뇌심부자극술 수술 절차 및 방법, 각종 뇌 질환에 사용되는 전기 자극 요법

건강한 삶을 리뷰하는 Heeee 2025.08.09 조회수

뇌심부자극술 수술 절차 및 방법, 각종 뇌 질환에 사용되는 전기 자극 요법

뇌의 내비게이션을 다시 설정하다, 뇌심부자극술(DBS)의 모든 것

혹시 TV나 영화에서 손을 심하게 떨거나, 몸이 뻣뻣하게 굳어 걷기 힘들어하는 파킨슨병 환자의 모습을 보신 적이 있나요? 혹은 이유 없이 몸이 뒤틀리는 ‘근긴장이상증’이나, 글씨를 쓰거나 물건을 잡으려 할 때마다 손이 떨리는 ‘본태성 떨림’으로 힘겨워하는 분들의 이야기를 들어보셨을 거예요.

이런 질환들은 우리 뇌 속 깊은 곳, 운동 기능을 조율하는 신경회로에 이상이 생겨 발생하는 경우가 많답니다. 마치 정교한 기계의 톱니바퀴가 하나 어긋나 전체 시스템이 삐걱거리는 것과 같죠. 처음에는 약물치료로 증상을 조절하지만, 병이 진행되면서 약의 효과가 떨어지거나 약물 부작용으로 더 큰 고통을 겪는 분들이 적지 않아요.

‘약도 더는 듣지 않는데, 이제 방법이 없는 걸까?’라며 깊은 절망에 빠져있을 때, 마지막 희망처럼 떠오르는 치료법이 있습니다. 바로 뇌심부자극술(Deep Brain Stimulation, DBS)이에요. 이름만 들으면 뇌를 직접 수술한다고 하니 덜컥 겁부터 날 수 있지만, 알고 보면 우리 뇌의 잘못된 신호를 바로잡아주는 ‘뇌 속의 페이스메이커’와 같은 놀라운 치료랍니다. 오늘은 절망의 끝에서 새로운 일상을 선물하는 뇌심부자극술에 대해, 그 누구보다 쉽고 자세하게 알려드릴게요.

뇌심부자극술, 대체 어떤 원리인가요?

뇌심부자극술을 이해하려면 먼저 우리 뇌의 운동 조절 시스템에 대해 살짝 알아볼 필요가 있어요. 우리 몸의 움직임은 대뇌피질에서 시작된 명령이 ‘기저핵’이라는 뇌 깊숙한 구조물을 거쳐 정교하게 조절된 후, 다시 대뇌피질로 전달되어 최종적으로 근육에 명령을 내리는 복잡한 과정을 통해 이루어져요.

파킨슨병, 근긴장이상증, 본태성 떨림과 같은 이상운동질환은 바로 이 기저핵 회로의 특정 부분에 고장이 생긴 것과 같아요. 비정상적인 전기 신호들이 멋대로 날뛰면서, 우리는 원치 않는 떨림을 겪거나, 몸이 굳고, 움직임이 느려지는 등 고통스러운 증상을 경험하게 되는 거죠.

뇌심부자극술은 바로 이 문제의 핵심, 즉 비정상적인 신호를 보내는 뇌의 특정 부위에 아주 가느다란 전극을 정확하게 삽입하고, 가슴 피부 밑에 이식된 ‘자극 발생기’에서 보내는 미세한 전기 자극을 통해 고장 난 신경회로를 정상적으로 작동하도록 조절하는 원리랍니다. 쉽게 말해, 시끄럽고 혼선이 가득한 라디오 주파수를 깨끗한 주파수로 다시 맞춰주는 것과 같아요. 뇌 조직을 파괴하거나 제거하는 것이 아니라, 전기 신호를 통해 ‘조율’하는 방식이기 때문에 훨씬 안전하고, 환자의 상태에 따라 자극 강도를 조절할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있어요.

어떤 증상들이 있을 때 뇌심부자극술을 고민하게 될까요?

뇌심부자극술은 모든 환자에게 적용되는 치료법은 아니에요. 주로 약물치료의 효과가 더 이상 만족스럽지 않거나, 약으로 인한 부작용이 일상생활을 심각하게 방해할 때 고려하게 된답니다.

1. 파킨슨병

뇌의 흑질이라는 부위에서 도파민을 만드는 신경세포가 서서히 죽어가면서 발생해요. 도파민은 우리 몸의 움직임을 부드럽게 만들어주는 중요한 신경전달물질인데, 이것이 부족해지면서 다양한 운동 증상이 나타나죠.

떨림(진전): 가만히 있을 때 손이나 다리가 규칙적으로 떨리는 증상이에요. 특히 긴장하면 더 심해지죠.
강직: 근육이 뻣뻣하게 굳어 다른 사람이 팔다리를 움직이려고 하면 마치 톱니바퀴를 돌리는 것처럼 뚝뚝 걸리는 느낌이 들어요.
서동증: 행동이 눈에 띄게 느려져요. 걸을 때 첫발을 떼기 어렵고, 종종걸음을 치며, 얼굴 표정이 무표정하게 변하기도 해요.
자세 불안정: 몸의 균형을 잡기 어려워 자꾸 넘어지려고 해요.
약물로 인한 합병증: 특히 오랜 기간 레보도파(도파민 보충 약물)를 복용한 환자에게서 나타나는 문제인데요, 약효가 있을 때와 없을 때의 운동 상태 차이가 심한 ‘운동 동요 현상’이나, 몸이 멋대로 꼬이고 흐느적거리는 ‘이상운동증’이 심할 경우 뇌심부자극술이 효과적인 대안이 될 수 있습니다.

2. 본태성 떨림 (수전증)

특별한 원인 없이 주로 손을 움직이거나 특정 자세를 취할 때 떨림이 나타나는 질환이에요. 글씨 쓰기, 물 따르기, 식사하기 등 일상적인 활동에 큰 어려움을 겪게 되죠. 목소리나 머리에서 떨림이 나타나기도 합니다. 약물치료에 반응이 없거나 부작용으로 약을 먹기 힘든 심한 떨림 환자에게 뇌심부자극술을 고려할 수 있어요.

3. 근긴장이상증

자신의 의지와 상관없이 근육이 비정상적으로 수축하고 뒤틀리는 질환입니다. 목이 한쪽으로 돌아가는 ‘사경증’, 눈꺼풀이 자꾸 감기는 ‘안검 경련’, 얼굴 전체가 찡그려지는 증상 등 다양한 형태로 나타나요. 이런 증상들이 약물이나 보톡스 주사 치료로 조절되지 않을 때 뇌심부자극술을 시행할 수 있습니다.

뇌심부자극술, 아무나 받을 수 있나요? (검사 및 진단 방법)

뇌심부자극술은 매우 정밀하고 중요한 수술인 만큼, 수술 대상자를 선정하는 과정 역시 아주 꼼꼼하고 신중하게 진행된답니다. 마치 우주선을 발사하기 전 수많은 항목을 점검하는 것처럼요. 대한민국 주요 병원에서는 신경과와 신경외과 전문의가 팀을 이루어 환자의 상태를 다각도로 평가합니다.

1. 정확한 진단 및 약물 반응 평가

가장 먼저, 환자의 증상이 정말 파킨슨병이나 본태성 떨림, 근긴장이상증이 맞는지 다시 한번 정확하게 진단해요. 특히 파킨슨병 환자의 경우, 레보도파 약물에 얼마나 잘 반응하는지가 매우 중요한 기준이 됩니다. 이를 ‘레보도파 반응성 검사’라고 하는데요. 약을 끊은 상태와 복용한 상태에서의 운동 기능 점수(UPDRS, 통합 파킨슨병 등급 척도)를 비교해서, 약물 복용 후 30% 이상 증상이 뚜렷하게 좋아지는 모습을 보여야 뇌심부자극술 후에도 좋은 예후를 기대할 수 있어요. 약물에 좋은 반응을 보인다는 것 자체가 뇌의 도파민 회로가 아직 살아있다는 증거이기 때문이죠.

2. 뇌 자기공명영상 (MRI)

뇌 MRI 촬영은 수술의 필수 과정이에요. 뇌의 구조적인 이상이나 다른 질환(예: 뇌종양, 뇌졸중)이 있는지 확인하고, 전극을 삽입할 정확한 목표 지점(예: 파킨슨병의 경우 시상하핵 또는 내측담창구)을 계획하는 데 사용됩니다. 마치 수술할 부위의 정밀 지도를 그리는 것과 같아요.

3. 신경심리검사

의외라고 생각하실 수도 있지만, 인지 기능과 정신 상태를 평가하는 신경심리검사는 매우 중요해요. 기억력, 판단력, 언어 능력 등을 종합적으로 평가하여 심각한 인지 저하(치매)가 있는지 확인합니다. 뇌심부자극술은 운동 증상을 개선하는 치료이지, 기억력이나 판단력을 좋게 하지는 않기 때문에 이미 치매가 많이 진행된 환자에게는 수술을 권하지 않아요. 또한 우울증, 불안장애 등 정신과적 문제가 심할 경우 수술 후 관리에 어려움이 있을 수 있어 사전에 평가하고 조절하는 과정이 필요합니다.

4. 종합적인 건강 상태 평가

수술을 견딜 수 있는 전반적인 신체 건강 상태인지 확인하기 위해 혈액검사, 심전도, 흉부 X-ray 등 기본적인 건강 검진을 시행합니다.

이 모든 과정을 거쳐 신경과와 신경외과 의료진이 함께 회의(컨퍼런스)를 통해 최종적으로 수술이 환자에게 정말 도움이 될지를 판단하고, 최적의 치료 계획을 세우게 됩니다.

수술은 어떻게 진행되나요? (치료 방법)

뇌수술이라고 하면 막연한 두려움이 앞서지만, 뇌심부자극술은 생각보다 훨씬 정교하고 안전한 방식으로 진행된답니다. 수술은 크게 두 단계로 나눌 수 있어요.

1단계: 뇌 심부 전극 삽입술

이 단계가 수술의 가장 핵심적인 부분이에요.

정위틀(Stereotactic Frame) 고정: 수술 당일, 환자의 머리에 국소 마취를 한 후 ‘정위틀’이라는 금속 장치를 고정합니다. 이 장치는 뇌 속의 목표 지점을 1mm의 오차도 없이 정확하게 찾아가기 위한 내비게이션 좌표 역할을 해요.
MRI 촬영 및 수술 계획: 정위틀을 고정한 상태에서 다시 한번 MRI를 촬영하여, 미리 계획했던 좌표와 실제 뇌 구조를 최종적으로 확인하고 전극이 들어갈 가장 안전하고 정확한 경로를 설정합니다.
전극 삽입 (부분 각성 상태): 수술실에서 환자는 대부분의 시간 동안 깨어있는 각성 상태를 유지하게 됩니다. 이는 전극이 정확한 위치에 들어갔는지, 부작용은 없는지를 실시간으로 확인하기 위해서예요. 두피와 두개골에 국소 마취를 하기 때문에 통증은 거의 느끼지 못해요. 의료진은 ‘미세전극기록술’이라는 방법을 통해 목표 지점의 뇌세포들이 내는 고유한 전기 신호를 직접 들으면서 전극의 위치를 확인합니다. “자, 이제 오른손을 쥐었다 폈다 해보세요”, “말씀을 해보세요” 와 같이 환자와 대화를 나누고 움직임을 확인하며 최적의 위치를 찾아내죠. 이 과정에서 떨림이나 뻣뻣함이 드라마틱하게 좋아지는 것을 환자 본인이 직접 느끼기도 한답니다.
영구 전극 고정: 최적의 위치가 확인되면, 미세 전극을 제거하고 그 자리에 영구적으로 사용할 가느다란 전극을 삽입하고 고정합니다.

2단계: 자극 발생기 삽입술

전신 마취: 1단계가 끝나면 환자는 전신 마취에 들어갑니다.
자극기 및 연결선 삽입: 쇄골 아래쪽 가슴 부위의 피부를 작게 절개하여 ‘자극 발생기(배터리)’를 위한 공간을 만들고 삽입합니다. 그리고 머리에 심은 전극과 자극 발생기를 피부 아래 터널을 통해 연결선으로 이어줍니다. 이 모든 과정이 끝나면 수술이 마무리됩니다.

최신 뇌심부자극술 기기들 최근에는 기술이 발전하면서 더욱 정교하고 환자 편의성을 높인 기기들이 사용되고 있어요. 우리나라에서는 주로 메드트로닉(Medtronic), 보스톤 사이언티픽(Boston Scientific), 애보트(Abbott) 와 같은 회사의 제품이 사용됩니다.

방향성 전극: 특정 방향으로만 전기를 흘려보내 치료 효과는 높이고, 원치 않는 부위로 전류가 흘러 발생하는 부작용(예: 저린감, 발음 어눌함)은 줄여주는 스마트한 전극도 있어요.
충전식 vs. 비충전식 배터리: 보통 3~5년 주기로 교체가 필요한 비충전식 배터리와 달리, 10년 이상 사용하며 외부에서 무선으로 충전하는 충전식 배터리도 있어 환자의 선택의 폭이 넓어졌습니다.
적응형 뇌심부자극술(Adaptive DBS): 최근에는 한 걸음 더 나아가, 환자의 뇌 신호를 실시간으로 감지하여 필요할 때만 최적의 자극을 보내주는 ‘인공지능형’ 뇌심부자극술도 개발되어 기대를 모으고 있답니다.

수술 후 새로운 시작, 어떻게 관리해야 할까요?

수술이 성공적으로 끝났다고 해서 모든 치료가 끝나는 것은 아니에요. 뇌심부자극술은 수술 후 관리가 치료 효과를 극대화하는 데 매우 중요하답니다.

1. 프로그래밍: 나에게 꼭 맞는 최적의 자극 찾기

수술 후 약 2~4주가 지나 상처가 아물면, 신경과 의사와 함께 ‘프로그래밍’을 시작합니다. 이는 환자 개개인의 증상과 상태에 맞춰 자극 발생기의 전기 신호(전압, 주파수, 폭 등)를 미세하게 조절하는 과정이에요.

이 과정은 마치 안경 도수를 맞추는 것처럼, 여러 가지 자극 조합을 시도해보며 떨림, 강직 등의 증상은 가장 효과적으로 조절하면서 부작용은 최소화하는 최적의 값을 찾아가는 여정입니다.
처음에는 자주 병원을 방문하여 조절해야 하지만, 점차 안정화되면 방문 횟수가 줄어들어요. 최적의 프로그램을 찾기까지는 수개월에서 1년까지 걸릴 수 있으니, 의료진을 믿고 꾸준히 소통하는 것이 중요합니다.

2. 환자용 조절기(프로그래머) 사용법

환자는 자극 발생기의 상태를 확인하고, 의료진과 상의된 범위 내에서 스스로 자극을 켜거나 끄고, 강도를 약간 조절할 수 있는 손바닥만 한 크기의 ‘환자용 조절기’를 받게 됩니다. 사용법이 어렵지 않으니 교육을 통해 잘 익혀두는 것이 좋습니다.

3. 배터리 관리 및 교체

비충전식: 배터리 수명은 자극 강도에 따라 다르지만 보통 3~5년 정도입니다. 배터리가 닳기 전에 병원에서 미리 알려주며, 간단한 국소 마취 하에 가슴 부위의 자극 발생기만 교체하는 수술을 받게 됩니다. 뇌를 다시 여는 수술이 아니니 너무 걱정하지 않으셔도 괜찮아요.
충전식: 정기적으로 집에서 무선 충전기를 이용해 충전해주어야 합니다. 배터리 수명은 10~15년 정도로 길지만, 충전을 잊지 않고 꾸준히 관리하는 노력이 필요합니다.

4. 일상생활에서의 주의사항

뇌심부자극술을 받은 후에는 강한 자기장이나 전기장에 노출되는 것을 피해야 해요.

MRI 촬영: MRI는 매우 강한 자기장을 이용하므로, 반드시 사전에 의료진과 상의해야 합니다. 최신 기기들은 특정 조건 하에서 MRI 촬영이 가능하지만, 반드시 전문가의 감독 하에 자극기를 조절한 후 시행해야 합니다.
공항 검색대: 공항을 이용할 때는 보안 검색대를 통과하기 전, 직원에게 뇌심부자극술 환자 신분증(ID 카드)을 보여주고 수동 검색을 요청하는 것이 안전합니다.
의료 시술: 물리치료 시 사용하는 투열 요법(diathermy)이나 일부 치과 시술 등은 자극기에 영향을 줄 수 있으므로, 어떤 의료 시술을 받기 전이든 반드시 의사에게 뇌심부자극술을 받았음을 알려야 합니다.
일상 가전제품: 스마트폰, TV, 전자레인지 등 대부분의 일상적인 가전제품은 안전하게 사용할 수 있습니다.

뇌심부자극술은 잘못된 신경회로를 바로잡아주는 놀라운 치료법이지만, 질병 자체를 없애는 완치법은 아니에요. 하지만 약물만으로는 해결할 수 없었던 고통스러운 운동 증상을 획기적으로 개선하여, 환자들이 다시 평범하고 소중한 일상을 되찾을 수 있도록 돕는 강력한 동반자랍니다.

혼자서는 힘들었던 식사, 산책, 소중한 사람들과의 교류를 다시 가능하게 해주는 희망의 스위치라고 할 수 있죠. 만약 당신이나 사랑하는 가족이 약물로 조절되지 않는 이상운동질환으로 힘든 시간을 보내고 있다면, 혼자 절망하지 마세요. 신경과, 신경외과 전문의와 상담하여 뇌심부자극술이라는 또 다른 희망의 가능성을 확인해보시길 바랍니다. 뇌 속의 작은 내비게이션이 당신의 삶을 완전히 새로운 길로 안내해 줄 수 있을 거예요.