심정지 후에 3 Hz 전반극서파가 지속되었던 혼수 환자
A Comatose Patient with Continuous Generalized 3 Hz Spike-and-Wave Discharges after Cardiac Arrest
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Trans Abstract
The electroencephalogram exhibits continuous epileptiform discharges in many advanced coma stages, described as comatose nonconvulsive status epilepticus (NCSE). Comatose NCSE might represent an irreversible brain damage, but its causal role remains unclear. We experienced a comatose patient with continuous generalized 3 Hz spike-and-wave discharges after cerebral anoxia, which is a quiet similar electroencephalographic pattern of typical absence status epilepticus. This case indicates that NCSE in comatose patients may be overdiagnosed if the diagnosis is based on electroencephalographic alterations alone.
혼수 환자의 뇌기능을 객관적으로 평가할 때, 특히 뇌영상검사에서 이상소견이 발견되지 않는 경우에 뇌파검사는 매우 유용하다[1]. 의식저하의 원인을 진단할 수 있는 경우도 있고 비경련뇌전증지속상태(NCSE)의 진단에 필수적이다. 무산소뇌손상, 독성 및 대사뇌병증, 뇌외상, 중추신경계 감염질환 등에 의하여 혼수상태에 빠진 환자들의 상당수에서 지속적인 극서파방전이 관찰될 수 있으므로 NCSE와 감별이 필요하다[2-4]. 특히 심장정지 후에 혼수상태에 빠진 환자들의 10-30%에서 발작 혹은 발작뇌파가 발생하는 것으로 알려져 있기 때문에 지속적인 극서파방전이 관찰되면 뇌손상에 의한 부수현상(epiphenomenon)인지 아니면 NCSE인지 구분하여야 적절한 치료 및 예후의 예측이 가능하다[1]. 저자는 심정지 후 혼수상태에 빠진 환자에서 3 Hz 전반극서파방전이 지속적으로 관찰되어 전형적소발작지속상태와 동일한 뇌파가 관찰되었던 환자를 경험하였으며 현재까지 발표된 적이 없었기에 문헌고찰과 함께 보고하는 바이다.
증 례
호흡곤란을 주소로 52세 남자가 응급실을 방문하였다. 최근에 소변량이 감소하면서 몸이 조금씩 붓다가 7일 전부터 호흡곤란이 점점 심해졌으나 의식은 명료하고 대화가 가능하였다. 당뇨병, 고혈압, 뇌경색 및 협심증으로 치료 중이었으며 2년 전부터 중등도의 만성신부전이 발생하였다.
응급실에서 촬영한 단순흉부엑스선촬영에서 폐부종이 심하고 혈중 크레아티닌이 7.26 mg/dL이어서 이뇨제를 투여하고 혈액투석을 준비하던 중에 심정지가 발생하여 심폐소생술을 시작하였다. 약 3분 후에 심장박동이 회복되었으나 심실빈맥이 발생하였다. 심장전기충격 후에 심장박동이 회복되어 기계호흡과 혈액투석을 시작하였으나 의식은 혼수상태였다. 신경학적진찰에서 동공의 크기는 양쪽에 3 mm로 차이가 없었으나 빛반사가 관찰되지 않았고 안구머리반사도 음성이었으며 강한 자극에 대한 반응과 자발호흡이 전혀 없는 혼수상태였다.
심정지가 발생한 다음 날(입원 둘째 날) 신경학적진찰에서 양쪽 동공은 3 mm로 동일하였고 빛반사와 안구머리반사가 관찰되었다. 통증에 대한 반응과 자발적인 움직임은 전혀 없었다. 뇌파검사에서 3 Hz 전반극서파방전이 30분 이상 지속적으로 관찰되었는데 주파수의 변화가 별로 없이 일정하게 나타났다(Fig. 1-A). 로라제팜 4 mg을 정맥 투여한 후에 전반극서파는 억제되지 않았고 환자의 의식도 호전되지 않았다. 근간대경련이 발생하여 클로나제팜 1 mg과 발프로산 1,000 mg을 매일 투여하였다.
Electroencephalogram (EEG) of the patient. EEG on hospital day (HD) 2 shows continuous generalized 3 Hz spike-and-waves (A). EEG on HD 4 shows frontal-dominant generalized periodic epileptiform discharges (B). EEG on HD 5 shows slow and suppressed background activity composed of delta and theta waves with intermittent small spike and slow wave discharges (C). EEG on HD 15 shows more slowed and suppressed background activity composed of delta waves at 1.5-2 Hz with intermittent small sharp and slow wave discharges (D).
입원 셋째 날 기록한 추적뇌파에서도 3 Hz 전반극서파방전이 지속적으로 관찰되었으나 입원 넷째 날 기록한 뇌파에서는 전반극서파가 사라지고 대신 전반주기방전이 불규칙하게 관찰되었다(Fig. 1-B). 통증자극에 의하여 하지의 신전이 관찰되었지만 자발적인 움직임은 없었다. 약한 자발호흡이 관찰되었지만 불충분하여 기계호흡을 유지하였다. 뇌자기공명영상(MRI)에서 세포독성부종이 양쪽 후두엽, 두정엽, 전두엽, 후측두엽 및 기저핵에 광범위하게 관찰되었다(Fig. 2). 입원 다섯째 날 기록한 뇌파에서는 배경파의 진폭이 많이 감소되었으며 간헐적인 저진폭 예파 혹은 예서파복합체가 관찰되었고 저진폭의 돌발 델타파가 나타났다(Fig. 1-C). 입원 9일째 기록한 뇌파에는 진폭이 더 감소되었으며 통증에 대한 반응이 미약하게 관찰되었으나 자발적인 움직임은 없었다. 입원 15일째 시행한 뇌파에서는 배경파의 진폭이 더욱 감소하였으며 저진폭의 델타파가 대부분이었고 간헐적인 예파가 관찰되었다(Fig. 1-D). 간헐적인 근간대경련이 입원 20일까지 지속되어 클로나제팜1 mg과 발프로산 1,000 mg을 유지하였다. 자발호흡이 회복되지 않고 혼수상태가 지속되었으며 보호자가 원하여 2차 병원으로 전원하였다.
MRI of the patient. Axial diffusion-weighted MRI (A), apparent diffusion coefficient mapping (B), and T2-weighted MRI (C) show diffuse cytotoxic edema at the cortical and subcortical areas of bilateral occipital, parietal, frontal and posterior temporal lobes, and both basal ganglia. MRI; magnetic resonance imaging.
고 찰
심정지 후에 불규칙한 전반극서파 혹은 1-2 Hz의 느린 전반극서파방전이 지속적으로 발생하는 경우는 간혹 있었지만 본 증례처럼 규칙적인 3 Hz 전반극서파방전이 24시간 이상 관찰되었던 경우는 보고된 적이 없었다[1,3,5]. 최근에 NCSE의 운영기준[6](working criteria)이 제시되었는데 뇌파에서 2.5 Hz 이상의 뇌전증모양방전이 지속되면 NCSE로 규정하였으므로 본 증례도 뇌파를 기준으로 하면 전형적소발작지속상태의 뇌파와 동일하므로 장년 및 노년기에 발생하는(late onset) 소발작지속상태 혹은 상황관련(situation-related) 소발작지속상태와 감별이 필요하다.
일반적으로 소발작지속상태 환자들은 의식저하가 심하지 않 고 혼동과 기면상태를 보이면서 벤조디아제핀 혹은 항경련제를 투여한 후에 뇌파에서 3 Hz 전반극서파방전이 사라지고 환자의 의식이 호전된다[7]. 본 환자는 의식이 혼수상태였으며 벤조디아 제핀을 투여한 후에도 전반극서파가 중단되지 않았고 의식도 호전되지 않았으므로 소발작지속상태와 감별이 가능하였다. 아 울러 소발작지속상태의 초기에는 3-4 Hz의 전반극서파방전이 관찰되고 시간이 경과할수록 느려지는 것으로 알려져 있지만 본 증례는 24시간 이상 주파수의 변화가 없었기 때문에 소발작지 속상태의 뇌파와는 다른 점이 있었다[7].
Bauer 등[3]은 심각한 급성뇌손상에 의하여 혼수상태에 빠진 환자에서 지속적인 극파 혹은 극서파방전이 관찰되면 이를 혼수비경련뇌전증지속상태(comatose NCSE)로 정의함으로써 진성비경련뇌전증지속상태(NCSE proper)와 구분하였다. Comatose NCSE는 혼수-전반뇌전증모양방전(coma-generalized epileptiform discharges, coma-GED)과 혼수-편측뇌전증모양방전(coma-lateralized epileptiform discharges, coma-LED)으로 분류되는데 본 증례는 2.5 Hz 이상의 전반극서파방전이 지속적으로 관찰되었기 때문에 coma-GED에 해당된다.
뇌전증지속상태에서는 뇌압과 조직의 글루탐산염이 상승하고 신경세포의 지방산화가 증가하기 때문에 뇌손상이 발생할 수 있는 것으로 알려져 있지만 comatose NCSE 환자에서 지속적인 극서파방전이 혼수상태를 악화시키거나 추가적인 뇌손상을 일으키는지에 대한 연구는 없었다. 하지만 지속적인 극서파방전은 뇌손상에 의한 부수현상으로 알려져 있으므로[1,3] comatose NCSE 환자에게 극서파방전을 중단시키고 예후를 개선하기 위하여 전신마취제 혹은 진정작용이 있는 항경련제를 투여하지 않는 것이 보편적이지만 이에 대한 체계적인 연구는 없었다[3,8,9].
Comatose NCSE의 가장 많은 원인은 급성뇌혈관질환과 무산소뇌손상으로 나타났는데 coma-LED는 급성뇌혈관질환에 의한 경우가 가장 많았고 coma-GED는 심폐정지에 의한 무산소뇌손상이 가장 빈번한 것으로 나타났다[10]. 원인질환에 의하여 예후가 결정되는데 무산소뇌손상에 의한 경우가 가장 예후가 나쁜 것으로 알려져 있으며 대부분 사망하거나 식물상태가 된다.
급성뇌손상 환자에서 지속적인 극서파방전이 발생하는 것은 시상피질경로(thalamo-cortical pathway)의 기능장애에 기인하며 뇌손상의 마지막 단계에서 발생하고 신경세포가 더 이상 기능을 못할 때까지 지속될 수 있다[3]. 본 증례도 24시간 이상 전반극서파방전이 지속되었는데 이후에는 시간이 경과하면서 극서파의 빈도와 배경파의 진폭은 감소하였고 저진폭의 서파는 점차 증가하였다. 나중에 평탄뇌파는 아니지만 배경파의 진폭이 매우 감소하였고 환자는 혼수상태에 빠진 후에 의식이 회복되지 않았다.
급성뇌손상에 의한 혼수 환자의 뇌파에서 지속적인 전반극서파방전이 관찰되면 뇌손상에 의한 coma-GED로 진단하여야 하며 NCSE로 오진하는 경우가 없어야 하겠다. 특히 규칙적인 3 Hz 전반극서파방전이 지속적으로 관찰될 때에는 전형적소발작지속상태의 뇌파와 구분하여야 할 것이다.