성형술 등의

치료계획을 세우거나, 예후를 예측하는데 이용되는 것으로 알

려져 있다(1, 2, 7-9).

그러나 SPECT의 경우 시행에 앞서 핵종을 준비해야 하기

때문에, 급성기 환자의 경우 항상 시행할 수 있는 것은 아니며,

중환자를 핵의학 검사실로 이동시켜야 하는 어려움이 있다. CT

나 MR을 이용하여 관류영상을 얻은 후 SPECT를 대신하려는

연구가 있지만, 이론적으로 CT나 MR을 이용한 관류영상이

CVR을 평가하는 것은 아니다. 저자들은 급성기 뇌경색 환자에

게 일반적으로 이용되는 MRI 및 자기공명혈관 조영술

(magnetic resonance angiography, MRA) 그리고 경동맥 도

플러 초음파로 CVR을 예측하는데 도움이 되는 지를 알아보고

자 하였다.

─ 153 ─

대한영상의학회지 2005;52:153-160

MR 및 Doppler 초음파 검사를 통한 뇌혈관 예비능의 예측1

이 희 중·김 용 선

목적: 자기공명혈관조영술(MRA)로 진단된 중뇌동맥(MCA) 및 내경동맥(ICA)의 협착 혹은 폐

색 환자의 아세타졸라마이드(ACZ) 유발 Tc-99m ECD 뇌관류 SPECT를 이용한 뇌혈관 예비

능(CVR)을 예측하는데 확산강조영상에서의 급성기 뇌졸중의 형태와 경동맥 도플러 초음파 검

사가 도움이 되는지에 대하여 조사하였다.

대상과 방법: MRI 및 MRA, ACZ 유발 Tc-99m ECD 뇌관류 SPECT를 이용한 뇌혈관 예비능

검사, 그리고, 경동맥과 추골동맥 도플러 검사를 시행한 76명의 환자를 대상으로 후향적으로 조

사하였다. 대상군을 MRA에서 중뇌동맥 협착 또는 폐색, 내경동맥 협착 또는 폐색으로 분류한

후, MRI에서 관찰한 병변의 위상학적 형태와 초음파에서 측정한 협착정도 및 혈류량과 CVR

사이의 연관성을 알아 보았다.

결과: CVR은 전체 76예중 26예에서 유지되었다. MRA에서 협착으로 보인 경우, 확산강조영상

에서 영역형 이환의 경우에서 유의하게 CVR이 감소되었다(p<0.05, x2 test). 그러나 CVR이

유지된 경우에서 도플러 검사에서 측정한 반대편 건측의 ICA, 전방 순환 그리고 전체 뇌혈류

량이 증가되어 있었다(p<0.05, t-test). 통계학적 유의성을 가진 변수로 로지스틱 회귀분석을

통해 CVR 유지 예측에대한 정확도는 78%였다.

결론: ICA 및 MCA의 협착 및 폐색 환자에서 MRI와 SPECT 상관성 연구는 혈류역학과 위상

학적 형태를 이해하는데 도움이 되며, 도플러 초음파 검사로 측정한 혈류량은 CVR을 예측하는

데 유용한 것으로 생각된다.

1경북대학교 의과대학 진단방사선과학교실이 논문은 2004년 3월 4일 접수하여 2005년 2월 22일에 채택되었음.

대상과 방법

2000년 8월부터 2004년 2월까지 경북대학교병원에서 진단

된 급성 뇌경색 환자들 중 전방 순환영역(anterior circula-

tion)에 병발하고, MRI에서 급성 뇌경색이 확인된 환자들을 후

향적으로 조사하였다. MRA를 통해서 내경동맥 또는 중뇌동맥

에 협착 또는 폐색이 확인되고 경동맥 도플러 초음파검사와

ACZ 부하 Tc-99m ECD 뇌관류 SPECT를 시행한 환자를 대

상으로 하였다. 심인성 뇌경색의 위험 인자인 심방세동, 심장

판막질환, 급성심근경색, 또는 심부전 등을 가진 경우, 그리고

MCA와 ICA에 50% 이상의 협착이나 폐색이 동시에 있는 경

우(tandem lesion)를 제외한 76명을 대상으로 하였다.

이들 모두에서 나이, 성별 등의 인적 사항과 당뇨병, 고혈압,

고지혈증, 흡연력, 과거 뇌졸중의 병력 및 가족력 등 뇌졸중의

위험 인자들을 조사하였다.

MRI에 의한 병변은 Szabo 등(10)이 제안한 5가지의 뇌졸

중 형태를 기준으로 분류하였다. 제 I 형은 하나의 주영역을 포

함하는 대허혈성 병변, 제 II 형은 원위부 ICA 또는 MCA 기시

부의 심부관통지(deep perforating artery)를 침범하는 피질하

병변, 제 III 형은 영역성 경색에 부가적인 원위부 국소 병변,

제 IV 형은 다발성 산재성 병변, 제 V 형은 심부 또는 표재성

경계역 병변으로 하였다(Fig. 1).

MRA상의 이환된 동맥의 위치에 따라 MCA 군과 ICA 군으

로 나누었으며, 이들을 다시 협착군과 폐색군으로 세분하였다.

MCA의 경우 협착 정도를 Korogi 등(11)의 방법으로 최대 강

도 영상(maximal intensity view)을 통해 측정하였으며 50%

이상의 협착이 있는 것을 협착군으로 하였다. 폐색은 MRA상

혈류가 단절되어 보이며 원위부 혈류가 전혀 보이지 않는 경

우로 정의하였다. 협착군의 경우 ICA 근위부에서

ECST(European Carotid Surgery Trialists)에서 제안한 방법

인 최대 협착부위에서 협착 정도를 측정하여, 정상 내강에 대

한 비로 정하였으며(12), 협착정도와 CVR과의 연관성을 알아

보았다.

경동맥 도플러 초음파 검사는 뇌경색 발병 후 평균 2.3일 후

에 시행하였으며, HDI 5000 scanner(Advanced Technology

Laboratories, Bothell, WA)를 이용하였다. 뇌혈류량(cerebral

flow volume, CBV)을 계산하기 위하여, 환측과 건측의 ICA 그

리고 양측 추골동맥(vertebral artery, VA)의 혈류 속도 및 혈

관의 지름을 측정하였으며, 각 동맥의 혈류량은 π×(지름/2)2×

혈류속도로 정의하였으며, CBF는 양측 ICA 및 VA 혈류량의 합

으로 정의 하였다.

SPECT는 뇌졸중 발병 후 평균 10.6±1.0일(4-44일)에 시

행되었고, ACZ 부하 Tc-99m ECD 뇌관류 SPECT는 기저영

상과 부하영상을 하루에 시행하는 프로토콜을 이용하였다. 환

자를 어두운 조명아래서 10분간 휴식을 취한 상태에서 555

MBq의 Tc-99m ECD을 정맥 주사하였으며 10분 후 기저영

상을 얻기 시작하였고 이와 동시에 ACZ 15 mg/kg를 2분간에

걸쳐 서서히 정맥주사 하였다. 부하영상을 얻기 위하여 ACZ

투여 20분 후 Tc-99m ECD 1295 MBq을 정맥주사 하였으

며, 10분이 더 지난 후 부하 SPECT영상을 얻었다. SPECT 영

상의 판독은 2명의 핵의학 전문의가 Odyssey VP workstation

에서 warm 및 step10을 이용하여 육안으로 판독한 후 합의에

의하여 뇌혈관예비능의 저하 유무를 판정하였다. 기저영상과

부하영상의 강도를 동일하게 맞춘 후(normalization) 기저영상

에 비해 부하 영상에서 10% 이상 관류 감소가 있는 경우를 뇌

혈관예비능의 저하로 판독하였다.

대상환자는 MCA 협착군(MCA-S), MCA 폐색군(MCA-

O), ICA 협착군(ICA-S), ICA 폐색군(ICA-O)으로 나누었으

며, 이 군들이 MRI의 형태와 연관성이 있는지에 대하여 조사

─ 154 ─

이희중 외: MR 및 Doppler 초음파 검사를 통한 뇌혈관 예비능의 예측

I II III IV VFig. 1. Topological pattern classified by Szabo, et al.Type I; Territorial infarcts. Type II; Subcortical infarcts.Type III; Territorial infarcts with fragmentation.Type IV; Several disseminated small lesions.Type V; Border zone infarcts

하였고, 위의 환자군과, MRI 형태, 협착의 정도 및 도플러의 혈

류량 중 CVR을 예측할 수 있는 인자에 대하여 카이제곱법, t-

test 및 로지스틱 회귀 분석(SigmaStat for Windows, version

11.0; SPSS; Chicago, IL)을 통하여 조사하였다. 통계학적 유

의성은 p 값이 0.05 미만일 경우로 정하였다.

결 과

대상군은 76명으로 평균 나이는 65.1±9.5세였고, 남자가 44

명이었으며 여자가 32명이었다. 이 중 MCA-S 군이 21명,

MCA-O 군이 15명, ICA-S군이 30명, ICA-O군이 10명이었

다. 위험인자로 고혈압의 빈도가 가장 높았고, 그 다음으로 흡

연, 고지혈증의 순이었다. 그러나 각 위험인자와 각 군과의 통

계학적 유의성은 없었다(Table 1).

MRI 병변의 위상학적 분류와 각 군간에는 통계학적 유의성

을 보였다(x2 test, p<0.05). MCA-S 군의 경우 III 또는 V형

을, ICA-S 군의 경우 IV 형을 보인 경우가 많았다. ACZ 부하

SPECT에서 CVR의 감소를 보인 경우는 50명 이었으며, CVR

이 유지된 경우는 26명이었다. 병변의 위치에 따른 CVR과의

연관성은 보이지 않았지만, 폐색군에서 협착군보다 유의하게

CVR이 감소되어 있었다. 네 군중에서는 MCA-O 군에서 유의

하게 CVR의 감소를 보였다(Table 2).

초음파에서 측정한 협착정도와 CVR과는 관련성을 보이지 않

았다. 반대편 건측의 ICA 혈류량과, 전방순환의 전체 혈류량,

전방 순환 혈류량과 후방순환 혈류량을 합한 혈류량인 cerebral

flow volume(CFV)의 경우 t-test에서 CVR이 유지되어 있는

군에서 통계학적 유의하게 높았다. 환측의 혈류량은 통계학적

차이를 보이지 않았다(Table 3), (Fig. 2, 3).

로지스틱 회귀 분석에서 CVR을 예측하는데 통계학적 유의

성을 보인 인자는 혈관이 폐색되어 있을 경우, 각 대상군, 병변

측의 ICA 혈류량, 전방혈류량, 그리고 CBV이었으며, 절단값을

50으로 할 경우 정확도는 78%를 보였다(Table 4).

─ 155 ─

대한영상의학회지 2005;52:153-160

Table 1. Dermographic Summary of Symptomatic ICA and MCA Steno-occlusive Diseases

MCA group (n=36) ICA group (n=40)

MCA stenosis (n=21) MCA occlusion (n=15) ICA stenosis (n=30) ICA occlusion (n=10)

Age 65.2±11.9 55.12±10.96 67.24±8.74 59.87±12.02Sex (M/F) 13/8 9/6 16/14 6/4Hypertension 15 (71.4%) 8 (53.3%) 18 (60%).0 7 (70%)Diabetes mellitus 04 (19.0%) 5 (33.3%) 08 (26.7%) 1 (10%)Hypercholesterolemia 06 (28.6%) 5 (33.3%) 08 (26.7%) 5 (50%)Smoking 06 (28.6%) 8 (53.3%) 13 (43.3%) 4 (40%)TIA/old stroke 04 (19.0%) 4 (26.7%) 05 (16.7%) 2 (20%)Family history 03 (14.3%) 3 (20%).0 3 (10%) 2 (20%)

Note.- MCA: Middle cerebral artery, ICA: Internal carotid artery

Table 2. Results of Topographic Patterns According to ICA and MCA Steno-Occlusive Diseases

Topographic pattern

MRA group Preserved CVR I II III IV Vn=15 n=16 n=13 n=20 n=12

MCA-S (n=21) 09/21 0/0* 1/4* 3/6 2/50* 3/6MCA-O (n=15) 01/15 0/5* 1/6* 0/1 0/20* 0/1ICA-S (n=30) 13/30 0/4* 2/6* 1/4 9/11* 1/5ICA-O (n=10) 03/10 1/6* 0/0* 2/2 0/20* 0/0Preserved CVR 26/76 1/15(6.6%) 4(25%) 6(46%) 11(55%) 4(33%)

Note.- MCA-S: MCA stenosis, MCA-O: MCA occlusion, ICA-S: ICA stenosis, ICA-O: ICA occlusion, CVR: cerebral vascular reserve*: Statistically significant (p < 0.05)

Table 3. Comparision of Mean Flow Volume Measured by Duplex Ultrasonography between Preserved and Impaired CVR

Preserved CVR Impaired CVR p-value* Data of Scheel, et al (30)

Ipsilateral ICA 154.73±139.27 105.80±74.660 0.104Contralateral ICA 286.85±158.26 211.94±104.81 0.016Both ICA 446.19±186.24 323.88±115.34 0.001 499±108Both VA 145.42±64.140 135.28±74.290 0.557 158±480Cerebral flow volume 590.77±182.67 460.00±134.06 0.001 657±120

Note.- Values are means±standard deviation (ml per minute). VA: vertebral artery* Statistically significant < 0.05, t-test

고 찰

근위부의 협착 혹은 폐색에 따른 혈류감소는 원위부 관류압

의 감소를 일으키며, 초기 혈관 자동 조절능에 의한 혈관 확장

으로 부족한 혈류를 보상하지만 이 기전이 한계에 도달하면 소

위“misery perfusion”을 초래한다(13, 14). 이런 혈역학적 취

약성은 이차적 뇌졸중의 위험률 및 발생률을 증가시킨다(15,

16). Hosoda 등(17)에 의하면 ICA 환자군에서 협착이나 폐색

의 정도와 관류 MRI에서 관류의 감소 정도와 유의한 연관관계

가 있으며 CVR의 주된 결정 인자라 하였다. 이는 CVR에 전향

혈류가 중요한 인자가 됨을 시사한다. 그러나 동일한 협착이나

폐색 정도에도 다양한 임상 양상을 보일수 있어, 측부 순환을

통한 보상정도가 중요한 인자가 됨을 시사한다. 측부 순환으로

는 윌리스 환, 뇌연수막 동맥 측부 순환, 외경동맥-내경동맥

측부 순환 등이 잘 알려져 있지만, 이중 급성기에 중요한 역할

을 담당하는 것은 윌리스 환에 의한 측부 순환이다(18-24).

따라서 윌리스 환을 공급하는 혈류량을 측정한다면 비교적 급

성기의 CVR을 간접적으로 알아낼 수 있을 것이다. 따라서 본

연구는 협착 부위의 근위부로부터 관류량과 급성기의 주요 측

부순환의 역할을 담당하는 윌리스 환으로의 혈류량이 CVR의

결정인자에 미치는 영향을 조사하였다.

한편 이환된 뇌의 형태학적 유형 역시 뇌혈역학에 영향을 미

치는 것 중 중요한 변수로 생각된다. 뇌경색이 있을 경우 혈전

의 생성과 용해는 매우 동적인 상태로 혈전의 크기, 혈전 용해

물질의 농도 등 다양한 인자의 영향으로 뇌의 위상학적 형태

가 결정될 것이다. 본 연구에 의하면 병변 부위에 따른 협착 혹

은 폐색으로 나눌 경우 MRI의 위상학적 분류와 연관성이 있는

것으로 생각되며, 병변의 위치와 폐색 유무가 병변의 분포를 일

으키는 기전을 설명하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된

다. 본 연구의 결과에 의하면, IV 형 즉, 다발성 산재성 병변을

보인 경우 CVR이 유의하게 유지되었으며, 이는 ICA-S 군과

연관성이 높았다. 이는 경동맥에서 생성된 혈전이 원위부로 이

동하면서 MCA의 3분절 이상의 원위부에서 색전에 의한 경색

─ 156 ─

이희중 외: MR 및 Doppler 초음파 검사를 통한 뇌혈관 예비능의 예측

A B C

D EFig. 2. 56-years-old man showing pattern I on the brain MRI. Diffusion weighted image (A) shows infarction in the right MCA terri-tory. ICA occlusion confirmed by MRA (B) conventional angiography (C) and Doppler USG (D). The MCA territory is supplied bycontralateral ICA via anterior communicating artery. Flow volume of contralateral ICA volume increases significantly (380ml/min). The examination of SPECT (E) reveals preserved cerebrovascular reserve.

으로 생각되며, 전향적 혈류가 유지되어 CVR이 유지된것으로

생각된다. 그러나 문헌보고들(24-26)에 따라 ICA 폐색군에서

경계성 뇌경색이 통계학적으로 유의하게 많을 것으로 생각되

었지만, 본 연구에서는 유의성을 보이지 않았고, 이는 환자 군

이 충분하지 않았던 결과로 생각되며, 본 연구의 제한점이라 할

수 있다. 또 다른 본 연구의 제한점은 4종류의 대상군과 6가지

의 위상학적 영상 분류를 시도한 것에 비해 환자의 수가 76명

에 불과하여서 각 원인별 영상 소견 분석이 충분하지 못하였

다는 점이며 향후 다른 연구에 의한 뒷받침이 필요하다는 점

이다.

본 연구에서 ICA군과 MCA군 모두의 뇌혈관 폐색 환자에서

CVR 감소의 빈도가 높았으며, Szabo(10)와 Derdeyn (27) 등

과 유사한 결과를 보였으며 이는 폐색의 경우 전향 혈류가 없

어 협착보다 뇌연수막 동맥 측부 순환에 대한 의존도가 더 높

아지기 때문으로 생각된다.

죽상 경화 부위에 따른 CVR은 차이를 보이지 않았지만

MCA-O군에서는 유의하게 CVR의 결손을 보였다. MCA는

ICA와 혈관의 특성 및 구조 등이 다르며 MCA-O군의 경우 폐

색부위 원위부가 윌리스 환으로부터 가장 먼 곳에 위치하여서

뇌혈관 반응성을 좌우하는 측부 순환(collateral circulation)도

ICA에 비해 풍부하지 못하기 때문이다(10, 19, 28, 29). MCA

의 협착 정도와 CVR을 비교한 연구에서 MCA의 폐색 환자에

서는 심각한 CVR의 감소가 있으며 이들 모두에서 뇌연수막 동

맥 측부 순환을 통해 혈류공급이 이루어지고, MCA 협착군에

서는 소수에서 경한 CVR의 장애가 있으며 주로 협착 혈관을

통해 혈류공급이 이루어진다고 하였다(27). 이런 사실은 MCA

협착의 경우 스텐트 삽입으로 폐색을 예방하며 관류압을 증가

시켜주는 것에 대한 이론적 근거가 될 수 있을 것으로 생각된

다. 외경동맥-내경동맥 측부 순환 및 안 동맥(ophthalmic

artery)과 뇌연수막 동맥 측부 순환이 뇌관류압(cerebral

perfusion pressure)과 뇌혈류(cerebral blood flow) 감소와 연

관성을 제시한 논문(13, 19)의 결론에 의하면 MCA 폐색 혹

은 협착의 경우 보다 측부 순환의 경로가 풍부한 ICA 폐색 및

협착의 경우에서 CVR 감소가 적을 것으로 유추된다. 그러나,

─ 157 ─

대한영상의학회지 2005;52:153-160

Table 4. Summary of Statistical Analysis for Prediction of CVR

x2 test T-Test Logistic regression

Site (MCA & ICA) 0.434 - 0.136Occlusion or stenosis 0.004 - 0.003Group (MCA-O, MCA-S, ICA-O, ICA-S) 0.021 - 0.016Topographic pattern 0.009 - 0.164Grade of stenosis 0.305 - 0.088Ipsilateral ICA volume - 0.104 0.043Contralateral ICA volume - 0.016 0.116Anterior flow volume* - 0.001 0.009Posterior flow volume** - 0.557 0.390Cerebral flow volume*** - 0.001 0.005

Note.- *: Summation of ipsilateral and contralateral ICA flow volume.**: Summation of bilateral vertebral artery flow volume.***: Summation of anterior and posterior flow volume.

A B C DFig. 3. 67-years-old woman shows the increased signal intensity on the right lentiform nucleus on the diffusion weighted image (A).Angiography reveals right MCA occlusion (B) but retrograde filling of MCA via leptomeningeal collaterals (C). The flow volume ofthe right ICA was 245 ml/min on the doppler USG (D). The study of SPECT confirmed preserved cerebrovascular reserve later (notshown).

본 연구에서는 MCA 군과 ICA 군 간에 CVR 감소 빈도의 차

이가 없었다. 이에 대한 설명으로는 ICA의 주된 측부 순환으

로 생각되는 ECA-ICA 측부 순환보다 ICA와 MCA에서 공통

적으로 작용하는 윌리스 환 또는 뇌연수막 동맥 측부 순환이

MCA의 폐색 또는 협착군에서와 마찬가지로 ICA군에서도 중

요한 측부 순환으로 작용한 것으로 생각된다. 따라서 초음파로

윌리스 환에 공급되는 총 혈류량을 측정한다면 CVR을 예측할

수 있을 것이라는 가정을 세워 연구한 결과 내경동맥과 추골

동맥을 더한 가상적 총 뇌혈류량이 CVR을 예측하는데 도움이

된다는 사실을 밝혀 내었다.

본 연구에 의하면 CVR에 영향을 줄 것으로 생각되는 인자

는 폐색의 경우, 각 위치에 따른 폐색 협착 여부, 반대편 건측

의 ICA 혈류량, 전방 순환의 전체 혈류량, 전방 순환과 후방 순

환을 합한 혈류량, 그리고 MRI 병변의 위상학적 분류였다. 이

중 로지스틱 회귀 분석에서도 통계학적 유의성을 보인 인자는

혈관이 폐색되어 있을 경우, 전체 혈류량, 전방 혈류량이어서

전체 혈류량과 전방 혈류량은 통계적 기법에 변화하지 않아 중

요한 요인이 될 것으로 생각된다. 그러나 나머지 인자의 경우

카이 제곱 검사와 로지스틱 회귀분석에서 상이한 결과를 보여

서 향후 많은 대상에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

Scheel 등(30)에 의하면 두개외 경동맥 및 추골동맥의 합으

로 계산된 뇌혈류양의 경우 여자에 비해 남자에서 연령 별로

는 젊은 사람에서 평균적으로 그 양이 많았다고 하며, 25세에

서 80세에서 평균 분당 670±117 ml 였다고 한다. 본 연구에

포함된 환자의 경우 표준편차의 2배수 이하인, 436 ml 보다 값

이 적은 경우는 모두 24예가 있었으며, 이중 19예에서 CVR의

감소를 보여서 뇌혈류량의 감소가 CVR과 관련이 있음을 시사

한다. 그러나 인종별 검사자별의 차이가 있어 Scheel 등(30)

이 연구한 결과를 대입하는 것에는 논란의 여지가 많을 것으

로 생각된다. 본 연구에서는 비교할 정상군의 뇌혈류량을 측정

하지 않았으며, CVR이 유지된 군과 그렇지 못한 군으로 나누

어 전체 혈류량과 CVR의 연관성을 밝히는데 머물렀다는 점이

제한점이자 향후 연구대상으로 제안될 수 있다. 또한 초음파로

측정한 혈류량은 측정하는 혈류가 혈류 속도와 혈관의 지름을

기준으로 계산된 것이기 때문에 혈류가 유선형으로 흐르며 혈

관이 원통형이라는 전제가 필요하다. 그러나 협착된 혈관은 원

통형이지 않으며, 혈류는 와류를 보일 경우가 있어서 혈류 속

도의 측정이 검사자에 따라 또는 검사부위에 따라 차이를 보

인다는 점을 고려하여야 할 것이다. 또한 혈류가 차단되었을 때

측부 순환의 발달과 뇌의 반응은 매우 역동적이기 때문에 CVR

측정의 시점과 SPECT 측정 시간을 규격화하지 못한 것 역시

제한점으로 지적될 수 있다.

그러나 CVR에 대한 정보를 비교적 쉽게 이용할 수 있는 도

플러 초음파로 간접적으로 얻을 수 있었다는 점은 저자가 아

는 한 기존에 발표되지 않은 새로운 점이라 할 수 있겠다. 향

후 각 기관 별로 정상 범위를 계산한 후 임상에 적용할 경우,

뇌혈관 질환에서 유용한 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대된

다.

결론적으로 ICA 및 MCA의 협착 및 폐색 환자에서 SPECT

에대한 MRI와 MRA 상관성 연구는 혈류역학과 위상학적 형태

를 이해하는데 도움이 되는 것으로 생각되며, 도플러 초음파를

통한 뇌혈류량 측정은 CVR을 간접적으로 평가하는데 유용한

것으로 생각된다. 이는 뇌졸중 환자의 시간적 추적조사를 및 전

향적 연구가 뒷받침될 경우 뇌혈관 질환 및 최근 시술 빈도가

증가 되고 있는 ICA 및 MCA협착 환자에 대한 스텐트 삽입술

에 대한 사전 정보를 얻는데 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

참 고 문 헌

1. Kim JH, Lee SJ, Shin TM, Kang H, Choi PY, Kim JH, et al.Correlative assessment of hemodynamic parameters obtained withT2-weighted perfusion MR imaging and SPECT in symptomaticcarotid artery occlusion. AJNR Am J Neuroradiol 2000;21:1450-1456

2. Park SM, Lee KS, Choi JY, Kim YI. Cerebral vasoreactivity incarotid stenosis or occlusion cases - a transcranial doppler studywith acetazolamide (diamox) test. J Korean Neurol Assoc1998;16:439-443

3. Hirai T, Korogi Y, Ono K, Nagano M, Maruoka K, Uemura S, et al.Prospective evaluation of suspected stenoocclusive disease of theintracranial artery: combined MR angiography and CT angiogra-phy compared with digital subtraction angiography. AJNR Am JNeuroradiol 2002;23:93-101

4. Marti-Fabregas J, Catafau AM, Mari C, Mendoza G, Sanahuja J,Lleo A, et al. Cerebral perfusion and hemodynamics measured bySPECT in symptom-free patients with transient ischemic attack:clinical implications. Eur J Nucl Med 2001;28:1828-1835

5. Knop J, Thie A, Siepmann G, Zeumer H. 99mTc-HMPAO-SPECTwith acetazolamide challenge to detect hemodynamic compromisein occlusive cerebrovascular disease. Stroke 1992;23:1733-1742

6. Demolis P, Florence G, Thomas L, Dinh YRT, Guidicelli JF, SeylazJ. Is the acetazolamide test valid for quantitative assessment ofmaximal cerebral autoregulatory vasodilation? An experimentalstudy. Stroke 2000;31:508-515

7. Kim JS, Moon DH, Kim GE, Cho YP, Kim JS, Ryu JS, et al.Acetazolamide stress brain-perfusion SPECT predicts the need forcarotid shunting during carotid endarterectomy. J Nucl Med 2000;41:1836-1841

8. Kikuchi K, Murase K, Miki H, Kikuchi T, Sugawara Y, MochizukiT, et al. Measurement of cerebral hemodynamics with perfusion-weighted MR imaging: comparison with pre- and post-acetazo-lamide 133Xe-SPECT in occlusive carotid disease. AJNR Am JNeuroradiol 2001;22:248-254

9. Muller M, Schimrigk K. Vasomotor reactivity and pattern of collat-eral blood flow in severe occlusive carotid artery disease. Stroke1996;27:296-299

10. Szabo K, Kern R, Gass A, Hirsch J, Hennerici M. Acute stroke pat-terns in patients with internal carotid artery disease. Stroke2001;32:1323-1329

11. Korogi Y, Takahashi M, Nakagawa T, Mabuchi N, Watabe T,Shiokawa Y, et al. Intracranial vascular stenosis and occlusion: MRangiographic findings. AJNR Am J Neuroradiol 1997;18:135-143

12. European Carotid Surgery Trialists’Collaborative Group. MRCEuropean Carotid Surgery Trial: interim results for symptomaticpatients with severe (70-99%) or with mild (0-29%) carotidstenosis. Lancet 1991; 337: 1235-1243

13. Power WJ, Press GA, Grubb RL Jr, Gado M, Raichle ME. The ef-fect of hemodynamically significant carotid artery disease on the

─ 158 ─

이희중 외: MR 및 Doppler 초음파 검사를 통한 뇌혈관 예비능의 예측

hemodynamic status of the cerebral circulation. Ann Intern Med1987;106:27-35

14. Baron JC, Bousser MG, Rey A, Guillard A, Comar D, Castaigne P.Reversal of focal “misery-perfusion syndrome”by extra-intracra-nial arterial bypass in hemodynamic cerebral ischemia: a casestudy with 15O positron emission tomography. Stroke 1981;12:454-459

15. Derdeyn CP, Grubb RL Jr, Power WJ. Cerebral hemodynamic im-pairment: methods of measurement and association with strokerisk. Neurology 1999;53:251-259

16. Ogasawara K, Ogawa A, Yoshimoto T. Cerebrovascular reactivityto acetazolamide and outcome in patients with symptomatic inter-nal carotid or middle cerebral artery occlusion: a xenon-133 single-photon emission computed tomography study. Stroke 2002;33:1857-1862

17. Hosoda K. Fujita S, Kawaguchi T, Shose Y, Shibata Y, Tamaki N.Influence of degree of carotid artery stenosis and collateral path-ways and effect of carotid endarterectomy on cerebral vasoreactiv-ity. Neurosurgery 1998;42:988-995

18. Muller M, Schimrigk K. Vasomotor reactivity and pattern of collat-eral blood flow in severe occlusive carotid artery disease. Stroke1996;27:296-299

19. Ozgur HT, Walsh TK, Masaruk A, Seeger JF, Williams W,Krupinski E, et al. Correlation of cerebrovascular reserve as mea-sured by acetazolamide-challenged SPECT with angiographic flowpatterns and intra-or extracranial arterial stenosis. AJNR Am JNeuroradiol 2001;22:928-936

20. Kluytmans M, van der Grond J, van Everdingen KJ, Klijn CJ,Kappelle LJ, Viergever MA. Cerebral hemodynamics in relation topatterns of collateral flow. Stroke 1999;30:1432-1439

21. Henderson RD, Eliasziw M, Fox AJ, Rothwell PM, Barnett HJ.Angiographically defined collateral circulation and risk of stroke inpatients with severe carotid artery stenosis. North AmericanSymptomatic Carotid Endarterectomy Trial (NASCET) Group.

Stroke 2000;31:128-13222. Rutgers DR, Klijn CJM, Kappelle LJ, van Huffelen AC, van der

Grond J. A longitudinal study of collateral flow patterns in the cir-cle of Willis and the ophthalmic artery in patients with a sympto-matic internal carotid artery occlusion. Stroke 2000;31:1913-1920

23. Hartkamp MJ, van der Grond J, Kasper J, van Everdingen KJ,Hillen B, Mali WPTM. Circle of Willis collateral flow investigatedby magnetic resonance angiography. Stroke 1999;30:2671-2678

24. Hendrikse J, Hartkamp MJ, Hilen B, Mali WPTM, van der GrondJ. Collateral ability of the circle of Willis in patients with unilateralinternal carotid artery occlusion : borderzone infarcts and clinicalsymptoms. Stroke 2001;32:2768-2773

25. Del Sette M, Eliasziw M, Streifler JY, Hachinski VC, Fox AJ, BarnettHJ. Internal borderzone infarction: a marker for severe stenosis inpatients with symptomatic internal carotid artery disease. For theNorth American Symptomatic Carotid Endarterectomy (NASCET)Group. Stroke 2000;31:631-636

26. Chaves CJ, Silver B, Schlaug G, Dashe J, Caplan LR, Warach S.Diffusion-and perfusion-weighted MRI patterns in borderzoneInfarcts. Stroke 2000;31:1090-1096

27. Derdeyn CP, Power WJ, Grubb RL Jr. Hemodynamic effects ofmiddle cerebral artery stenosis and occlusion. AJNR Am JNeuroradiol 1998;19:1463-1469

28. Miyazawa N, Hashizume K, Uchida M, Nukui H. Long-term fol-low-up of asymptomatic patients with major artery occlusion: rateof symptomatic change and evaluation of cerebral hemodynamics.AJNR Am J Neuroradiol 2001;22:243-247

29. Min WK, Park KK, Kim YS, Park HC, Kim JY, Park SP, et al.Atherothrombotic middle cerebral artery territory infarction :topographic diversity with common occurrence of concomitantsmall cortical and subcortical infarcts. Stroke 2000;31:2055-2061

30. Scheel P, Ruge C, Petruch UR, Schoning M. Color duplex mea-surement of cerebral blood flow volume in healthy adults. Stroke2000;31:147-150

─ 159 ─

대한영상의학회지 2005;52:153-160

─ 160 ─

이희중 외: MR 및 Doppler 초음파 검사를 통한 뇌혈관 예비능의 예측

J Korean Radiol Soc 2005;52:153-160

Address reprint requests to : Hui Joong Lee, M.D., Department of Radiology, Kyungpook National University Hospital50, Samduk-dong, 2 ga Jung-gu, Daegu 700-721, South Korea.Tel. 82-53-420-5390 Fax. 82-53-422-2677 E-mail: knuhrad@yahoo.co.kr

Prediction of Cerebrovascular Reserve by the MRI and Doppler Ultrasonography1

Hui Joong Lee, M.D., Yong Sun Kim, M.D.

1Department of Radiology, School of Medicine, Kyungpook National University Hospital

Purpose: We investigated acute stroke patterns on diffusion weighted images and with doppler ultrasonogra-phy studies of ICA and MCA steno-occlusive diseases in order to predict the cerbrovascular reserve (CVR), aswas measured by acetazolamide (ACZ)-challenged Tc-99m ECD brain perfusion SPECT. Materials and Methods: A retrospective analysis was performed of 76 patients who underwent MRI/MRA,ACZ-challenged Tc-99m ECD brain perfusion SPECT, and carotid and vertebral artery Doppler sonography.After dividing these patients into four groups- MCA and ICA steno-occlusions, we analyzed the relationshipbetween the CVR and topologic MR patterns and the flow volume, as was measured by Doppler sonography. Results: The CVRs were preserved in 26 of 76 patients. The CVRs were impaired in those cases of occlusionthat were detected on MRA and also by the pattern of the territorial involvement on the diffusion weighted im-age (p < 0.05, x2 test). Yet in cases of preserved CVRs, the flow volume of the contralateral ICA, the anteriorcirculation, and the total cerebral flow volume were increased, as was checked by Doppler sonography (p <0.05, t-test). As calculated by logistic regression analysis, the accuracy for predicting the preserved CVR by us-ing the statistically significant variables was 78%.Conclusion: We believe that the MRI-SPECT correlation study was helpful for understanding the hemody-namics and topographic patterns of ischemia in patients with ICA and MCA steno-occlusive disease, and thatthe flow volume measurement, which was done by using duplex US, was useful for predicting the CVR.

Index words : Cerebral infarctionCerebrovascular reserveMiddle cerebral arteryInternal carotid artery, SPECT