뇌동정맥기형(AVM)에 대한 방사선수술

1. 뇌혈관기형과 AVM의 개요

뇌혈관기형은 비정상적인 혈관 연결 구조로 인해 다양한 신경학적 증상을 유발할 수 있는 병변이다. 대표적인 형태로는 뇌동정맥기형(arteriovenous malformation, AVM), 해면상 혈관종(cavernous malformation), 정맥성 혈관종(venous angioma) 등이 있으며, 그중 AVM은 가장 치료적 접근이 필요한 형태다.

 

AVM은 동맥과 정맥이 모세혈관 없이 바로 연결되어 있어 고압 혈류가 흐르며, 이로 인해 뇌출혈, 경련, 두통, 신경학적 결손 등을 유발할 수 있다. 특히 AVM은 젊은 연령층에서 진단되는 경우가 많아 조기 발견과 적극적인 치료가 중요하다.

2. 방사선수술(radiosurgery)의 개념과 적용 대상

방사선수술은 고정밀 고에너지 방사선을 병변 부위에 집중 조사하여, 혈관 내피세포 손상을 유도하고, 결과적으로 혈관 폐쇄를 유도하는 비침습적 치료법이다. 주로 감마나이프(Gamma Knife), 사이버나이프(Cyber Knife), LINAC 기반 장비가 사용된다.

 

방사선수술은 다음과 같은 경우에 적용된다.

• 병소가 작고(일반적으로 직경 3cm 이하)
• 뇌 깊은 곳 또는 기능적으로 중요한 부위에 위치
• 미세수술 또는 색전술로 완전 제거가 어려운 경우
• 수술 후 잔여 병소가 남은 경우의 보조 치료로

특히 2cc 이하의 병변에서 완전 폐쇄율이 높으며, 위치에 따라 치료 효과가 달라질 수 있다.

3. 방사선수술의 기전과 병리적 변화

방사선이 조사된 혈관은 수개월에서 수년에 걸쳐 점진적인 조직학적 변화가 일어난다. 대표적인 병리 변화는 다음과 같다.

• 내피세포 손상 (endothelial or subendothelial damage)
• 세포 증식 및 세포외기질 확장
• 혈관벽 섬유화, 괴사, 탈수초, 백질변성 등
• 혈관 폐쇄와 조직 내 섬유화 진행

방사선 조사 이후 혈류가 줄어들고, 혈관벽이 파괴되면서 병소는 점차 퇴축되고 최종적으로는 완전 폐쇄 상태에 이르게 된다. 이 과정은 평균적으로 2~3년의 잠복기를 거치며, 이 기간을 지나야 치료의 성공 여부를 판단할 수 있다.

4. 방사선수술의 효과와 완전 폐쇄율

AVM에 대한 방사선수술은 병소의 크기, 위치, 형태, 환자의 나이 등 다양한 인자에 따라 치료 성과가 달라진다. 완전 폐쇄율은 보통 60%~85% 정도로 보고되고 있으며, 병소가 작고(compact), 젊은 환자이며, 병변이 반구 위치에 있고, 배출 정맥 수가 적은 경우(fewer draining vein)에서 예후가 더 좋다.

 

Pollock 등의 다변량 분석에 따르면, 다음과 같은 인자들이 치료 성공률과 유의한 관련성을 보인다.

• 작은 AVM 부피(smaller AVM volume)
• 적은 배출 정맥 수
• 젊은 환자 나이(younger patient age)
• 반구 위치의 병소(hemispheric AVM)

반면, 병소가 10cc 이상이거나 직경 3cm를 넘는 경우 치료 난이도가 급격히 상승하며, staged radiosurgery 또는 보조적 색전술이 필요할 수 있다.

5. 방사선수술 후 합병증과 부작용

방사선수술 후 가장 대표적인 부작용은 ARE (Adverse Radiation Effect)로, 시기별로 다음과 같이 구분된다.

• 급성 반응 (Acute): 치료 직후의 일시적 부종, 통증
• 조기 지연 반응 (Early delayed): 수주~수개월 내 두통, 경련, 국소 신경학적 결손
• 후기 지연 반응 (Late delayed): 방사선 괴사, 낭종 형성, 백질병증, 혈관 병변

이 중 지연성 낭종 형성(delayed cyst formation)은 치료 수년 후에도 발생할 수 있으며, 방사선에 의한 혈관벽 변화가 지속되며 나타난다. 일부 낭종은 방사선으로 손상된 혈관 주위에서 형성되며, 방사선량이 높은 부위에서 자주 관찰된다. 10년 이상이 지난 후 발생한 사례도 보고된 바 있다.

 

ARE는 전체 환자의 약 16~30%에서 영상상 관찰되며, 이 중 증상을 유발하는 symptomatic ARE는 약 6% 내외이다. 대부분의 경우 스테로이드 치료로 호전되나, 일부에서는 수술적 처치가 필요할 수 있다.

6. 거대 AVM에 대한 방사선수술

거대 뇌동정맥기형(large-sized AVM)은 보통 10cc 이상 또는 직경 3cm 이상으로 정의되며, 단일 방사선 조사로는 완전 폐쇄가 어렵다. 이 경우 다음과 같은 전략들이 사용된다.

1. Staged volume radiosurgery: 병소를 분할하여 여러 회에 걸쳐 방사선 조사 시행. 치료 효과는 높지만, 장기간의 치료 기간이 필요함.
2. Staged dose treatment: 동일 부위에 저용량으로 두 차례 이상 조사함으로써 부작용을 줄이고 폐쇄율을 높이는 방법.
3. 색전술과 병행: 방사선 조사 전 병소의 혈류를 감소시키는 색전술을 통해 치료 효과 향상.

단, 치료계획 과정에서 병소의 일부가 조사 범위에서 빠지는 경우 치료 실패 위험이 존재하므로 정밀한 영상 평가와 계획이 필수적이다.

소아 뇌동정맥 기형에 대한 치료. (A) 16세 남아로 뇌동정맥 기형의 파열에 의한 좌측 부전마비 증세를 보였으며 MRI 소견에서 병소의 외측으로 혈종이 관찰되었다. (B, C) 방사선수술 당시(24Gy,60%,2.5cc)의 혈관 조영술 사진. (D,E) 36개월 뒤 추적 혈관 조영술에서 치료된 병변(점원)은 완전 폐색되었으나 처음에 보이지 않던 병소가 추적 검사에서 새로운 병변(화살표)으로 발견되었다.

7. 방사선수술의 미래와 전망

방사선수술은 과거보다 훨씬 정밀하고 안전한 방식으로 발전하고 있다. 고해상도 영상장비, 정밀한 조사 계획, 다중 조사 플랫폼이 도입되면서 치료 성과는 지속적으로 향상되고 있다.

 

특히 AVM 치료에 있어 stereotactic radiosurgery는 뇌 깊은 부위에 있는 병소까지 비침습적으로 치료할 수 있는 방법으로서, 수술이 어려운 환자들에게 대안이 되고 있다.

 

앞으로 방사선수술은 고위험군 환자에 대한 적용 확대, 맞춤형 계획 기반의 고정밀 조사, 병합 치료(색전술 병행)와 같은 전략을 통해 더욱 안전하고 효과적인 치료법으로 자리매김할 것으로 기대된다.

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마무리

뇌동정맥기형(AVM)에 대한 방사선수술은 수술이 어려운 병소에 대해 비침습적이고 정밀한 치료를 제공하는 현대적 치료법이다. 방사선의 정확한 계획과 시기 적절한 평가, 그리고 합병증 예방을 위한 철저한 추적관찰이 동반된다면 AVM 환자에게 있어 매우 유효한 치료 수단이 될 수 있다.

 

향후 기술적 발전과 더불어 방사선수술은 점점 더 정밀하고 안전한 방식으로 발전하고 있으며, 특히 대형 AVM에 대한 치료 가능성도 점차 넓어지고 있다.