복합부위통증증후군 환자에서 대뇌 회백질 부피 변화

Abstract

서론: 복합부위통증증후군은 신체적 외상 이후 발병하는 만성 신경병증성 통증 질환이다. 환자들은 극심한 통증과 자율신경계 이상 및 운동 기능 이상을 포함한 다양한 증상을 나타내지만 아직 질환의 발병기전이 명확히 규명되지 않았다. 최근 질환의 원인이 중추신경계로부터 기인한 것으로 인식되면서 중추신경계 메커니즘을 규명하려는 방향으로 연구가 이루어지고 있다. 그러나 현재까지 보고된 연구들은 기능적 자기공명영상이 주를 이루었고 구조적 뇌영상 연구는 상대적으로 그 수가 적으며, 대뇌의 구조적 이상과 임상 양상과의 관련성에 대한 일관된 결론이 도출되지 않았다. 본 연구는 복합부위통증증후군 환자군의 구조 뇌영상을 분석하여 회백질 부피 변화를 관찰하고, 대뇌의 구조적 변화와 임상양상과의 관련성을 규명하고자 하였다. 방법: 복합부위통증증후군 환자 21명과 정상대조군 49명을 연구대상자로 모집하였다. 3 Tesla 자기공명영상 장치로 T1 강조 영상을 획득하고, 환자군에서는 통증의 기간, 통증 강도, 파국적 사고와 같은 임상 정보를 수집하였다. 획득한 영상은 최적화된 복셀기반형태분석법을 이용해 군 간 대뇌 회백질 부피 차이를 비교하였다. 통계 분석은 FSL에 내장된 일반선형모형(General linear model, GLM)을 기반으로 나이, 성별을 공변량으로 한 공변량분석을 진행하였다. 결과: 복합부위통증증후군 환자에서 정상군에 비해 우측 해마곁이랑 [(x, y, z) = (22, -6, -46), cluster size = 3416 mm³, maximum t value = 4.50, corrected p = 0.05] 에서 유의미한 회백질 부피 감소가 관찰되었다. 그러나 관찰된 부위의 부피 감소와 임상 척도 간 유의미한 상관관계는 없었다. 결론: 본 연구는 복합부위통증증후군 환자를 대상으로 대뇌 회백질 부피 변화를 관찰하였다. 연구 결과 복합부위통증증후군 환자는 정상대조군에 비해 우측 해마곁이랑 회백질의 부피가 감소되어 있었다. 해마곁이랑은 통증에 대한 민감성 및 조절과 관련된 부위로, 본 연구에서 관찰된 부피 감소는 만성통증 스트레스로 인한 시냅스 가소성 변화와 신경발생 저하에 기인한 것일 수 있다. 또는 해마의 용적이 작은 것이 만성통증 스트레스에 취약요인으로 작용하여 통증에 대한 예기불안 및 통각과민(hyperalgesia) 증상을 촉진하는 것으로 추측해 볼 수 있다. 두 요인에 대한 인과관계는 명확히 알 수 없으며 향후 종적추적연구 연구가 필요할 것으로 생각된다. 본 연구는 기존의 복합부위통증증후군 환자에서 자주 보고되지 않았던 비통각수용기 영역의 구조적 이상 소견을 규명하여 질환의 병태생리에 비통각수용기 영역이 관여할 수 있음을 시사한다.;Introduction: Complex regional pain syndrome (CRPS) is a chronic neuropathic pain disease that develops after physical trauma. The symptoms include exaggerated painful sensations, autonomic changes such as altered sweating, abnormal regulation of blood flow in the affected region, sweating, edema and motor disorders. Despite extensive investigation, the underlying mechanisms of CRPS remains to be poorly characterized, and efforts to identify its specific peripheral mechanisms have been unsuccessful. Due to this, research has now shifted towards exploring the central mechanisms of CRPS. However, to date there have been much more functional magnetic resonance imaging studies than structural research in this matter, and correlations between abnormal structural morphology and clinical characteristics have been inconsistent. The present study investigated the gray matter volume changes and its correlation with clinical variables in CRPS patients. Method: Twenty-one CRPS patients and 49 age- and sex-matched healthy controls were recruited. T1-weighted brain images were collected from a 3.0-Tesla whole-body imaging system, and clinical data such as pain duration, intensity, and catastrophizing were collected from the CRPS patients. The differences in gray matter volume between the two groups were evaluated using optimized voxel-based morphometry. Statistical analysis was conducted using analysis of covariance (ANCOVA) based on the general linear model (GLM) with a corrected alpha level of 0.05. The effect of major covariates including age and sex were controlled. Results: The gray matter volume was significantly decreased in the right parahippocampal gyrus [(x, y, z) = (22, -6, -46), cluster size = 3416 mm³, maximum t value = 4.50, corrected p = 0.05] in the CRPS patients compared to the healthy controls. However, the cluster size did not show a significant correlation with the clinical characteristics. Conclusion: In the current study, we observed significant gray matter volume changes in patients with CRPS. Specifically, decreased gray matter volume was found in the right parahippocampal gyrus, a region which is associated with pain sensitivity and modulation. This change in volume may have originated from altered neural plasticity and decreased neurogenesis in response to chronic pain and the accompanied mental stress. In particular, it may be that smaller hippocampal volume leads to higher vulnerability to chronic stress, which then causes anticipatory anxiety and symptoms of hyperalgesia. Overall, the direction of this cause-and-effect is not yet clear, therefore it seems necessary to follow up with the current study by exploring the structural changes in the hippocampal formation region in relation to disorder progression. This finding suggests that non-nociceptive regions, which were often excluded in reports regarding complex regional pain syndrome, may in fact play an important role in the pathophysiology of the disease.