제3화 DBS(Deep Brain Stimulation)의 조정 파라미터

DBS는 수술전 보다 수술후가 훨신 고려해야할 사항이많다. 그이유는 최대효과를 내는 조정파라메터값을 찾기가 그렇게 간단하지않기 때문이다. 여러 가지 요인이 있을수가 있으나 가장핵심적인 이유는 안정화가 되는데는 시간이 걸리기 때문이다. 그럼 하나씩 살펴보자 여기서는 중국과 미국과 영국에서 있었던 임상실험을 토대로 합리적인 결과를 살펴보기로 한다. 1. 전압임상실험을 실시한 환자수는 87명이었다. 전압은 가장 중요한 파라미터이다 직접인 파워를 주는 매개변수인지라 환자의 조정기에 포함되어있다. 대략 0.0V-2.0V가 42% 1.5V-3.5V가 35% 2.0-4.0V가 18% 분포를 보였다. 또한 5V이상이 5%였고 2V미만이 1%였다.전극을 심는동안 같은전극을 기준으로 주파수 펄스넓이가 주어진 가운데 임의의 전압범위내에서 운동지수의 향상을 경험하였다. 심지어 4V이상에서도 정지시 발생하는 떨림과 경직에 향상을 관찰하였다, 그러나 그이상의 고전압에서는 보행동결과 축방향운동에 오히려 악화를 가져왔다. 보행동결과 축방향운동은 삶의지수를 나타내는 중요한 척도가 되며 축방향 운동이란 중력의 방향을 거슬러 올라가는 운동으로 보행, 균형감각 자세에 관한운동으로 파킨슨병의 중요한 증세중에 하나이다. 2.주파수초기 세팅값:130-185Hz87명 가운데 10명이 보행동결이 나타났고 그중에서 4명이 위치조정과 주파수를 130에서 60으로 낮추고 전압을 높여서 효과를 보았다. 그중한명은 극적인 향상을 보았다. 그러나 수술후에 보행동결이 나타나는 경우는 24시간이 경과하자 개선효과가 사라져서 떨림과 강직이 재차나타나기 시작하였다  3.펄스 넓이초기값으로 60-120 μs가 설정되었지만 최근 연구에 의하면 적은 펄스 넓이 값(60-90μs)이 부작용이적고 치료범위내에서 효과적이라고 보고되었지만 본연구에서는 별로차이가 없는 것으로 드러났다. 4.기타시도모든 결과는 증상개선효과를 정확하게 예측하기 위해서 오프상태에서 시작하였다 그리고 펄스넓이는 60으로 주파수는 130으로 설정되었다. 그리고 환자의 반응에 따라서 전압을 조정하였다. 이론적으로는 전압 2-3V에서 운동효과가 가장좋은 것으로 알려져 있지만 실제적인 차이는 없었다. 그리고 주파수 130-180Hz가 보행동결 치료에 효과적인 것으로 드러났다.펄스넓이 역시 증세를 완화시켰지만 전압이나 주파수많큼 효과적이지 않았다.그러나 대부분의 증상은 한번에 치료효과가 나타나지만 보행장애나 보행동결은 반복적인 작업을 필요로한다. 그리고 이상운동은 전압을 낮추거나 약을 줄임으로써 완화시킬수 있다. 또한 제어하기힘든 눈감빡임은 주파수나 펄스넓이를 줄이거나 약을 줄여서 증상을 개선할 수있다.  이상은 구체적으로 파라미터를 조정하여 현재 수술한 환우들의 증상을 개선하기위한 임상실험을 소개하였다. 임상파라미터는 중요도가 전압 주파수 펄스넓이 임피던스 순으로 결정된다. 그래서 환자조정기에 전압을 조정을 할수 있도록 그 기능이 포함되어있다. 나머지 파라미터는 수술을 시행한 기관에서 가능하도록 되어있다. 이런 시스템이 암시하는 것은 환우는 전압만 알고 나머지는 전문가에게 맡겨두라고 암시를 하고 있지만 실제 상황은 환자의 변화무쌍한 변화에 다양한 조합을 요구하기에 환자도 당연히 요구할 권리가 있다. 그럴러면 어느정도 기본지식이 있어야한다. 가장 중요한 파라메터는 자극점의 위치이다. 뇌심부자극술의 최대장점 중하나인 이른바 자극점의 위치를 변경할 수 있는 여유 자극점을 남기는 기술이다. 이점이 수술이후에 가장 근본적인 변경에 해당한다. 다음은 전압으로 전류와 같은 개념적인 매개함수를 의미한다. 오옴의 법칙에 의하면 전압은 전류에다 저항을 곱한값이다. 여기서 저항은 사람의 신체에서 발생되는 생물학적 저항을 고려하면 그값을 구할수 있고 그 전압값이 이론적으로 2-3V 정도에 해당한다. 나머지는 임피던스는 교류전원에서 발생하는 파라메터로 직류전원의 저항값에 등가되는 매개변수이다. 이처럼 파라메타의 조정값이 바로 결정적인 파킨슨병의 증세를 완화하는데 사용되기에 조정값의 의미를 기억하거나 기록으로 남겨야한다.특별히 초기값의 세팅과 함께 끊임없이 동적으로 변화하는 파라메터값의 재조정과 단순반복적인 조정작업으로 인하여 인내심이 요구되는 과정으로 인하여 환자들은 의구심과 심리적인 불안과 동요를 일으킬 수있다. 그러나 대체적으로 1년이 경과하면 안정기에 접어들어서 일정한 파라메터값으로 설정이되고 난후에는 시간에 따르는 변화가 적어서 큰 문제를 일으키지 않는다.그러나 주파수와 펄스넓이는 환자에 따라서 변화무쌍한 값을 가지고 있어서 패턴을 찾기가 쉽지않다. 딥러닝기술을 이용하여 정확한 패턴을 찾는 연구가 시도되고 있는 것도 수술후와 수술중에 모든 과정에서 학습을 통하여 원하는 정확성을 찾아내는 AI기법 역시 시도할만 신기술이다.      향량님의 질문에   답변드리지요5. 수술 후 지금이 수술 전과 비교시 장단점이 무엇인지요?가장  큰변화는 운동지수향상으로 생활지수가 향샹되었습니다. 서동 경직 진전에서 50%이상의 개선으로 삶의질이 달라짐단점은 보행은 크게 개선되지 않아서 지금도 까치걸음으로 고생하고 잇음. 6수술을 권하시거나 반대하신다면 어떤 이유인지도 궁금합니다.신경과 선생님은 수술에 부정적이고 신경외과선생님은  가능하면 빨리수술하기를 원하시죠. 5년으로 되어있는 현행법을 3년으로 바꾸어야한다고 주장하시지요. 저는 약으로 다스릴수 있으면 약으로 해결하지 굳이 수술할 필요가 없다고 생각합니다. 그러나 약으로 다스릴수 없는 경우는 빠른결단으로 수술을 권합니다. 수술이 좋은점은 자극으로인한 보너스가 있더군요. 예를들면 커피를 마시면 잠을 잘수가 없었는데 수술후는 완전히 불면이해소되어서  얼마나  잠을 깊게 자는지  적게자도 피곤치 않습니다. 불면의 밤으로 얼마나  고생했는지는 안녕파킨슨을 참조하세요. 요즈음은 커피 콜라 아무리 마셔도 누우면바로잡니다,  .