【브레이크뉴스 포항】박영재 기자=뇌졸중 환자 가운데 일부는 치료 이후에도 질환이 다시 발생하는 경우가 적지 않은 가운데, 국내 연구진이 혈관 내부의 ‘혈류 흐름’이 재발 위험과 밀접한 관련이 있다는 연구 결과를 발표했다.
 ▲ 협착 부위 뒤쪽에서 혈류가 와류·정체되며 적혈구가 포획돼 적혈구-풍부 혈전이 형성되는 과정을 나타낸 개념도. © 포스텍 |
POSTECH 김철홍·안용주 교수 연구팀과 서울아산병원 신경과 김범준 교수 공동 연구팀은 혈관이 좁아질 경우 혈류가 일시적으로 정체되는 구간이 생기며, 이러한 환경이 혈전 형성을 촉진해 뇌졸중 재발과 뇌 손상 위험을 높일 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 뇌졸중 분야 국제 학술지 Stroke에 게재됐다.
연구팀에 따르면 뇌졸중은 재발 위험이 높은 질환으로, 혈관 벽에 지방과 콜레스테롤이 축적돼 형성되는 플라크가 원인인 경우 항혈소판제를 복용하더라도 재발하는 환자가 적지 않다. 특히 혈관이 좁아지면 혈액이 통과한 뒤쪽에서 흐름이 느려지거나 잠시 머무르는 구간이 발생하는데, 이는 강물이 바위를 지난 뒤 소용돌이가 생기는 현상과 유사하다.
연구팀은 환자마다 재발 여부가 달라지는 이유가 혈관 내부의 혈류 환경 차이에서 비롯될 수 있다고 보고 연구를 진행했다.
이를 위해 연구팀은 2017년부터 2024년까지 서울아산병원과 서울성모병원에서 치료받은 허혈성 뇌졸중 환자의 CT와 MRI 영상을 분석했다. 일부 환자 영상에서는 고음영 동맥 징후와 ‘블루밍 아티팩트’가 나타났으며, 연구팀은 이를 ‘clot sign(혈전 징후)’으로 정의해 혈전에 적혈구가 많이 포함됐을 가능성을 보여주는 영상 지표로 활용했다.
분석 결과 ‘clot sign’이 나타난 환자는 그렇지 않은 환자보다 뇌졸중 재발 위험이 약 2.76배 높은 것으로 나타났다. 특히 1년 이내 재발 위험은 약 3.5배 높았으며, 뇌경색으로 손상된 뇌 조직 부피 역시 약 3배가량 큰 것으로 확인됐다.
연구팀은 혈관 협착 주변의 혈류 환경을 보다 정밀하게 분석하기 위해 동물실험도 진행했다. 쥐 혈관에 협착을 만든 뒤 ‘협착 앞쪽’, ‘협착 정점’, ‘협착 뒤쪽’ 구간으로 나누어 초고속 초음파로 혈류 흐름을 측정한 결과, 협착 뒤쪽 구간에서 혈액이 머무르는 정도를 나타내는 지표(RRT)가 협착 정점보다 약 3배 높게 나타났다. 이 구간에서는 혈전 속 적혈구 비율도 높게 확인됐다.
이는 혈관이 좁아진 뒤쪽에서 혈류가 오래 머무르는 환경이 적혈구가 많이 포함된 혈전을 형성하고, 이러한 혈전이 뇌졸중 재발과 뇌 손상으로 이어질 수 있음을 보여주는 결과라는 것이 연구팀의 설명이다.
연구팀은 이번 연구가 뇌졸중 환자의 재발 위험을 보다 정밀하게 평가하고, 환자 맞춤형 치료 전략을 수립하는 데 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
논문 공동 제1저자인 정동영 박사는 “향후 다기관 전향적 연구를 통해 혈류 정체 지표의 임상적 기준을 정립하고, 실제 진료 현장에서 재발 고위험 환자를 선별하는 데 활용할 수 있도록 연구를 발전시켜 나가겠다”고 밝혔다.
한편 이번 연구에는 POSTECH 전자전기공학과·IT융합공학과·기계공학과·융합대학원과 서울아산병원 신경과 연구진이 참여했으며, 한국보건산업진흥원의 의사과학자 양성 프로그램과 보건의료기술 연구개발 사업, 과학기술정보통신부·교육부 재원의 한국연구재단 지원 사업, BK21, Glocal 30 대학 프로젝트, 대한신경초음파학회, 한국기초과학지원연구원(KBSI) 등의 지원을 받아 수행됐다.
<구글 번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>
POSTECH & Asan Medical Center Research Team Identify ‘Blood Stagnation’ as Cause of Stroke Recurrence
With a significant number of stroke patients experiencing a recurrence even after treatment, a domestic research team has announced findings indicating a close correlation between the ‘blood flow’ within blood vessels and the risk of recurrence.
A joint research team led by Professors Kim Chul-hong and Ahn Yong-ju of POSTECH and Professor Kim Bum-jun of the Department of Neurology at Asan Medical Center discovered that when blood vessels narrow, sections of blood flow become temporarily stagnant. They found that this environment promotes blood clot formation, which can increase the risk of stroke recurrence and brain damage. The results of this study were published in *Stroke*, an international journal in the field of stroke.
According to the research team, stroke is a disease with a high risk of recurrence; when the cause is plaque formed by the accumulation of fat and cholesterol on the blood vessel walls, a considerable number of patients experience recurrence even while taking antiplatelet agents. In particular, when blood vessels narrow, sections where the flow slows down or temporarily stalls occur behind the vessel after it has passed through; this phenomenon is similar to the whirlpools that form after a river passes over a rock.
**POSTECH & Asan Medical Center Research Team Identify ‘Blood Stagnation’ as Cause of Stroke Recurrence** The research team conducted the study based on the hypothesis that the varying recurrence rates among patients may stem from differences in the blood flow environment within the blood vessels.
To this end, the team analyzed CT and MRI images of ischemic stroke patients treated at Asan Medical Center and Seoul St. Mary's Hospital from 2017 to 2024. Images of some patients showed signs of hyperdense arteries and "blooming artifacts." The team defined these as "clot signs" and utilized them as imaging indicators suggesting the possibility that the blood clots contained a high concentration of red blood cells.
The analysis revealed that patients exhibiting "clot signs" had a risk of stroke recurrence approximately 2.76 times higher than those without. In particular, the risk of recurrence within one year was about 3.5 times higher, and the volume of brain tissue damaged by cerebral infarction was also found to be about three times larger.
The research team also conducted animal experiments to analyze the blood flow environment around vascular stenosis more precisely. After inducing stenosis in mice's blood vessels and measuring blood flow using high-speed ultrasound in three sections—anterior, apex, and posterior—the results showed that the Recurrent Threshold Tract (RRT), an indicator of blood retention in the posterior section, was approximately three times higher than that at the apex. A high proportion of red blood cells within blood clots was also confirmed in this section.
The research team explained that these findings demonstrate that an environment where blood flow remains prolonged in the narrowed posterior section leads to the formation of blood clots containing a high concentration of red blood cells, which can result in stroke recurrence and brain damage.
The research team anticipates that this study will be utilized to more precisely assess the risk of recurrence in stroke patients and to establish personalized treatment strategies.
Dr. Dong-Young Jeong, a co-first author of the paper, stated, "We will continue to advance this research through future multi-center prospective studies to establish clinical standards for blood retention indicators and to enable their use in identifying high-risk patients for recurrence in actual clinical practice." Meanwhile, this study involved researchers from POSTECH’s Department of Electrical Engineering, Department of IT Convergence Engineering, Department of Mechanical Engineering, and Graduate School of Convergence, as well as the Department of Neurology at Asan Medical Center. It was conducted with support from the Korea Health Industry Development Institute’s Physician-Scientist Training Program and Health Technology Research and Development Project, National Research Foundation of Korea funding projects funded by the Ministry of Science and ICT and the Ministry of Education, BK21, Glocal 30 University Project, the Korean Society of Neurosonology, and the Korea Basic Science Institute (KBSI).
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