뇌 영상검사에는 어떤 것들이 있을까?

최명제 정신건강의학과 전문의 건대하늘 정신건강의학과 원장

정신의학신문 | 최명제 정신건강의학과 전문의

자기공명영상법 MRI(Magnetic resonance imaging), 컴퓨터 단층 촬영법 CT(Computed tomography)검사에 대해서 정확히 알고 계신가요? 대학병원에서 종합건강검진을 받을 때 또는 사고를 당했을 때 주로 뇌신경 영상검사를 받게 될 것입니다. MRI 검사 이외에도 fMRI 검사, PET 검사 등 다양한 검사가 있습니다. MRI검사와 CT 검사 모두 의료보험을 적용한다고 해도 저렴한 비용은 아닙니다. MRI 검사와 CT 검사와 같은 뇌신경 영상검사에 대해서 쉽게 이해할 수 있도록 이번 칼럼에서 한번 다루어 보고자 합니다.

먼저, 뇌신경 영상이란 뇌 손상이 있는지 확인하고자 할 때 사용되는 검사입니다. 뇌의 어느 영역이 활성화되는지 촬영할 수 있는 검사인데, 크게 3가지로 나눌 수 있습니다. 뇌의 구조에 관한 영상을 제공하는 구조적 뇌영상 방법과 뇌 활성화에 의해 생기는 전류를 측정하는 전기생리학적 방법과 국소 혈류의 변화를 측정하는 기능적 뇌영상 방법이 있습니다. 차례대로 하나씩 예시를 들어 가며 설명하도록 하겠습니다.

첫 번째, 구조적 뇌영상 방법에는 우리가 흔히 알고 있는 CT와 MRI가 있습니다. CT는 다른 말로 컴퓨터 단층 촬영법입니다. 사람의 뇌를 칼로 째지 않고 영상화할 수 있는 기법으로, X-ray를 다양한 각도에서 인체에 투과시켜서 각 조직마다 흡수 차이가 나는 것을 활용해 컴퓨터가 뇌 영상을 재구성하는 것입니다. 높은 밀도를 가진 뼈는 많은 양의 X-ray를 흡수하기 때문에 밝게 나오고, 낮은 밀도를 가진 근육은 적은 양의 X-ray를 흡수하기 때문에 어둡게 나옵니다. 이러한 특징으로 두개골 골절이라든지 머리에 외상이 있을 때 진단하기 유용합니다. MRI보다 검사시간이 짧고 비용도 저렴합니다.

MRI와 CT를 구분하지 못하는 경우가 많지만, 사실 전혀 다른 방법으로 뇌를 영상화 합니다.

MRI 검사는 수소원자가 자기장의 영향을 받을 때 정렬하는 차이를 이용한 검사입니다. 우리 몸 안에는 수소가 물이나 혈액, 뼈 등에 들어 있습니다. 몸 안에 있는 수소원자는 강한 자기장을 받으면 90도로 회전했다가 다시 제자리로 돌아옵니다. 얼마나 강한 자기장이냐면 냉장고 자석이 0.005 테슬라(단위)인데 MRI는 0.5~3.0 테슬라이기 때문입니다. 이때 나오는 에너지와 시간차를 이용해 뇌 영상을 만드는 것입니다.

왼쪽 MRI 사진은 마치 부검한 것처럼 뇌를 잘라놓은 듯이 보입니다. 사진을 보시면 회백질과 백질 그리고 가운데 나비 모양으로 비어 있는 뇌실이 검은색으로 나타난 것을 찾을 수 있습니다. 이는 뇌실이 물로 차 있고, 물 분자는 확산이 잘되면 검은색으로 보이기 때문입니다.

두 번째, 전기생리적 방법에는 뇌파검사 EEG(Electroencephalogram)가 있습니다. 뇌가 활성화되면 전류와 자기류가 생성됩니다. 각 전류와 자기류에는 고유한 주파수와 진폭이 있기 때문에 이를 활용해서 뇌파를 기록하는 것입니다. 전체적인 뇌 신호를 측정할 수 있습니다. 뇌파검사를 통해서 거짓말 탐지기를 만들거나, 꿈을 재현하는데 활용하는 등 다양하게 활용할 수 있습니다.

세 번째, 기능적 뇌영상 방법에는 양전자 방출 단층촬영 PET(Positron emission tomography) 검사와 기능 자기공명영상 fMRI(Functional magnetic resonance imaging) 검사가 있습니다. 우리가 공부할 때, 골똘히 생각할 때 “머리를 쓴다.”라고 표현을 합니다. 뇌를 사용한다는 말은 뇌 속 뉴런이 열심히 활동하고 있다는 걸 뜻합니다. 이때, 뉴런이 활동하기 위해서는 에너지원인 산소와 포도당이 필요합니다.

우리가 머리를 많이 쓸수록, 뇌가 활발할수록, 뉴런이 많은 에너지를 필요로 합니다. 하지만, 우리 뇌 속에 늘 산소와 포도당을 저장하고 있지는 않기 때문에, 에너지가 필요할 때마다 산소와 포도당을 담고 있는 혈류량이 늘어나고 이동합니다. 그림 그릴 때 쓰는 머리와 암기할 때 쓰는 머리, 즉 뇌의 영역은 다릅니다. 이 기능적 뇌영상 방법을 통해 어느 영역으로 혈류가 이동하는지를 보고 어느 뇌 영역이 쓰이고 있는지 알 수 있는 것입니다. 그중에서 PET 검사는 방사선추적자를 넣은 물질을 정맥에 주사하고서 뇌로부터 뿜어져 나오는 양전자를 스캔합니다.

병원에서 주로 사용하는 뇌영상 검사에 대해서 다루어보았습니다. 앞으로 혹여 병원에서 MRI 또는 CT 촬영을 한다면 내가 받는 뇌 영상 검사가 어떤 검사인지 조금은 이해가 되기를 바랍니다.

건대하늘 정신건강의학과 의원 | 최명제 원장