치매 환자 가족을 위한 심리학 개론 <22>. 우리 뇌를 들여다보는 방법, CT MRI fMRI PET

치매를 진단하기 위해서는 심리학적 검사만으로는 부족합니다. 심리학적 조사 결과와 생물학적 조사 결과를 종합해서 판단해야 합니다. 생물학적 진단 방법에는 CT, MRI 등 영상 촬영과 혈액검사 등이 있습니다. 치매란 질병이 뇌의 퇴화로 인해 발생하는 것인데, 혈액검사는 왜 하는 것일까요? 알츠하이머 치매 이외에도 다양한 원인에 의해서 치매가 발생하는데요. 비타민 결핍에 의해서 치매가 발생하는 경우도 있습니다. 그래서 혈액검사 등을 통해서 매독혈청검사, 비타민 결핍 여부 등을 알아보는 것입니다. 

이런 기본적인 검사가 이뤄지고 나면 당연히 우리 뇌를 들여다 봐야겠지요. 하지만 살아있는 사람의 뇌를 들여다 볼 방법은 특수한 영상 촬영밖에 없습니다. CT, MRI 등이죠. 그런데 우리는 CT, MRI 등에 대해 말은 자주 들었지만 이게 뭔지 정확히 모르는 경우가 많습니다. MRI는 CT보다 비싸니까 더 정확한 장비(?) 라는 식으로 생각하기 일쑤죠. 그런데 각각의 장비들은 나름 장단점이 있어서 상호 보완적 관계에 가깝습니다. 이 시간에는 각각의 장비가 어떤 특성을 갖고 있는지 살펴보도록 하겠습니다. 

■CT (컴퓨터 단층촬영, Computed Tomography)

X선의 발명은 혁명이었습니다. 환부를 도려내지 않고도 총알이 어느 위치에 박혀 있는지 정확히 알 수 있었기 때문입니다. 다른 질병도 마찬가지였죠. 예전에는 개복(칼로 환부를 도려냄)을 해야만 알 수 있던 것들이 이제는 사진 한 장만 찍으면 알 수 있게 됐습니다. 

하지만 X선에 만족하지 못하는 사람들도 꽤 있었습니다. X선 사진은 평면도 이기 때문입니다. 항공사진 촬영 사진을 한번 떠올려 보시기 바랍니다. 우리가 사는 동네는 입체인데 하늘에서 평면으로 찍어 놓으면 이게 뭔지 분간이 잘 안될때가 많습니다. X선도 이런 단점을 갖고 있었죠. 그래서 X선을 ‘입체’로 구현하는 방법에 대해 고민하는 사람들이 생겼습니다. 이런 고민이 현실화 된 것이 CT이구요.

CT로 촬영하면 ‘단단한’ 신체 구조는 MRI보다 더 잘 보입니다. 그래서 미세 골절 등이 의심될 때는 MRI보다 CT가 더 정확한 편입니다. 뇌 출혈이 의심될 때도 CT가 더 정확한 것으로 알려지고 있구요. 하지만 단점은 역시 X선을 입체로 구현한 것이라 다량의 방사선을 쬐어야 한다는 점입니다. 

■MRI (자기공명영상,  Magnetic Resonance Imaging’)

영어 단어에 마그네틱(Magnetic)이란 단어가 보이죠? 대충 감을 잡을 수 있을 겁니다. MRI는 우리 말로 자기공명영상이라고 번역되는데요. 말 그대로 ‘공명영상’인데 ‘자기장’을 이용한 공명영상을 찍는 겁니다.

대충 감이 오는 것 같지만 명확하게 이해되지는 않을 겁니다. 모든 물체(우리 신체를 포함한)는 ‘자기장’ 안에 들어가면 ‘자성’을 띄게 됩니다. 그리고 자성을 갖게 된 물체를 향해 특정한 주파수의 전파를 가하면 전파 에너지를 흡수하는데요. 이걸 공명현상이라고 합니다. 

이런 원리를 이용해서 신체내부를 촬영하는 겁니다. 촬영할 때 자기장과 고주파를 이용하기 때문에 CT보다 안심이 된다는 점도 강점입니다. 또 다른 강점을 뽑으라면 우리 신체에서 부드러운 조직을 촬영할 때 해상도가 높다는 점입니다. 그래서 근육이나 인대의 손상이 의심될 때는 CT보다 MRI를 이용하는 겁니다. 

단점은 CT보다 검사 시간이 길고, 좁은 공간에 들어가 촬영을 해야 하므로 폐쇄공간을 싫어하는 사람은 촬영하기 어렵다는 점입니다. 

■ PET (양전자단층촬영, Positron Emission Tomograph)

PET는 양전자를 방출하는 방사성 의약품을 이용해 우리 신체기관을 촬영하는 장비입니다. 양전자라는 단어가 어려우므로 일단 생략하구요. 간단히 어떻게 촬영하는지에 대해서만 이야기하도록 하겠습니다. 

포도당과 비슷한 방사선 의약품을 우리 몸에 넣으면, 우리 몸에서 에너지를 많이 쓰는 부위에 방사선 물질이 쌓이게 됩니다. 예를 들면 암같은 조직이지요. 그래서 PET 촬영으로는 ‘암’의 모양 등을 구분하지 못합니다. 다만 암이 어느 부위에 있다는 것 정도만, 그리고 크기가 어느 정도다하는 걸 짐작하게만 해줍니다. 

이미 짐작하고 있겠지만 CT, MRI와 PET에는 큰 차이점이 있습니다. CT와 MRI는 우리 신체기관의 ‘구조’를 살펴보는 ‘해부학적 변화’를 탐지하는 장비인 반면, PET은 우리 몸의 ‘생리화학적’ 변화를 탐지하는 장비라는 것입니다. 

지금까지 설명한 원리를 치매에 적용시켜보면 PET을 이용해 베타아밀로이드라는 독성 물질이 우리 뇌에 얼마나 많이 쌓여 있는지, 또 어디에 쌓여 있는지 알아볼 수 있겠죠?

■ f-MRI (Functional magnetic resonance imaging) 

f-MRI는 MRI와 원리가 유사합니다. 영어 단어에 Functional이란 단어에서 알 수 있듯이 ‘기능’을 살펴보는 MRI입니다. 우리 신체기관은 혈액을 통해 에너지를 공급받습니다. 일을 많이 하는 신체기관에는 피가 다른 곳 보다 더 많이 가야하는 것이 당연합니다. 

이런 원리를 이용해서 우리 뇌가 활성화되는 부위가 어디인지 알아보는 것입니다. 우리 뇌에서 피가 많이 몰려 있는 곳은 일을 많이하는 곳일테고. 그렇지 않은 곳은 뇌가 비정상적인 움직임 또는 뇌의 기능이 제대로 작동하지 않는 곳이라는 것을 알 수 있습니다.