뇌 영상 임상연구로 침 치료 효과·기전 규명 [출처] 한국한의학연구원

[News]

뇌 영상 임상연구로 침 치료 효과 및 기전 규명

한의학연-하버드 의대 공동연구팀, 손목터널증후군 침 치료 임상연구

fMRI, DTI 통해 침 치료 뇌과학적 기전 규명, 신경학 권위지 Brain 게재 

 

한국과 미국의 공동연구진이 뇌영상기술을 접목한 임상연구를 통해 대표적 한의학 치료기술인 침 치료가 손목터널증후군 환자의 정중신경 전도속도를 향상시키고 뇌 구조를 변화시켜 통증을 개선한다는 것을 최초로 밝혔다.   미래창조과학부 산하 한국한의학연구원 임상연구부 김형준 박사와 미국 하버드의대 공동연구팀은 손목터널증후군(수근관증후군, Carpal Tunnel Syndrome) 환자를 대상으로 임상연구를 수행해 진짜침의 가짜침 대비 뛰어난 치료 효과를 객관적으로 입증하고, 진짜침만이 뇌 감각영역과 정중신경전도의 변화를 유발한다는 것을 세계 최초로 규명했다.​

​

▲ 한국한의학연구원 김형준 박사가 DTI를 이용해 뇌백질 데이터를 처리해서 얻은 트랙토그라피(뇌신경섬유지도)를 살펴보고 있다.

​

​ 

연구는 미국 하버드의대 마르티노스 바이오메디컬 이미징 센터 비탈리 내퍼도(Vitaly Napadow) 교수팀과 공동연구로 미국에서 진행됐으며, 신경학 분야 권위지 브레인(Brain, IF 10.1)의 온라인판에 게재됐다. ​ ※ 게재 논문명 : Rewiring the primary somatosensory cortex in carpal tunnel syndrome with acupuncture ※ 마르티노스 바이오메디컬 이미징센터(Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging)는 하버드의대 메사추세츠 종합병원 산하에 1999년 설립된 세계적인 뇌영상 및 의료영상 분야 연구기관임.

  

  

​

​

▲ 출처 : 네이버 지식백과   

※ 정중신경(median nerve)은 손바닥 및 손가락(1-4지)의 감각과 손가락의 움직임, 손목의 뒤집힘 등의 운동기능을 담당하는 팔의 말초신경 중 하나임 ※ 손목터널증후군 환자는 손목을 이루는 뼈와 인대들로 이뤄진 작은 통로인 수근관이 두꺼워지거나 수근관 내 압력이 높아져 정중신경을 압박해 생김. 주로 손가락과 손목이 저리고 아프며, 정중신경 전도속도가 늦은 것으로 알려져 있음. ​ ※ 손목터널증후군은 손목을 자주 사용하는 주부뿐만 아니라 장시간 컴퓨터 키보드와 마우스를 사용하는 사무직 종사자들에게서 흔히 찾아볼 수 있음. 건강보험심사평가원의 통계에 따르면 2015년 손목터널증후군으로 진료 받은 환자는 16만 7125명이며, 이중 여성 환자가 77.7%로 남성 환자 보다 약 3.5배 많았음.

 ​

기존에 뇌영상을 통해 침 자극시 뇌의 반응을 살펴본 연구는 있었으나, 이번 연구처럼 임상연구와 뇌영상기술을 접목하여 특정 질환에서 진짜침이 가짜침보다 효과가 좋고 진짜침만이 뇌를 변화시킨다는 치료기전을 규명한 것은 처음이다. 한‧미 연구팀은 79명의 손목터널증후군 환자를 대상으로 56명은 진짜침(verum acupuncture) 치료군에, 23명은 가짜침(sham acupuncture) 치료군에 배정했다. ​

  

진짜침 치료군은 다시 통증부위인 손목에 주로 침을 맞는 근위침 치료군과 아픈 손목의 반대편 발목에 침을 맞는 원위침 치료군으로 나눠 연구를 진행했다. ※ 근위침(local acupuncture) : 아픈 곳과 그 주위에 자침하는 치료법​ ※ 원위침(distal acupuncture) : 아픈 곳과 동떨어진 곳, 예를 들면 우측 손목이 아플 때 좌측 발목에 자침하는 치료법​​ ​ 8주간 16회의 침과 전기침 치료를 실시했으며 치료 전후로 신경전도검사를 통해 정중신경 전도속도(잠복기)를 측정하고 ‘보스턴 손목터널증후군 설문(BCTQ)’으로 통증 경감도를 조사했다. 또한 fMRI(기능적 자기공명영상)와 DTI(확산텐서영상) 촬영을 통해 뇌의 기능적‧구조적 변화를 측정했다.​

  

​

※ 진짜침의 근위침 치료군의 경우 아픈 손목의 대릉(PC7), 외관(TE5)에 2 Hz 전침을 20분간 시행하고 수삼리(LI10), 양계(LI5), 척택(LU5), 소해(HT3), 곡택(PC3), 완골(SI4) 중 3개의 경혈을 환자에 맞게 선택해 자침함. ※ 진짜침의 원위침 치료군은 아픈 손목의 반대편 발에 자침하였는데, 중봉(LR4), 삼음교(SP6)에 2 Hz 전침을 20분간 시행하고, 양릉천(GB34), 태계(KI3), 상구(SP5)에 자침함.​ ​ ※ 가짜침 치료군은 가짜침(Streitberger needle)으로 손, 발의 가짜 혈자리 피부에 자극을 주고 가짜 전침기에 연결하여 전기자극을 하고 있다고 설명함.​

  

​ 

정중신경 전도검사 결과 진짜침은 감각신경 잠복기를 평균 0.16 ms(근위침 0.16 ms, 원위침 0.17 ms) 감소시켰으나, 가짜침은 오히려 0.12 ms 증가시켰다. 즉, 손목터널증후군으로 인해 느려졌던 신경전도속도가 진짜침 시술 후에만 개선됨을 확인했다. ※ 밀리세컨드(ms, millisecond) : 1밀리세컨드는 1000분의 1초를 나타냄​

  

​

 

▲ 정중감각신경 잠복기 측정 결과 진짜침은 감각신경 잠복기를 평균 0.16 ms(근위침 0.16 ms, 원위침 0.17 ms) 감소시켰으나, 가짜침은 오히려 0.12 ms 증가시킴 즉, 정중신경전도는 진짜침 시술 후에만 개선됨.​

  

이어서 fMRI를 이용해 정중신경이 지나가는 검지, 중지를 자극하였을 때 뇌의 일차감각피질에서 가장 활성화되는 영역의 꼭지점간 거리(검지-중지 거리)를 측정했다. 손목터널증후군 환자는 정상인에 비해 검지-중지 거리가 줄어든다는 것이 기존 연구를 통해 밝혀진 바 있다. 측정결과 진짜침 치료 후에는 줄었던 검지-중지 거리가 평균 1.8 mm(근위침 2.3 mm, 원위침 1.3 mm) 증가한데 반해, 가짜침 치료 후에는 평균 0.1 mm 감소할 뿐 유의미한 변화는 없었다.​

  

※ fMRI를 이용해 정중신경이 지나가는 검지, 중지를 자극하였을 때 뇌의 일차감각피질에서 가장 활성화되는 영역의 꼭지점간 거리(검지-중지 거리)를 측정함. 진짜침 치료 후에는 줄었던 검지-중지 거리가 평균 1.8 mm(근위침 2.3 mm, 원위침 1.3 mm) 증가한데 반해, 가짜침 치료 후에는 평균 0.1 mm 감소할 뿐 유의미한 변화는 없었음. ※ [Yumi Maeda, Vitaly Napadow의 2014년 브레인 (Brain) 논문 인용] 일차감각피질에서 검지(D2)-중지(D3) 거리는 정상인에 비해 손목터널증후군 환자에게서 유의미하게 짧았다. 흔히 일차감각피질에서 차지하는 영역의 넓이가 넓을수록 감각이 예민한 것으로 여겨지는데, 이 실험 결과는 손목터널증후군 환자의 정중신경이 지나는 검지, 중지의 감각이상을 뇌영상기법을 이용하여 밝혀낸 것으로 평가받았다.​  출처 : Functional deficits in carpal tunnel syndrome reflect reorganization of primary somatosensory cortex, Brain. 2014;137(6):1741-1752. doi:10.1093/brain/awu096

  

마지막으로 DTI를 이용하여 손목터널증후군 환자의 뇌백질(white matter) 구조를 살펴보았다. 진짜침 치료 후에는 신경전도속도가 개선됨에 따라 아픈 손에 해당하는 뇌백질의 구조 이상이 일부 회복되는 등 구조적 변화가 관찰됐으나, 가짜침 치료 후에는 변화가 없었다. ※ DTI(Diffusion Tensor Imaging, 확산텐서영상) : 대뇌 백질의 특성을 정량적으로 측정할 수 있는 자기공명영상의 최신 기법 중 하나로 우리 몸의 70%를 구성하고 있는 물 분자의 자유 확산 운동을 이용함.​

  

▲ 손목터널증후군 환자와 정상인 간 일차감각영역 뇌백질 구조 차이를 보이는 영역. 양쪽 손에 해당하는 영역(빨강색, 파랑색 원)과, 환측 손의 반대편 발에 해당하는 영역(노랑색 원)에 뇌백질의 구조적 차이가 있었음.​

  

한편, 임상시험 참가자를 대상으로 보스턴 손목터널증후군 설문조사(BCTQ) 결과, 8주간의 침 치료 직후에는 진짜침과 가짜침 치료군 환자 모두 통증이 경감되었다고 응답했다. 그러나 치료 3개월 후 진짜침 치료군은 증상 평가 점수가 25.1% 감소하여 치료효과가 유지된데 반해, 가짜침은 증상 평가 점수가 11.1% 하락하여 효과가 유지되지 않았다. ※ BCTQ(Boston Carpal Tunnel Questionnaire, 보스턴 손목터널증후군 설문) : 손목터널증후군 환자를 대상으로 통증 등 자각증상을 평가하는데 널리 사용되는 설문조사법​

  

​​

▲ 8주간의 침 치료 직후 보스턴 손목터널증후군 (BCTQ)의 설문조사 결과, 진짜침과 가짜침 치료군 환자 모두 통증이 경감되었다고 응답함. 그러나 치료 3개월 후 진짜침 치료군은 증상 평가 점수가 25.1% 감소하여 치료효과가 유지된데 반해, 가짜침은 증상 평가 점수가 11.1% 하락하여 효과가 유지되지 않음.​

  

▲ 한국한의학연구원 임상연구부 김형준 박사와 미국 하버드의대 마르티노스 바이오메디컬 이미징 센터 Vitaly Napadow 교수가

연구 내용에 대해 설명하고 있다.

​ 

공동연구팀은 한의학 치료의 기전을 뇌영상 기법으로 규명하기 위해 후속연구(보건복지부 한의국제협력연구)를 기획중이며 요통, 경항통, 편두통, 섬유근육통 등 다빈도 통증 치료기전에 대한 연구를 계속할 예정이다. 한의학연 김형준 박사(논문 공동 1저자)는 “침이 임상적으로 진통효과를 보인다는 것은 잘 알려져 있지만 기존에는 환자들의 주관적인 보고에 의존할 수밖에 없어서 침의 효과를 객관적인 지표로 보여주기가 어려웠다”라며 “이번 연구는 진짜침만이 정중신경 전도도를 변화시키고, 또 뇌 일차감각영역의 변화를 가져온다는 사실을 MRI를 통해 최초로 밝혀낸 것”이라고 밝혔다. 미국 하버드의대 비탈리 교수는 “침은 안전하고 부작용이 적은 통증 치료법으로, 이 연구는 침이 신경조절작용을 통하여 뇌의 감각영역에 변화를 가져오고 치료효과를 나타내는 기전을 증명했다”라고 이번 연구 성과의 의미를 밝혔다. 한의학연 이혜정 원장은 “이번 성과로 한의약 치료기술의 우수성이 다시 한 번 확인됐다”라며, “한의학연은 앞으로도 세계 우수 연구기관과 융복합 연구를 통해 국민들이 한의약 치료기술을 신뢰할 수 있도록 노력할 것”이라고 밝혔다.

[출처] 한의학연-하버드의대 공동연구팀, 뇌 영상 임상연구로 침 치료 효과·기전 규명|작성자 한국한의학연구원

[출처] 한국한의학연구원