클라우디아 스파이스(Claudia Spies) 박사와 동료들이 마시모의 세드라인 뇌 기능 모니터링(SedLine® Brain Function Monitoring)으로 측정한 뇌파검사(electroencephalogram, EEG) 스펙트럼에서 얻은 매개 변수와 선택적 수술을 받은 고령 환자의 수술 후 섬망(postoperative delirium, POD) 간의 관계를 조사한 전향적 임상 연구 결과를 국제 학술지 ‘어네스세시아 앤 어넬게지아(Anesthesia & Analgesia)’에 게재했다고 마시모(Masimo)(나스닥: MASI)가 13일 발표했다.

연구진은 POD 발생률이 여러 분광 역학, 특히 SEF (spectral edge frequency)와 관련이 있다는 사실을 발견했다. 이는 EEG 기반 제조업체들이 환자가 POD[1]에 걸릴 위험을 조기에 파악하는 데 도움이 될 수 있는 유용한 정보다.

POD는 노인성 질환자에게서 흔히 볼 수 있는 합병증으로 대부분 심각한 장단기 결과 및 장기 인지 기능 장애와 연관이 있다. 연구진은 POD 발생률이 전신 마취기의 장기 EEG 파열 억제와 관련이 있다는 점에 주목해 특정 수술 전 및 기성 EEG 특징이 POD 발생 위험을 높이는 요인인지 여부를 조사했다.

임상 연구에는 2014년 11월부터 2016년 12월까지 베를린 샤리테 의과대학(Charité-Universitätsmedizin Berlin)(비어코우 클리니쿰(Virchow Klinikum) 캠퍼스 및 미테(Mitte) 캠퍼스)에서 최소 60분간 선택적 수술 일정을 잡은 65세 이상 환자 237명이 참여했다. 연구진은 마시모의 루트(Root®)와 세드라인을 활용해 마취를 유도하기 전부터 의식이 돌아올 때까지 환자의 전두부 EEG를 기록했다. 또 세드라인 데이터를 사용해 SEF (EEG가 위치한 곳에서 파워의 95% 이하인 주파수), 환자 상태 지수(마취제의 효과와 관련해 가공한 EEG 매개 변수), 파열 억제 기간 등 EEG에서 비롯된 다양한 매개 변수를 분석하는 한편 멀티테이퍼 스펙트럼 분석을 통해 다양한 주파수대에 걸친 전반적 전두부 파워 스펙트럼을 산출했다. 간호 섬망 검사 척도(Nursing Delirium Screening Scale), 의식 장애 평가법(Confusion Assessment Method) 등 다양한 표준 기준을 바탕으로 수술(또는 퇴원까지) 이후 7일째 되는 날까지 POD 검사를 매일 두 차례 수행했다. 하나 이상의 양성 검사를 받은 환자를 POD 환자, 다른 환자는 비POD(NoPOD) 환자로 분류했다.

환자 237명 중 41명(17%)이 POD에 걸렸으며 연구진은 POD 환자가 수술 전에 받은 EEG의 2가지 측면이 SEF(POD 그룹: 13.1±4.6Hz, 비POD 그룹: 17.4±6.9Hz, p=0.002) 및 γ-대역 파워(POD: -24.33±2.8dB, 비POD: -17.9±4.81dB)의 낮은 값과 관련이 있다는 사실을 발견했다. 사후 유도 절대 α-대역 파워(POD: -7.37±4.52dB, 비POD: -5±5.03dB)도 상당히 낮아졌다. POD 환자의 수술 전 대 사후 유도 SEF의 비율은 1 이하, 비POD 환자는 1 이상으로 드러나 EEG가 의식 상실을 늦출 수 있다는 점을 나타냈다. 마지막으로 POD는 수술 전 SEF(p=0.025, 교차비=0.892, 95% CI 0.808-0.986), 수술 전 γ-대역 파워(p=0.029, 교차비=0.568, 95% CI 0.342-0.944), SEF 비율(p=0.009, 교차비=0.108, 95% CI 0.021 - 0.568)과 독자적으로 관련이 있었다.

연구진은 “낮은 수술 전 SEF, EEG 완속 결여, 수술 전 상태에서 무의식 상태로의 전환, 수술 전 상태와 무의식 상태에서 관련 주파수대의 낮은 EEG 파워가 POD 발병과 관련이 있다”며 “이번 연구 결과는 기본적 병리 생리학을 제시하고, EEG 기반 제조업체들이 환자의 POD 발병 위험을 조기에 파악하는 데 도움이 될 수 있다”고 결론지었다.

또 연구진은 “수술 전 스펙트럼 EEG 특성과 의식 상실에서 감소한 EEG 역학은 고령 환자의 POD 발병과 관련이 있다”며 “EEG 특징의 변화와 POD 환자의 GABA-ergic 신경 활동 감소가 관련이 있을 가능성이 크다”고 말했다. 이어 “이번 연구 결과는 POD에 대한 EEG 선행 요인으로 묘사할 수 있다”며 “잠재적 EEG 기반 제조업체들이 환자의 POD 발병 위험을 조기에 파악하는 데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다.

스탠포드 헬스케어(Stanford Health Care)의 마취과 교수인 데이비드 드로버(David Drover) 박사는 “이번 연구는 기존의 지식을 뒷받침할 뿐만 아니라 의사가 고령 환자의 수술 후 결과를 개선하는 데 뇌 기능 모니터링이 어떤 식으로 도움을 줄 수 있는지에 대한 우리의 이해를 제고한다”고 말했다.

수술 후 섬망은 주의와 의식의 변화 및 와해형 사고가 특징인 급성 정신 착란 상태다. POD는 큰 수술[2-5]을 받은 환자 가운데 최대 60%가 겪는 흔하고 심각한 합병증으로 주로 고령층 환자[2-5]에게서 많이 나타나며, 중환자[6]의 경우 최대 91%가 POD를 호소한다. POD는 심각한 장단기 결과 및 높은 치료비[3,6-9]와 관련이 있으며 미국마취통증의학회(ASA), 영국국립보건임상연구원(NICE), 미국노인학회(AGS), 미국외과학회(ACS) 등 주요 의료 기구들이 POD를 공중 보건 최우선 사항[10-13]으로 삼아 예방책을 마련했다. ASA는 POD를 ‘중대한 공중 보건 문제’[14]로 보고 뇌 건강 이니셔티브를 통해 수술을 받는 65세 이상 환자의 기성 인지 결손의 영향을 최소화하고, 인지 회복 및 수술 전후 경험을 최적화하기 위해 매진하고 있다. POD 발생률은 이번 연구를 통해 볼 수 있듯이 수술 전 취약성과 수술 중 EEG 파열 억제에 대한 누적 기간과 관련이 있었다. 많은 연구에서 드러난 것처럼 가공된 수술 중 EEG 모니터링은 의사가 파열 억제 기간을 최소화할 수 있도록 지원해 POD 발생률[15-19]을 낮출 수 있을 것이다.

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