Korean Journal of Cerebrovascular Surgery 2000;2(1):24-29.
Published online January 1, 2001.
Preoperative Grading Systems of Spontaneous Subarachnoid Hemorrhage.
Hwang, Sung Nam
Department of Neurosurgery, College of Medicine, Chung-Ang University, Seoul, Korea. tarheel@netsgo.com
Abstract
Since the first grading system of the subarachnoid hemorrhage was introduced by Botterell in 1956, various grading systems have been presented-mostly based on Botterell's or Glasgow Coma Scale-and studied for their universal validity. At the beginning, management plan for the patients solely depended on the grade of the applied grading system but after introduction of CT and microscope into the diagnosis and surgery for the aneurysmal subarachnoid hemorrhage and better understanding and management of vasospasm, the role of grading system has been changed to emphasize more on the predictability of the postsurgical outcome. The author reviewed the most popular and widely used grading systems to figure out their significance in predicting outcome and clinical applicability.
Key Words: Spontaneous subarachnoid hemorrhage, Cerebral aneurysm, Grading system, Classification

서     론


   1956년 Botterell에 의해 처음으로 지주막하출혈(SAH)환자의 등급분류법이 제시된 이래 40여년의 시간이 흐르는 동안 이 분류법을 근거로 또는 새로운 분류법들이 만들어졌으며 그 타당성이 검증되어져왔다.3-11)16)18)21)22) 
   이러한 노력은 환자의 등급이 치료의 방침과 수술시기를 결정하고 예후를 예측하는데 결정적인 역할을 한다는 데에서 기인하였다. 그러나 정확한 등급결정에는 많은 어려움이 있어 이상적인 분류법을 만드는 일은 쉬운 일이 아니다.
   이상적인 분류법은 단순하면서도 각 등급-특히 인접한 두등급간에 명확하고도 객관적인 기준이 있어 등급을 결정하는데 모호함이 없어야하며 다른 검사자들에 의해 평가되더라도 등급이 달라져서는 안되며 등급을 기준으로 하여 치료방법을 선택하였을 때 예후를 가능하면 정확히 예측할 수 있어야 된다.
   분류법에 의해 처음으로 지주막하출혈환자의 등급을 정하여 치료하기 시작한 당시와 비교하여 근래 이러한 환자들의 진단과 치료에 있어서 비약적인 발전과 변화가 있었기 때문에 초기에 만들어졌던 분류법의 의의와 그 타당성에 대한 재조명과 근래에 제시된 여러 분류법을 비교검토해보고 그 변천과정을 살펴보는 것은 큰 의미가 있다고 하겠다.

지주막하출혈환자의 등급변천

   1953년 Norln과 Olivecrona17)는 그들이 수술하였던 뇌동맥류수술환자의 50%이상이 사망하였음을 보고하면서 뇌동맥류파열로 인한 지주막하출혈 환자에 있어서 수술시기를 정하는 것은 매우 중요하여 다량의 출혈이 있을 경우에는 수술이 환자에게 전혀 도움이 되지 않으며 또한 출혈후 2~3주 이내에는 뇌압상승과 혈관연축으로 뇌혈류장애가 심하여 수술을 피해야 된다고 하였다.
   Botterell 등3)4)은 뇌동맥류파열로 인한 지주막하출혈환자들을 저체온하에 수술하고 이를 보고하였는데 큰 뇌내혈종이 있는 중대뇌동맥류에서는 조기수술을 강력히 주장하였으나 그외의 동맥류에서는 파열후 1~2주내에 수술하였던 환자들의 사망률이 높아 조기수술에 회의적이었다. 이러한 결과들은 오랜 기간동안 지연수술이 선호되었던 이유이기도 했으며 따라서 수술시기의 결정은 수술사망율과 직결되는 문제였었다. 그는 Totonto General Hospital의 지주막하출혈환자들에서 수술의 위험도에 따라 상태를 grade 1에서 5까지 나누어(Table 1) 1958년 이를 소개하였다.3) 이 분류법은 그 후 수년에 걸쳐 수정되었으며(Table 5)15) 국내에서는 70년대 말까지 널리 이용되었다.
   1967년 Hunt 등9)은 1954년부터 1966년까지 12년간에 걸쳐 수술하였던 뇌동맥류 275례에 Botterell 분류법에 기초한 Hunt and Hess System(HHS)을 만들어 이를 적용하였는데 고혈압, 당뇨, 동맥경화, 만성폐질환이 있거나 혈관조영에서 심한 혈관연축을 보이는 경우 본래의 등급보다 한등급 위의 등급을 매겼다(Table 3). Botterell 분류법에서는 의식이 저하된 기면상태의 환자에서 국소 신경장애유무에 따라 grade II와 III로 분류한 반면 HHS는 의식변화를 더 중요시하여 기면상태이면 grade III로 정하여 수술시기를 결정하는데 도움을 얻고자 하였다. 환자의 신경학적 장애는 혈관연축, 허혈, 뇌부종 등이 원인으로서 이 때에는 물리적 자극에 쉽게 손상을 받기 때문에 수술을 피하는 것이 좋으므로 HHS grade I, II일 경우에는 입원 24시간내에 수술을 하고 grade III 이상인 경우에는 생명이 위험할 정도의 뇌실질내 혈종이 있거나 반복되는 출혈이 있는 경우를 제외하고는 grade I 또는 II로 개선될 때까지 기다리는 원칙을 세웠다. 입원당시 grade I, II 환자의 사망률은 20%, 수술받았던 grade I, II의 사망률은 14%로서 그 차이는 대부분 재출혈이었다. 그런데 흥미있는 것은 grade I의 수술사망율이 1.4%인 반면 grade II의 수술사망율이 무려 22%에 이르렀다는 사실이다. 두 등급간의 차이는 뇌막자극증상 및 전신질환 유무인데 grade I에 비하여 grade II의 사망률이 이처럼 높은 이유는 혈관연축으로 인한 뇌경색때문이라고 보고 뇌막자극증상이 특히 심한 일부의 grade II 환자도 수술을 지연시키는 것이 바람직하다고 하였다. 그러나 당시는 CT나 MRI같은 영상장비가 도입되기 이전이었기 때문에 임상적인 증상만으로 환자를 두 등급으로 분류하여 예후를 예측하기는 어려웠을 것으로 보인다. 즉 혈관연축이 발생할 가능성이 클 정도의 비교적 많은 출혈이 있는데도 임상적으로 grade II로 분류되는 환자들이 있음은 우리가 흔히 경험하고 있다. 1974년 Hunt 등10)은 그의 분류법에 따른 수술원칙을 적용하여 치험하였던 18년간의 경험을 바탕으로 과거의 HHS에 grade 0를 추가하여 파열하지 않은 작은 동맥류가 있는 환자를 grade 0로 분류하였으며, grade I중 안정된 신경장애가 있으며 급성기가 지난 환자를 grade Ia로 분류하였다(Table 4). 1967년부터 1973년까지 grade II 환자의 수술사망율은 9%로 현저히 감소하였는데 그 이유로 수술현미경 도입과 수술수기의 발전 그리고 수술전후 환자관리의 개선을 들었다. 그럼에도 불구하고 grade III의 수술생존율은 72%였고 특히 수술후 생존한 사람들중 50%는 심한 후유증을 남겼기 때문에 grade III에서 V에 해당되는 환자들은 재출혈의 위험이 있음에도 불구하고 원칙적으로 보존적치료를 하였다.
   그 후 Starmark 등19)이 1983년부터 1985년까지 보고된 혼수환자들의 등급에 관한 신경외과 문헌을 조사한 결과 이중 지주막하출혈환자들의 등급을 정하는데 57%의 문헌이 HHS를 사용하고 있음이 밝혀져 80년대에 들어와 이 분류법이 가장 보편적인 분류법으로 자리잡게 되었고 국내에서도 거의 모든 병원에서 이 분류법을 사용하게 되었다.
   Logheed, Marshall 등16)은 1973년 Botterell의 등급을 수정하여 수술전 환자의 의식상태를 강조한 분류등급을 제시하였으며(Table 5) Yarşsargil22)은 이 분류가 수술후 환자의 예후나 사망률을 예측하는데는 가치가 있으나 수술전에 신경장애가 있을 경우 그 장애가 수술후에도 그대로 남아 있을 가능성이 크므로 이환율을 고려하여 grade 0에서 III까지를 a, b로 세분하여 수술전 장애가 없으면 a, 장애가 있으면 b로 분류하였다(Table 6). Ia와 IIa에서는 수술 시기와 관계없이 대부분 결과가 좋았으며 Ib와 IIb는 의식은 명료하나 혈관연축, 뇌경색, 혈종 등으로 명백한 신경장애가 있는 군으로 수술시기의 선택은 신경장애의 원인에 따라 결정해야 된다고 하였다. 즉 혈종의 종괴효과로 인한 신경장애인 경우 즉시 수술을 요하나 CT에서 뇌경색을 보이거나 혈관조영에서 심한 혈관연축이 있으면 회복될 때까지 기다렸다가 수술을 해야한다고 하였다. IIIa, IIIb는 광범위한 뇌기능장애로 인하여 의식장애가 있는 군으로 국소적 신경장애유무와 관계없이 예후는 훨씬 좋지 않다고 하였다. 그러나 III-IV로 분류된 환자가 수시간 또는 1~3일 내에 더 좋은 등급으로 호전되는 경우가 있으므로 뇌내혈종이 있는 경우를 제외하고는 수술을 지연시키는 것이 바람직하다고 하였다. Lindsay 등은 가장 많이 사용되고 있는 HHS와 각 등급에 대한 정의가 불명확한 Botterell 분류를 개선한 Nishioka 등급(Table 2)으로 지주막하출혈환자의 등급을 매겼을 때 검사자에 따라(동일한 환자에서 검사시차에 의한 변수와 검사테크닉에 의한 변수를 배제하기 위하여 환자의 상태에 대한 기록자료만으로 판정) 등급에 차이가 많았으며 특히 grade III에서 가장 일치를 보이지 않았다고 하였다. Grade III는 수술사망율이 grade I, II에 비하여 훨씬 높을 뿐 아니라 보존적치료를 할 경우에도 사망률이 높기 때문에 이 등급의 환자를 정확하게 평가하는 것은 매우 중요하다. 따라서 검사자에 따른 변이(variability)를 줄일 수 있는 더욱 단순하고 신뢰성이 있는 분류법의 필요성을 강조하였다.13) 등급을 평가하는 요소들(두통, 경부경직, 신경장애, 의식수준)의 검사자에 따른 변이의 신뢰도를 조사한 결과 두통은 가장 신뢰도가 낮았으며 의식수준에 있어서는 Botterell과 Nishioka 등급 모두에서 grade Ⅲ로 분류된 착란(confusion), 가면(drowsiness), 기면(lethargy)이 검사자에 따른 가장 심한 변이를 보였다. 그러나 의식수준에 Glasgow Coma Scale(GCS)을 적용하였을 때 검사자간의 변이는 훨씬 줄어들었다.14) 
   1981년 Drake 등은 World Federation of Neurological Surgeons(WFNS)의 요청에 의해 SAH 환자들의 예후를 예측가능케하고 여러사람들에 의한 다양한 치료결과의 평가를 표준화하고 시간경과에 따른 환자상태의 변화를 계량화할 수 있는 새로운 분류법을 만들고자 하였다. Universal SAH Grading Scale Committee는 6년간에 걸쳐 작업을 하였으며 1985년 AANS(American Association of Neurological Surgeons)에 보고된 ICAS(International Cooperative Aneurysm Study)의 자료를 근거로 분석한 결과 첫째 환자의 의식이 명료한 경우 두통이나 경부경직은 예후와 무관하였으며(즉 HHS I과 II는 예후에 관한한 차이가 없음), 둘째 사망 또는 장애유무를 예측하는 데에 가장 중요한 요소는 의식수준이며 편마비 또는 언어장애(실어증) 등은 향후장애와 관계있을 뿐 사망률과는 무관함을 밝혀내었다.5) 1987년 제안되었던 WFNS system(WFNSS)은 1. 파열되지 않은 동맥류를 0으로 하고 지주막하출혈을 다섯 등급으로 분류하였으며, 2. 두부손상환자의 의식수준을 평가하는 객관적인 평가척도로 범세계적으로 이용되고있는 Glasgow Coma Scale(GCS)을 평가척도로 하였으며, 3. 편마비, 언어장애 등의 주된 국소장애는 grade II와 III를 구분하는 기준으로 삼았다(Table 7).
   Botterell, HHS, Nishioka, Cooperative study 등3)9)12)16)에 의한 지주막하출혈환자의 등급이 검사자에 따라 차이가 많으며 그 이유는 의식수준에 대한 설명이 명확하지 않기 때문으로 보아 Gotoh 등7)은 WFNSS의 타당성을 조사한 결과 GCS는 동맥류환자의 수술예후를 예측하는데 유효하였으나 WFNS grade I과 II(GCS 점수 15와 14에 해당)사이에서만 통계적으로 의미있는 차이를 보였을 뿐 그외의 등급사이에는 예후에 차이가 없어 WFNSS에 대한 재평가가 필요하다고 하였다.
   Hirai 등8)은 출혈후 72시간내에 수술하였던 SAH환자들을 Hunt and Kosnik, WFNS, GCS 분류에 의해 등급을 매겨 그 예후를 비교한 결과 Hunt and Kosnik grade II와 III, III와 IV사이에는 큰 차이가 있는 반면에 WFNS grade I과 II 사이를 제외하고는 인접한 등급사이에 차이가 없었다. GCS 점수와 결과와의 관계는 GCS 점수 13~14(p<0.0001)와 7~8사이(p<0.05)에 차이가 있었다. GCS 점수는 눈뜨기(E), 운동반응(M), 언어반응(V)의 세개의 점수의 합이기 때문에 같은 GCS 점수 14에서도 몇 개의 다른 조합이 만들어져 동일한 점수에서도 예후가 다를 수 있으며 그중 E3 M6 V5가 E4 M6 V4보다 좋은 결과를 보였다(p<0.05).
   1985년부터 1992년까지 지주막하출혈에 관해 보고된 문헌에서 사용된 분류법을 보면 HHS가 71%, WFNSS가 19%, 나머지가 10%로 HHS은 80년대 전반부에 비해 더 많이 이용되었음을 알 수 있으며 다음으로는 WFNSS가 많이 이용되어졌다. 그러나 HHS의 가장 큰 문제점은 각 등급에 대한 정의가 명확하지 않음으로 인하여 심지어는 같은 환자에 대하여 평가자에 따라 네가지의 다른 등급이 매겨질 수 있다는 점이다. Oshiro 등18)은 GCS에 근거한 GCS system(GCSS)을 제시하고(Table 8) HHS 및 WFNSS에 의해 분류되어 수술받았던 환자들과 GCSS에 의해 분류되었던 환자들의 GOS(Glasgow outcome scale), 사망율, LOS(length of stay)와 비교해 본 결과 GCSS가 평가자에 따른 신뢰도가 가장 높았으며 예후를 예측하는 척도로서도 다른 분류법보다 우수하므로 보다 단순화된 이 분류법을 사용할 것을 제안하였다.
   Takagi20) 역시 HHS의 문제점으로 grade I과 II사이에 예후의 차이가 없다는 점과 검사자에 따른 변이를 지적하였으며 그 약점을 보완하기 위하여 나온 WFNSS 역시 grade II와 III, grade III와 IV 사이에 예후의 차이가 없어 이상적인 분류법이 되지 못한다고 하였다. 그는 인접한 GCS 점수간에 통계적으로 의미있는 예후의 차이가 있는 GCS 점수를 묶어 조합을 만들고 다시 각 조합사이에 가장 통계적인 차이가 있는 단 하나의 조합을 찾아내어 새로운 GCSS(Table 9)을 만들었으며 이 분류가 가장 이상적인 등급분류법에 가깝다고 하였다.
   그러나 한편 환자의 예후는 수술전 등급뿐 아니라 CT에서 보이는 출혈정도, 뇌실내출혈, 뇌실질내 혈종 등과 관계가 깊기 때문에 출혈상태에 따라 점수를 정하고 여기에 수술전 등급에 따라 등급이 낮으면 점수를 감하고 등급이 높으면 가산하여 얻은 점수로서 환자를 저위험군, 중위험군, 고위험군으로 분류하여 예후를 추정하는 방법이 제시되기도 하였다.1)2)6) 

결     론

   지금까지 지주막하출혈환자들에 대한 등급판정의 변천에 대하여 살펴본 결과 뇌동맥류수술이 본격화된 이후 이상적인 분류법을 만들기 위하여 많은 노력이 기울여져왔음을 알 수 있으며 하나의 분류법이 만들어지면 그 타당성을 검증하려는 시도가 뒤따랐다.
   50년대 처음 분류법이 만들어 졌을 당시에는 뇌동맥류의 수술사망률이 매우 높았고 사망률은 수술시기와 매우 밀접한 관계가 있었기 때문에 수술시기를 결정하는데 필요한 환자들의 정확한 등급판정은 매우 중요한 문제였다. 그러나 70년대 미세수술이 시작되고 CT의 발명으로 지주막하출혈직후 뇌의 상태를 쉽고도 정확하게 진단가능하게 되었으며 동맥류수술기구의 발달, 뇌혈관연축에 대한 병태생리적 이해와 치료방법의 발전으로 초기에 기피하였던 조기수술이 80년대 이후 보편화되고 수술결과는 크게 호전됨으로서 환자의 등급이 수술시기를 정하는데 있어서 결정적인 역할을 하였던 과거와는 달리 그 중요성은 점차 줄어들고 있다. 따라서 근래에 나온 분류법은 수술시기의 결정보다는 수술후 환자의 예후를 예측하고자 하는데에 더 중점을 두고 있음을 알 수 있다.
   근래에 나온 여러 분류법이 근거로 하고 있는 Glasgow Coma Scale은 의식수준만을 평가하기 위한 척도로서 이전 분류에서 등급평가의 중요한 요소였던 국소적 신경장애는 평가기준에서 제외됨으로서 수술환자의 예후는 출혈로 인한 뇌압상승과 뇌혈류장애 등에 의한 의식수준과 관계있을 뿐 제 3 뇌신경마비나 국소적 운동마비같은 국소적 신경장애는 무관하게 인식되고 있다.
   제시된 여러 분류법중 어느 것을 택하는냐 하는 문제에 있어서 너무 세분화되어 복잡한 분류법이나 국내 여러병원에서 통용되고 있지 않은 분류법을 택할 경우 서로간에 소통의 문제 등이 있다는 점이 고려되어져야 할 것으로 본다.


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