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제목 파킨슨 환자를 위한 뇌심부자극기의 기술발전사
진료과 신경외과 교수 박광우
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파킨슨 환자를 위한 뇌심부자극기의 기술발전

1975년 메드트로닉에서 개발된 첫 뇌심부자극기가 공개된 후, 2000년 초반까지 파킨슨 환자의 수술 치료 기기의 대명사로서, DBS(Deep brain stimulation)가 널리 쓰이게 되었다. 그로부터 2015년까지 뇌심부자극기는 메드트로닉에서만 독점하여 개발되어왔고, 그 결과 보다 작고 섬세한 자극선 및 작고 오래가는 체내삽입배터리 기술이 발전되었다.

하지만, 결과적으로 이러한 오랜 독점 기간은 기기의 발전을 더디게 하는 결과를 가져오기도 하였다. 과거의 방식인 4개의 접점 전극 형태에서 벗어나지 못하였고, 새로운 체내삽입배터리를 소개하였지만, 오히려 배터리 사용량이 감소하기도 하였다.

4개의 접점 전극 형태의 자극선은 2015년 세인트주드(현재는 애보트로 사명이 바뀜)에서 소개한 인피니티 시스템에서 바뀌었고, 이 회사는 8개의 증가된 자극선을 통해 더욱 정밀한 자극이 가능하여, 파킨슨 환자에게 더욱 효과적인 치료가 가능한 기기임을 보여주었다. 게다가, 세인트주드의 기기는 블루투스를 이용한 무선조절이 가능하였기 때문에, 메드트로닉의 기기에 비해 더욱 쉽게 기기의 조절이 가능하다는 장점이 있었다.

과거 40여년간 기기를 독점하던 메드트로닉에서는 2012년 새로운 체내삽입배터리인 <악티바>를 소개하였다. 기존의 공급된 <솔레트라> 배터리보다 나은 효율을 통해서, 비슷하거나, 혹은 그보다 나은 배터리 수명을 보증하였고, 이 회사는 2012년 <솔레트라> 배터리를 단종시켰다. 하지만, 이렇게 바뀐 <악티바> 배터리는 기존의 <솔레트라> 배터리보다 못한 사용시간을 보여주었고, 이는 이미 논문으로도 보고가 되었다.(Battery life matters in deep brain stimulation, Stereotact Funct Neurosurg 2018)

이처럼 단축된 배터리의 수명은, 결국 환자의 배터리 교체 시기를 늘림으로써, 수술 횟수가 증가하고, 환자의 의료 비용이 증가하며, 잦은 수술로 인한 감염 등의 합병증의 위험성이 커지게 될 우려가 있기 때문에, 배터리의 수명을 늘리는 것은 기기의 기술 발전에 중요한 부분이다.

이를 위해 배터리 자체의 용량을 늘리는 것뿐만 아니라, 배터리 사용의 효율을 증가시키는 것이 무엇보다 중요하며, 이를 위해 접점 전극의 미세 조정이 필요하게 되었다. 이러한 요구에 맞추어 2017년 보스턴 사이언티픽에서는 6개의 접점을 각기 다르게 조정할 수 있도록 하여, 최소한의 배터리 소모로 오랫동안 자극이 가능한 뇌심부자극기 및 체내삽입배터리를 소개하였다.

가장 최근에 새롭게 뇌심부자극기를 소개한 보스턴 사이언티픽은, 무엇보다 충전형 체내삽입배터리가 주목을 받고 있다. 이 회사의 충전형 배터리는, 다른 회사의 충전형 배터리와 달리, 체내에 깊게 위치해 있어도 충전이 가능하며, 완전방전에 의한 기기고장의 위험을 줄였다고 소개하고 있다. 이를 통해 파킨슨 환자는 배터리 교체의 위험성에서 벗어나, 반영구적으로 배터리를 사용할 수 있는 길이 열린 것이다.

앞으로의 뇌심부자극기는 더욱 발전할 것이다. 파킨슨 환자의 뇌심부자극기 삽입후 부작용을 최소화하고 효과를 크게 하는 부위를 더욱 정밀하고 효율적으로 자극하도록 접점 전극의 모양이 바뀔 것이다. 또한, 체내삽입배터리는 미세하게 조정된 최적의 위치에만 배터리가 소모하도록 만들어질 것이며, 최종적으로는 생체에너지로 구동이 가능한 배터리형태가 개발되어, 많은 파킨슨 환자의 치료에 도움이 될 것이다.

신경외과 박광우 교수

진료분야
파킨슨병, 방사선수술, 뇌종양, 삼차신경통, 진전증, 뇌전증, 만성통증

약력
한양대 의대/ 연세대 의대 방사선종양학과 박사
신경외과 전문의/ 방사선종양학과 전문의
파킨슨병, 진전증(떨림) 등과 같은 이상운동장애에 대한 수술적 치료
뇌전증 및 진전중(떨림), 삼차신경통에 대한 방사선수술
뇌종양(양성 및 악성)에 대한 방사선수술
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