| 항목 | 내용 |
|---|---|
| A. 분류 코드 | ICD-10: Q28.0 (뇌의 동맥앞부분혈관의 동정맥기형) | 산정특례: V191 (뇌혈관질환 산정특례: 등록일로부터 최대 30일간 본인부담 5%) |
| B. 동의어 | 선천성 뇌전부 동정맥기형, 경부 동정맥기형, precerebral AVM, 선천성 경동맥·척추동맥 동정맥기형, congenital precerebral arteriovenous aneurysm (nonruptured) |
| C. 성인기 발현 | 선천성 병변이나 증상 발현은 청·장년기(20~50대)에 흔하며, 출혈·신경학적 결손 또는 우연히 발견되는 형태로 나타난다. |
| 1. 역사 | 19세기 후반부터 부검 보고로 기술되기 시작하였으며, 뇌혈관조영술 도입 이후 생전 진단이 가능해졌다. |
| 2. 원인 | 배아 혈관형성 과정의 이상으로 발생하는 선천성 혈관 기형이며, 내경동맥·척추동맥 등 뇌전 혈관에서 기원한다. |
| 3. 유전학 | 대부분 산발성이나 HHT(유전성 출혈성 모세혈관확장증) 관련 ENG, ACVRL1 돌연변이, RASA1 변이와 연관되기도 한다. |
| 4. 일반 역학 | 뇌 및 뇌전 AVM 전체 유병률은 인구 10만 명당 약 10~18명; precerebral 위치는 전체 두개내 AVM의 소수를 차지한다. |
| 5. 발생기전 | 모세혈관 네트워크 없이 동맥과 정맥이 직접 연결된 nidus가 형성되어 고압 혈류가 정맥계로 직접 유입된다. |
| 6. 증상 | 두통, 박동성 이명, 경부 혈관잡음, 일과성 허혈 발작, 허혈성 뇌졸중, 출혈 등 다양한 신경혈관 증상이 나타난다. |
| 7. 징후 | 경부 혈관 청진 시 연속성 잡음, 촉진 시 진전, 국소 신경학적 결손 징후 등이 나타날 수 있다. |
| 8. 선별 검사 방법 | 경부 도플러 초음파가 1차 선별; 이상 혈류 소견 확인 시 CTA 또는 MRA로 추가 평가한다. |
| 9. 진단법 | DSA가 확진의 표준이며, MRI/MRA·CTA가 비침습적 평가로 사용된다. Spetzler-Martin 등급화 적용. |
| 10. 치료법 | 혈관내 색전술, 정위 방사선 수술(감마나이프·사이버나이프), 개두술적 절제, 또는 복합 치료를 병변 특성에 따라 선택한다. |
| 11. 예후 | 치료 후 폐색율은 병변 크기·혈관 구조에 따라 다르며, 미치료 시 연간 출혈 위험이 약 2~4%이다. |
| 12. 예방법 | 선천성 병변이므로 1차 예방은 불가하나 출혈 위험 인자 관리(고혈압 조절, 항응고제 신중 사용)가 중요하다. |
| 13. 참고문헌 | Berman MF et al. The epidemiology of brain arteriovenous malformations … 외 9개 논문 |
뇌의 동맥앞부분혈관(precerebral vessels), 즉 내경동맥(internal carotid artery), 척추동맥(vertebral artery), 뇌저동맥(basilar artery) 등에서 발생하는 선천성 동정맥기형에 대한 최초의 체계적 기술은 19세기 중·후반에 이루어졌다. 독일 병리학자들이 부검 중 경부 혈관에서 비정상적인 혈관 연결을 발견하고 기록하기 시작한 것이 그 출발점이다. 그러나 당시에는 생전 진단 수단이 없어 대부분 사후 진단에 머물렀다.
1927년 Antonio Egas Moniz가 뇌혈관조영술(cerebral angiography)을 개발하면서 혈관 기형의 생전 진단이 가능해지는 혁명적 전환이 이루어졌다. 이를 계기로 뇌전 혈관의 동정맥기형을 생존 환자에서 영상으로 확인하고 임상 경과를 추적하는 연구가 시작되었다. 1950~1960년대에 Walter Dandy, Charles Drake 등 선구적 신경외과의들이 뇌동맥류 및 혈관 기형의 외과적 치료법을 발전시키면서 precerebral AVM에 대한 수술적 접근도 점차 체계화되었다.
1970~1980년대에는 CT와 MRI의 도입으로 비침습적 영상 진단이 가능해졌으며, 혈관 기형의 해부학적 분류가 더욱 정교해졌다. Spetzler와 Martin이 1986년 뇌 AVM의 등급화 체계(Spetzler-Martin grading system)를 발표하여 수술 위험도 예측 표준화에 기여하였으나, 이 체계는 주로 두개내 AVM에 적용되며 뇌전 혈관 AVM에는 변형된 기준이 적용된다.
1990년대 이후 혈관내 색전술(endovascular embolization)과 정위 방사선 수술(stereotactic radiosurgery, SRS)의 발전으로 복잡한 해부학적 위치에 있는 precerebral AVM의 치료 선택지가 크게 넓어졌다. 감마나이프(Gamma Knife), 선형 가속기(LINAC), 사이버나이프(CyberKnife) 등 방사선 수술 장비들이 임상에 도입되면서 외과적 접근이 어려운 병변에서도 비침습적 치료가 가능해졌다.
2010년대 이후에는 유전체 연구의 발전으로 AVM 형성과 관련된 유전자 변이들이 규명되기 시작하였으며, 혈관내 치료 기술의 발전(액체 색전제, 혈류 전환 장치 등)이 치료 성적을 더욱 향상시켰다. 현재 국제 다기관 연구(ARUBA trial 등)를 통해 미파열 AVM의 최적 치료 전략에 대한 근거가 지속적으로 축적되고 있다.
Q28.0으로 분류되는 뇌의 동맥앞부분혈관 동정맥기형은 배아 발생 과정에서 혈관형성(vasculogenesis) 및 혈관신생(angiogenesis)의 이상으로 인해 발생하는 선천성 혈관 병변이다. 태생 초기 4~8주 사이에 원시 혈관 네트워크에서 동맥, 모세혈관, 정맥으로의 분화가 이루어지지 않고, 동맥과 정맥 사이에 비정상적인 직접 연결(nidus)이 형성되는 것이 핵심 병인이다.
정상 발달 과정에서 동맥과 정맥을 연결하는 모세혈관 네트워크의 형성에는 혈관내피성장인자(VEGF), Notch 신호 전달계, TGF-β 신호계 등 다양한 분자적 경로가 정교하게 조율되어야 한다. 이 과정에서 특정 신호 분자나 수용체의 기능 이상이 발생하면 모세혈관 대신 직접적 동정맥 연결이 형성될 수 있다. 특히 NOTCH4 과활성화, EphrinB2/EphB4 축의 이상, BMP(bone morphogenetic protein) 신호 경로의 교란 등이 동정맥 분화 실패와 연관된 것으로 연구되고 있다.
precerebral vessels에 해당하는 내경동맥계와 척추-뇌저동맥계에서 AVM이 형성될 경우, 병변은 두개 내로 연장되거나 경부에 국한될 수 있다. 내경동맥 해면정맥동 루(carotid-cavernous fistula)와 유사하지만 선천성 AVM은 모세혈관이 없는 nidus를 갖는다는 점에서 구별된다. 또한 혈관벽의 구조적 이상—탄성층 결여, 중막 평활근 부재—이 동반되어 파열 위험을 높인다.
뇌의 동맥앞부분혈관 동정맥기형의 대다수는 산발성(sporadic)으로 발생하며 명확한 유전 양식을 따르지 않는다. 그러나 일부 환자에서는 특정 유전 증후군과의 연관성이 확인되었다.
유전성 출혈성 모세혈관확장증(Hereditary Hemorrhagic Telangiectasia, HHT)은 AVM과 가장 밀접한 관련이 있는 유전 질환이다. HHT1형은 염색체 9q34에 위치한 ENG(엔도글린) 유전자의 상염색체 우성 돌연변이로, HHT2형은 12q13에 위치한 ACVRL1(ALK1) 유전자 돌연변이로 발생한다. 이 두 단백질은 TGF-β 신호 전달 경로에서 혈관 내피세포 항상성 유지에 핵심적 역할을 하며, 기능 손실 시 비정상적 혈관 연결이 다발성으로 형성된다. HHT 환자에서 뇌 AVM은 약 5~20%에서 관찰된다.
RASA1 유전자(12q21.1) 돌연변이는 모세혈관 기형-동정맥루-파크스-웨버 증후군(capillary malformation–arteriovenous malformation, CM-AVM)과 연관되며, 일부 precerebral 혈관 AVM과도 관련된다. RASA1은 RAS-MAPK 신호 경로를 조절하는 GTPase 활성화 단백질을 암호화하며, 이 유전자 돌연변이 시 비정상적 혈관 성장이 촉진된다.
체세포 돌연변이(somatic mutation) 가설도 제기되고 있다. KRAS, MAP2K1, BRAF 등 RAS-MAPK 경로 유전자의 체세포 이득 기능 돌연변이가 산발성 AVM 조직에서 발견되었다는 연구들이 있으며, 이는 AVM이 두 번의 유전자 돌연변이(two-hit model)에 의해 형성될 수 있음을 시사한다. 유전자 검사는 HHT 등 유전 증후군이 의심될 때 선택적으로 권고된다.
뇌 및 뇌전 혈관 동정맥기형의 전체 유병률은 인구 10만 명당 약 10~18명으로 추정되며, 연간 진단율은 인구 10만 명당 약 1~1.5명이다. precerebral vessels에 국한된 Q28.0 병변은 전체 두개 및 두개인접 AVM의 소수를 차지하며, 정확한 유병률 데이터는 제한적이다.
성별 분포는 전반적으로 남녀 비율이 비슷하거나 남성에서 약간 더 많은 경향이 있으며(남:여 = 약 1.1~1.2:1), 연령별 발현 양상을 보면 선천성 병변임에도 불구하고 증상 발현의 첫 진단 시 중앙 연령은 30~40대가 가장 많다. 이는 비교적 작은 병변이나 보상된 혈역학 상태에서는 증상이 오랫동안 나타나지 않다가 병변이 성장하거나 혈역학적 변화가 축적되면서 증상이 발현되기 때문이다.
지리적으로는 특정 지역에 더 높은 발생률을 보이는 데이터는 없으나, HHT 관련 AVM의 경우 HHT가 상대적으로 흔한 지역(예: 프랑스 일부 지역)에서 관련 병변도 높은 빈도로 발견된다. 미파열 상태로 우연히 발견되는 비율이 MRI 사용 증가와 함께 늘어나고 있으며, 이에 따라 치료 결정에서 무증상 AVM의 자연 경과를 고려하는 것이 더욱 중요해졌다.
precerebral AVM의 핵심 구조는 nidus, 공급 동맥(feeding artery), 배출 정맥(draining vein)의 세 요소로 구성된다. Nidus는 모세혈관 네트워크 없이 동맥과 정맥이 얽혀 있는 비정상적 혈관 덩어리로, 혈관벽이 얇고 불규칙하며 탄성층과 평활근이 불완전하다.
정상적인 모세혈관 저항이 없으므로 동맥의 고압 혈류가 직접 정맥계로 유입되며, 이 과정에서 다음과 같은 병태생리적 변화가 발생한다. 첫째, 공급 동맥 내 혈류 속도 및 유량이 크게 증가하고, 장기적으로 공급 동맥이 확장·굴곡(ectasia)된다. 둘째, nidus를 통과한 고압 혈류가 배출 정맥에 전달되면서 정맥 고혈압이 발생하고, 정맥 동맥화(arterialization), 정맥류 형성, 정맥 혈전이 유발될 수 있다. 셋째, nidus 주변 정상 뇌 조직에서 도류 허혈(steal ischemia)이 발생하여 국소 신경학적 증상을 유발한다.
파열 위험은 nidus 내 국소 고압 구역, nidus 내 미세동맥류(intranidal aneurysm), 배출 정맥 폐쇄나 협착에 의한 정맥 고혈압 증가 등과 관련이 있다. 분자 수준에서는 산화 스트레스, 염증성 사이토카인(IL-1β, TNF-α), MMPs(matrix metalloproteinases)의 과발현이 nidus 혈관벽 약화에 관여하는 것으로 보고되고 있다.
precerebral AVM의 임상 증상은 병변의 크기, 혈류량, 출혈 여부, 도류 허혈 정도에 따라 매우 다양하다.
출혈 관련 증상이 가장 심각하며, 갑작스러운 극심한 두통(thunderclap headache), 의식 변화, 오심·구토, 국소 신경학적 결손이 나타난다. precerebral 혈관 AVM 파열은 거미막하출혈(SAH), 두개내출혈(ICH), 또는 경부 혈종을 유발할 수 있다.
허혈 관련 증상으로는 일과성 허혈 발작(TIA), 허혈성 뇌졸중 증상(편측 마비, 실어증, 시야 결손 등)이 나타날 수 있다. 이는 AVM의 도류 효과로 인해 주변 뇌 조직의 혈류가 저하되거나, AVM과 연관된 색전(embolism)이 원위부로 이동하기 때문이다.
경부 혈관 관련 증상으로는 박동성 이명(pulsatile tinnitus), 경부 혈관잡음 인지, 두부 및 경부 통증이 나타날 수 있다. 대형 precerebral AVM에서는 뇌신경 압박으로 인한 안면 마비, 연하 곤란, 음성 변화가 발생하기도 한다. 뇌전증 발작은 두개내 AVM보다는 드물지만 병변이 두개저로 연장될 경우 나타날 수 있다.
신체 검진에서 precerebral AVM에 특징적인 징후들을 확인할 수 있다.
경부 혈관 청진에서 연속성 혈관잡음이 들리는 경우가 가장 특징적이며, 내경동맥 또는 척추동맥 부위에서 청음될 수 있다. 잡음은 수축기에 최고조이고 이완기에도 지속되며, 두부 회전이나 병변 측 경동맥 압박으로 강도가 변하기도 한다. 일부에서는 두부 청진(안와 부위 포함)에서도 혈관잡음이 들릴 수 있다.
촉진 시 진전(thrill)이 경부 혈관 상에서 느껴질 수 있으며, 이는 난류(turbulent flow)를 반영한다. 신경학적 검진에서 병변에 인접한 뇌신경 기능 이상—동측 안면 감각 저하, 청력 감소, 안진(nystagmus), 조화운동 불능(ataxia)—이 나타날 수 있다. 안저 검사에서 망막 혈관 이상(정맥 충혈, 혈관 확장)이 관찰되기도 한다.
출협 후에는 뇌막 자극 징후(경부 강직, Kernig 징후, Brudzinski 징후), 의식 저하, 국소 신경학적 결손 징후가 나타나며, 이는 거미막하출혈이나 두개내출혈에 준하는 응급 평가가 필요하다. 혈압 상승, 빈맥 또는 서맥(두개내압 상승 시) 등의 생체 징후 변화도 동반될 수 있다.
precerebral AVM의 선별에서 초기 접근은 임상 증상과 부위에 따라 달라진다. 경부 혈관 이상이 의심될 때 경부 도플러 초음파(carotid duplex ultrasonography)가 1차 선별 검사로 유용하다. 이상 혈류 파형—혈류 가속, 정맥 동맥화, 비정상적 혈류 방향—이 발견될 경우 AVM을 의심하고 추가 검사를 진행한다.
두통이나 신경학적 증상이 급성으로 발생한 경우에는 출혈 여부를 신속히 평가하기 위해 비조영 뇌 CT를 우선 시행한다. 뇌 CT에서 출혈이 발견되면 즉시 CTA를 추가하여 혈관 기형 여부를 평가한다. 급성기가 아닌 경우 뇌 MRI가 선별에 활용되며, T2 강조 영상에서의 flow void, 혈관 확장 소견이 AVM을 시사한다.
HHT가 의심되는 환자(가족력 있는 두통, 반복적 비출혈, 피부 모세혈관확장증 등)에서는 HHT 진단 기준(Curaçao 기준) 확인 후 뇌 MRI 선별을 적극 권고한다. 선별 양성 소견 시 진단적 혈관조영술로 진행한다.
디지털 감산 혈관조영술(DSA)이 precerebral AVM 진단의 표준(gold standard)이다. 동적 혈류 정보—공급 동맥 확인, nidus 구조 파악, 배출 정맥 경로, 혈류 통과 시간—를 가장 정확하게 제공하며, 치료 계획 수립에 필수적이다. 양측 내경동맥, 척추동맥 촬영을 포함한 전뇌 혈관조영술(pan-cerebral angiography)이 필요하다.
CT 혈관조영술(CTA)은 3D 재구성을 통해 nidus, 공급 동맥, 배출 정맥의 3차원 해부학적 관계를 빠르게 파악할 수 있어 응급 상황에서 유용하다. 뇌 MRI 및 MR 혈관조영술(MRA)은 연부조직 평가, 주변 뇌 조직과의 관계, 혈관 기형의 형태학적 특성을 비침습적으로 파악하는 데 사용된다. 기능적 MRI(fMRI)는 병변과 기능 피질의 관계를 수술 전 파악하는 데 활용된다.
병변의 위험도 분류에는 Spetzler-Martin 등급 체계(크기, 인근 뇌기능 부위, 정맥 배출 형태에 따라 I~V등급)가 활용되며, precerebral 위치의 특수성을 반영하여 조정이 필요할 수 있다. 동반 혈관 이상(공급 동맥 동맥류, nidus 내 미세동맥류)은 파열 위험을 높이므로 DSA에서 주의 깊게 평가해야 한다.
precerebral AVM의 치료 목표는 출혈 예방 및 신경학적 기능 보전이며, 치료 방법의 선택은 병변 크기, 위치, 혈류 특성, 환자 나이 및 전신 상태에 따라 다학제적으로 결정된다.
혈관내 색전술(endovascular embolization)은 카테터를 공급 동맥까지 전진시켜 nidus 내에 액체 색전제(Onyx, NBCA 등) 또는 코일을 주입하여 혈류를 차단하는 방법이다. 단독으로 완전 폐색을 달성하기 어려운 경우가 많아 수술이나 방사선 수술 전 병변 크기를 줄이는 '준비 색전술(preparatory embolization)'로 흔히 사용된다. 경부에 위치한 precerebral AVM에 대한 색전술은 두개내 AVM에 비해 접근이 용이할 수 있다.
정위 방사선 수술(stereotactic radiosurgery, SRS)은 감마나이프(Gamma Knife) 또는 선형 가속기를 이용하여 병변에 고용량 방사선을 집중적으로 조사한다. 방사선은 혈관벽 내피세포 증식을 자극하여 점진적으로 nidus가 폐색되며, 완전 폐색까지 통상 2~4년이 소요된다. 크기가 3 cm 미만인 병변에서 효과적이며, 외과적 절제가 위험한 위치의 병변에서 선호된다.
외과적 절제는 접근 가능한 위치의 저등급(Spetzler-Martin I~II) AVM에서 완치를 기대할 수 있는 치료법이다. precerebral 위치에 따라 개두술 또는 경부 접근을 통해 병변을 절제한다. 고등급(IV~V) AVM이나 접근이 어려운 부위에서는 위험성이 높아 신중한 환자 선택이 필요하다. 복합 치료(색전술 + SRS, 또는 색전술 + 수술)가 단독 치료보다 효과적인 경우도 있다.
미치료 precerebral AVM의 자연 경과에서 연간 출혈 위험은 뇌 AVM과 유사하게 약 2~4%로 보고된다. 첫 출혈 이후 재출혈 위험은 첫 1년 내에 약 6~18%로 증가하며, 이후 점차 기저치로 복귀한다. 첫 출혈로 인한 사망률은 약 10~15%, 영구적 신경학적 장애 발생률은 약 20~30%로 추정된다.
치료 후 예후는 치료 방법과 병변 특성에 따라 다양하다. 완전 폐색이 달성된 경우 이후 출혈 위험은 거의 0에 가까워진다. 방사선 수술 후 완전 폐색률은 2~3년 추적 시 약 60~80%이며, 폐색이 확인되지 않은 기간에는 여전히 출혈 위험이 존재한다. 외과적 절제 후 완전 폐색은 DSA로 확인하며, 성공적 절제 시 신경학적 예후는 수술 전 기능 상태에 크게 의존한다.
미파열 AVM의 치료(intervention) vs. 경과 관찰에 대해서는 ARUBA 연구(A Randomized Trial of Unruptured Brain AVMs) 결과가 경과 관찰을 지지하는 방향으로 나왔으나, 이에 대한 논쟁이 지속되고 있으므로 개별 환자별 다학제 검토가 필수적이다.
선천성 혈관 기형인 precerebral AVM은 발생 자체를 예방할 수 있는 방법이 현재로서는 없다. 따라서 예방 전략은 주로 이차 예방, 즉 이미 진단된 AVM 환자에서 출혈을 예방하고 합병증을 최소화하는 데 초점을 맞춘다.
혈압 조절은 파열 위험 감소에 가장 중요한 가역적 위험 인자다. 정상 혈압 유지(< 130/80 mmHg)는 nidus 내 혈관 벽에 가해지는 압력을 줄여 출혈 위험을 낮출 수 있다. AVM 환자에서 고혈압은 연간 출혈 위험을 유의미하게 높이므로 적극적인 혈압 조절이 권고된다. 항응고제 및 항혈소판제는 AVM이 진단된 상태에서 신중하게 사용해야 하며, 꼭 필요한 경우에도 출혈 위험 대비 효과를 면밀히 평가해야 한다.
HHT 환자 가족에서는 유전자 검사 및 뇌 MRI 선별 검사를 통해 AVM을 조기 발견하는 것이 중요하다. 임신은 혈역학적 부하를 증가시켜 AVM 파열 위험을 높일 수 있으므로, 임신을 계획 중인 AVM 환자에서는 임신 전 치료 여부를 신중히 결정해야 한다. 격렬한 발살바 조작(Valsalva maneuver)이나 갑작스러운 혈압 상승을 유발하는 행위는 피하도록 교육한다. 추적 관찰 계획(정기적 MRI, DSA)을 통해 병변 크기 변화와 혈역학적 변화를 모니터링하고, 치료 시기를 결정하는 것이 중요하다.
Berman MF, Sciacca RR, Pile-Spellman J, et al. The epidemiology of brain arteriovenous malformations. Neurosurgery. 2000;47(2):389-396. DOI: 10.1097/00006123-200008000-00023. PMID: 10942013.
Mohr JP, Parides MK, Stapf C, et al. Medical management with or without interventional therapy for unruptured brain arteriovenous malformations (ARUBA): a multicentre, non-blinded, randomised trial. Lancet. 2014;383(9917):614-621. DOI: 10.1016/S0140-6736(13)62302-8. PMID: 24461883.
Spetzler RF, Martin NA. A proposed grading system for arteriovenous malformations. J Neurosurg. 1986;65(4):476-483. DOI: 10.3171/jns.1986.65.4.0476. PMID: 3760956.
Kim H, Su H, Weinsheimer S, et al. Brain arteriovenous malformation pathogenesis: a response-to-injury paradigm. Acta Neurochir Suppl. 2011;111:83-92. DOI: 10.1007/978-3-7091-0693-8_14. PMID: 21725740.
Willemse RB, Mager JJ, Westermann CJ, et al. Bleeding risk of cerebrovascular malformations in hereditary hemorrhagic telangiectasia. J Neurosurg. 2000;92(5):779-784. DOI: 10.3171/jns.2000.92.5.0779. PMID: 10794290.
Stapf C, Mast H, Sciacca RR, et al. Predictors of hemorrhage in patients with untreated brain arteriovenous malformation. Neurology. 2006;66(9):1350-1355. DOI: 10.1212/01.wnl.0000210524.68507.87. PMID: 16682666.
Cognard C, Gobin YP, Pierot L, et al. Cerebral dural arteriovenous fistulas: clinical and angiographic correlation with a revised classification of venous drainage. Radiology. 1995;194(3):671-680. DOI: 10.1148/radiology.194.3.7862961. PMID: 7862961.
Starke RM, Yen CP, Ding D, Sheehan JP. A practical grading scale for predicting outcome after radiosurgery for arteriovenous malformations. J Neurosurg. 2013;119(4):981-987. DOI: 10.3171/2013.5.JNS122296. PMID: 23829840.
Gross BA, Du R. Natural history of cerebral arteriovenous malformations: a meta-analysis. J Neurosurg. 2013;118(2):437-443. DOI: 10.3171/2012.10.JNS121280. PMID: 23140129.
van Beijnum J, van der Worp HB, Buis DR, et al. Treatment of brain arteriovenous malformations: a systematic review and meta-analysis. JAMA. 2011;306(18):2011-2019. DOI: 10.1001/jama.2011.1632. PMID: 22068990.