노인수술 후 인지기능 장애
최근에는 주술기 신경인지장애라고
작년 8월에 87세 어머님이 전신 마취를 2번이나 해야하는 큰 수술을 하셨습니다. 그 후에 어머님의 인지기능이 떨어지시고 기억력이 떨어지셔서 혹시 치매증상이 아닌지 걱정이 되어서 치매클리닉에서 검사도 하고 신경과에서 인지기능 검사도 하였는데 결과는 전신마취 후에 생기는 주술기 신경인지 장애 였습니다.
노인들은 여러가지 생리적 역동이 노화된 상태이므로 Geriatric anesthesia (노인 마취학)에 대한 많은 고민을 한 후에 전신 마취 수술이 필요할 것으로 생각되어 집니다.
노인 전신마취 후 주술기 신경인지장애(PND)의 병태생리학적 기전과 다학제적 재활 전략에 관한 심층 연구 보고서
현대 의학의 발달로 고령 인구의 수술적 치료 기회가 증가하면서, 전신마취 이후 발생하는 인지 기능의 저하가 환자의 예후와 삶의 질을 결정짓는 핵심적인 임상적 과제로 부상하였다. 고령 환자에게 전신마취는 단순한 의식의 소실을 넘어 뇌신경 네트워크에 가해지는 중대한 생리적 스트레스이며, 이는 수술 전 이미 존재하던 경도인지장애(MCI)를 악화시키거나 새로운 형태의 주술기 신경인지장애(Perioperative Neurocognitive Disorders, PND)를 유발할 수 있다.1 전신마취 시간이 1시간 증가할 때마다 치매 발생 위험이 약 6%씩 높아진다는 분석은 마취제 노출과 인지 기능 사이의 정량적 상관관계를 시사하며, 이는 고령화 사회에서 마취 전문의와 보호자 모두가 주목해야 할 지표이다.4 본 보고서는 전신마취 후 발생하는 인지 저하의 정의적 혼란을 정리하고, 최신 병태생리 기전을 바탕으로 예방 및 다학제적 해결 방안을 심도 있게 고찰하고자 한다.
주술기 신경인지장애의 개념적 변천과 분류 체계
과거 수술 후 발생하는 인지 저하는 '수술 후 인지기능 장애(Postoperative Cognitive Dysfunction, POCD)'라는 용어로 주로 설명되어 왔다. 그러나 POCD는 연구 목적의 신경심리 검사 점수 하락에 기반한 용어로, 임상 현장에서의 주관적 증상과 일상생활 수행 능력의 변화를 충분히 반영하지 못한다는 한계가 있었다.6 이를 해결하기 위해 2018년 국제 명명법 컨센서스 워킹그룹은 일반 인구의 정신질환 진단 및 통계 매뉴얼(DSM-5) 기준과 일치하도록 '주술기 신경인지장애(PND)'라는 포괄적 명칭을 제안하였다.9
DSM-5 기준에 따른 PND의 시기별 분류
PND는 환자가 수술 전 보유하고 있던 인지 상태와 수술 후 증상 발현 시점, 지속 기간에 따라 엄격하게 분류된다. 이는 전신마취의 약동학적 효과가 사라진 이후에도 지속되는 뇌 기능의 변화를 체계적으로 추적하기 위함이다.
국제 전문가 그룹은 2018년 합의문에서 마취·수술과 연관된 인지 변화를 포괄하는 상위 개념으로 PND를 제안하였다.
이 합의안에 따르면 PND는 다음과 같이 시기와 중증도에 따라 세분된다.
수술 전: 기존의 경도 또는 주요 신경인지장애(neurocognitive disorder)
수술 직후~수일: 수술 후 섬망(postoperative delirium)
수술 후 30일 이내: 지연된 신경인지 회복(delayed neurocognitive recovery)
수술 후 30일~12개월: 수술 후 경도/주요 신경인지장애(postoperative mild/major neurocognitive disorder; 괄호 안에 POCD를 보조 표기)
이러한 체계적인 분류는 전신마취 후 노인에게 발생하는 인지 저하가 단순한 '잠에서 덜 깬 상태'가 아니라, 뇌의 구조적 손상과 기능적 네트워크의 교란을 반영하는 병리적 현상임을 명확히 한다.2 특히 수술 1년 이후에 발생하는 인지 저하에 대해서는 '수술 후'라는 수식어를 제거하고 일반적인 NCD로 진단하는데, 이는 수술과 마취의 직접적인 영향력이 1년 이내에 소멸된다는 의학적 판단에 근거한다.3
POCD/PND의 구체적 빈도
비심장 대수술을 받은 65세 이상 환자 69명을 대상으로 한 전향적 연구에서는, 수술 1주 후 약 25%에서 POCD가 관찰되었고, 3개월 시점에서는 약 10% 수준으로 감소하였다.
여러 연구를 체계적으로 검토한 논문들에서는 수술 후 수일~1주 사이의 조기 POCD 발생률이 10~40%까지 다양하며, 3개월~1년 시점에는 대부분 호전되지만 일부에서만 지속되는 것으로 보고된다.
경도 인지장애 수준의 호전 양상
다수의 고령 환자는 수술 직후 며칠~수주 동안 "멍함(brain fog)"이나 경도의 기억력·집중력 저하를 경험하나, 대부분 수주~수개월 내 기저 수준에 근접하는 회복을 보인다.
합의안에 따르면 30일 이내의 회복 지연은 "지연된 신경인지 회복"으로 분류되며, 12개월 이내에 회복되면 장기적인 신경퇴행성 질환으로 보지 않는다.
전신마취 후 인지 저하의 병태생리학적 기전: Two-Hit 모델
노인 뇌가 전신마취제와 수술적 스트레스에 노출되었을 때 인지 붕괴를 일으키는 과정은 최근 'Two-Hit' 모델로 설명된다. 이는 노화 및 기저 질환(당뇨, 고혈압)에 의한 뇌의 선천적 취약성(First Hit)이 수술적 손상과 마취제 노출이라는 외부 자극(Second Hit)과 상호작용하여 신경 퇴행적 변화를 촉발하는 과정이다.15
신경염증(Neuroinflammation)의 파급 경로
수술 시 발생하는 말초 조직의 손상은 선천적 면역 체계를 자극하여 HMGB1, S100B와 같은 위험 관련 분자 패턴(DAMPs)을 혈류로 방출시킨다.17 고령 환자의 경우 이미 노화로 인해 뇌혈관 장벽(BBB)이 약화되어 있으며, 이러한 말초 염증 인자들이 뇌 내부로 쉽게 유입되는 환경이 조성되어 있다.15 뇌 안으로 유입된 사이토카인(IL-1β, IL-6, TNF-α)은 휴식 상태의 미세아교세포(Microglia)를 아메바 형태의 활성 상태로 전환시키며, 이는 신경세포 간의 시냅스 연결을 파괴하고 신경 독성을 유발하는 자가 지속적 염증 사이클을 형성한다.15
마취제 유발 산화 스트레스와 미토콘드리아 손상
흡입 마취제(Sevoflurane 등)와 고용량의 프로포폴은 미토콘드리아 전자 전달계의 I 및 III 복합체를 교란하여 과도한 활성 산소종(ROS)을 생성한다.21 고령의 신경세포는 대사적 요구량은 높으나 항산화 방어 기전이 취약하여 산화적 스트레스에 의한 미토콘드리아 DNA 손상과 칼슘(Ca²⁺) 항상성 파괴에 매우 민감하다.15 미토콘드리아의 분열 단백질인 Drp1이 상향 조절되면서 망가진 미토콘드리아 조각들이 축적되고, 이는 세포 사멸(Apoptosis) 경로를 활성화하여 해마와 전두엽의 부피 감소를 초래한다.15
시냅스 가소성 저하와 신경 전달 물질의 불균형
전신마취제는 억제성 신경 전달 물질인 GABA 수용체를 강화하여 의식 소실을 유도하지만, 노인에서는 이러한 작용이 기억 형성에 필수적인 장기 강화(LTP)를 억제하고 장기 억제(LTD)를 비정상적으로 항진시킨다.15 또한, 일부 연구에서는 마취제가 아밀로이드 베타(Aβ) 단백질의 응집을 촉진하고 타우(Tau) 단백질의 과인산화를 유도하여 알츠하이머 치매와 유사한 신경 병리 기전을 가속화할 수 있음을 경고하고 있다.9
수술 전 경도인지장애(MCI)와 주술기 결과의 상관관계
수술 전 환자가 이미 보유하고 있던 경도인지장애(MCI)는 전신마취 후 발생할 수 있는 합병증의 강력한 예고 지표이다. 통계적으로 70세 이상 고령 수술 환자의 약 20%가 MCI 상태에 있으며, 이들은 정상 인지 환자군에 비해 예후가 현저히 불량하다.22
인지 상태에 따른 주술기 합병증 발생률 비교 데이터
주목할 만한 점은 수술 전 정상 인지 상태였던 환자군에서도 수술 및 마취 후 조기 인지 하락(POCD) 발생률이 최대 50%까지 보고되기도 한다는 점이다.13 이는 기저 인지 능력이 우수했던 노인이 수술이라는 강력한 스트레스에 직면했을 때 보이는 '상대적 하락 폭'이 더 클 수 있음을 시사한다. 그러나 장기적인 인지적 회복 탄력성 면에서는 기저 MCI 환자가 영구적인 치매로 전환될 가능성이 훨씬 높으므로, 이들에 대한 수술 전 선별 및 최적화 과정은 필수적이다.22
전신마취 시 위험 최소화 전략 및 마취 기법의 선택
환자의 인지 기능을 보호하기 위한 마취 전략은 마취 약제의 선택부터 심도 모니터링, 동반 질환 관리에 이르기까지 정밀하게 설계되어야 한다.
마취 약제의 최적 선택: 전정맥 마취(TIVA)의 우수성
최근 대규모 임상 연구와 메타분석 결과에 따르면, 프로포폴(Propofol) 기반의 전정맥 마취(Total Intravenous Anesthesia, TIVA)가 흡입 마취 방식보다 노인의 뇌 보호에 유리하다는 증거가 축적되고 있다.3
● 흡입 마취제: Sevoflurane 등은 해마의 신경 발생을 강력하게 억제하고 혈관 내 염증 반응을 상대적으로 더 유발하는 경향이 있다.15
● 프로포폴: 체내 전염증성 사이토카인(IL-6, TNF-α) 농도를 낮추는 효과가 있으며, 마취 유도 및 유지 과정에서 상대적으로 인지적 손상을 줄이는 것으로 나타났다.3
마취 심도 모니터링(BIS)의 임상적 가치
노인은 약물 대사 능력이 저하되어 있어 통상적인 용량으로도 과도한 뇌 활동 억제가 발생하기 쉽다. 뇌파 기반의 마취 심도 모니터링(Bispectral Index, BIS)을 통해 마취 심도를 40~60 사이로 정밀하게 조절하는 것이 권장된다.3 BALANCED 연구 등에서는 BIS 수치를 50 내외의 얕은 마취 상태로 유지했을 때, 35 이하의 깊은 마취 상태보다 수술 후 섬망 발생률이 약 9% 가량 감소함을 입증하였다.3 비록 연구마다 편차는 존재하나, 마취제 노출 총량을 줄이는 정밀 마취(Precision Anesthesia)는 노인 인지 보호의 핵심 원칙이다.3
피해야 할 약물 가이드라인(Beers Criteria 2023 업데이트)
미국 노인병학회(AGS)의 Beers Criteria는 수술 전후 약물 조절의 표준 지침을 제공한다. 특히 다음과 같은 인지 저하 유발 약물은 엄격히 배제하거나 대체해야 한다.26
● 벤조디아제핀계(Midazolam 등): 노인의 중추신경계 반응을 지연시키고 섬망과 낙상 위험을 기하급수적으로 높이는 주범으로 지목된다.11
● 강한 항콜린성 약물: 아트로핀, 스코폴라민 등은 노인의 인지 기능을 급격히 저하시키며 소변 정체 및 혼란을 유발한다.11
● 메페리딘(Meperidine) 및 고용량 마약성 진통제: 대사 산물의 독성으로 인해 신경학적 부작용이 크므로, NSAIDs나 신경 차단술을 병용하는 다중 모드 통증 조절(Multimodal Analgesia)로 대체가 권장된다.30
전신마취 후 인지 장애 해결을 위한 다학제적 해결 방안
전신마취 후 발생한 경도인지장애는 단순히 '시간이 지나면 해결될 문제'로 간주해서는 안 된다. 의료진과 보호자가 협력하여 조기에 중재할 때 회복률을 극대화할 수 있다.
다학제적 협진 시스템의 구축 및 운용
서울대학교병원 분당병원의 '노인 암 다학제 진료'나 서울아산병원의 '노년내과 협진 모델'은 수술 후 인지 기능 보호의 모범 사례로 꼽힌다.33
● 진료 구성: 외과 의사, 마취과 의사뿐만 아니라 노인병내과 전문의, 정신건강의학과 전문의, 임상 약사, 재활 치료사, 영양사 등이 팀을 구성한다.34
● 프로세스: 수술 전 환자의 기저 질환과 인지 상태를 통합 평가(CGA)하여 수술 여부와 방법(가급적 복강경 또는 로봇 수술)을 결정하고, 수술 중 혈역학적 안정성을 유지하며, 수술 후 즉각적인 비약물적 중재를 시행한다.33
비약물적 해결 방안의 골드 스탠다드: HELP 프로그램
Hospital Elder Life Program(HELP)은 전 세계적으로 검증된 노인 맞춤형 병동 관리 모델로, 섬망 및 인지 저하 예방에 탁월한 효과를 보인다.36
● 지남력 회복 유도: 벽면 시계, 달력 배치, 가족과의 잦은 대화를 통해 환자가 시공간 정보를 지속적으로 업데이트하게 돕는다.36
● 감각 결핍 차단: 보청기와 안경은 수술 직후 회복실에서부터 즉시 환자에게 전달되어 외부 자극의 왜곡을 방지해야 한다.29
● 조기 가동 및 재활: 수술 후 24시간 이내에 침상에서 일어나 앉거나 걷는 훈련을 시작하면 전신 혈류량이 개선되고 뇌의 염증 마커가 유의미하게 감소한다.32
약물적 중재의 신중한 적용
인지 장애를 직접적으로 치료하는 약물은 부재하나, 기전적인 악화를 막기 위한 보조적 처방이 활용된다.
● 덱스메데토미딘(Dexmedetomidine): 알파-2 수용체 작용제로, 교감신경 항진을 억제하고 항염증 작용을 통해 POD 및 조기 POCD 위험을 40~60% 가량 낮추는 것으로 보고되었다.11
● 케타민(Ketamine): 저용량(0.5 mg/kg) 투여 시 NMDA 수용체 길항 작용을 통해 신경 보호 효과를 나타내어 수술 1주일 후 인지 저하율을 81%에서 27%로 감소시킨 사례가 있다.39
이미 발생한 경도 인지장애/PND의 평가와 관리
1. 감별진단: 다른 가역적 원인 배제
수술 후 수주~수개월 동안 지속되는 경도 인지 저하가 의심될 경우, 먼저 다음과 같은 가역적·급성 원인을 체계적으로 평가해야 한다.
지속 또는 재발하는 섬망
감염(폐렴, 요로감염 등), 전해질 이상, 저산소혈증, 저혈당/고혈당, 간·신부전
뇌졸중 또는 무증상 뇌경색, 경련 활동
약물 부작용(항콜린제, 벤조디아제핀, 오피오이드, 항우울제 등)
우울·불안, 수면무호흡증 등 정신건강·수면 질환
비타민 B12 결핍, 갑상선 기능 이상 등 내분비·영양 이상
이러한 원인들이 교정된 이후에도 인지 저하가 지속될 경우, 신경과 또는 노인정신의학과와 협력하여 정식 신경심리검사와 뇌영상 등을 통한 평가가 필요하다.
2. 인지 평가 및 PND 진단
DSM‑5 기준에 따라 일상생활 기능 저하 정도와 객관적 인지검사 결과를 종합해 경도 또는 주요 신경인지장애로 분류하며, 발현 시점이 수술 후 12개월 이내이고 다른 원인으로 설명되지 않을 경우 "수술 후 경도/주요 신경인지장애(POCD)"라는 특성을 명시한다.
Mini‑Cog, MoCA, MMSE 등 간이검사는 추적에 유용하지만, 진단 및 연구 목적에는 보다 포괄적인 신경심리검사가 권장된다.
3. 비약물적 재활·생활요법
현재까지 POCD/PND에 대해 특정 약물이 일관되게 효과를 입증한 고품질 근거는 부족하며, 가이드라인들은 일반적인 경도인지장애(MCI) 관리 원칙과 유사한 비약물적 개입을 권고한다.
핵심 전략은 다음과 같다.
인지 재활: 작업치료사·신경심리 전문가에 의한 맞춤형 인지훈련, 기억 전략 교육
신체 활동: 규칙적인 유산소 운동과 근력 운동은 뇌혈류와 시냅스 가소성을 촉진해 인지 기능 보존에 도움을 줄 수 있다.
심혈관 위험인자 조절: 혈압, 당뇨, 이상지질혈증, 비만, 흡연 등 관리로 혈관성 손상을 줄인다.
수면·정신건강 관리: 수면 위생 교육, 수면무호흡 치료, 우울·불안 치료
사회·인지 자극: 사회활동, 취미, 교육 프로그램 등을 통한 지속적인 인지 자극
이러한 다요소 개입은 개별 효과 크기는 크지 않더라도, 장기간 축적 시 인지 예비력을 보존하고 기능 저하 속도를 늦출 수 있는 것으로 보고된다.
4. 약물치료의 역할과 한계
콜린에스터분해효소 억제제나 메만틴과 같은 치매 약제는 POCD/PND에 대한 일상적 사용 근거는 부족하며, 알츠하이머병 등 명확한 기저 치매가 동반된 경우에 한해 해당 적응증에 따라 사용을 고려한다.
선택적 COX‑2 억제제인 파레콕시브는 일부 무작위시험과 메타분석에서 수술 후 7일 시점의 POCD 발생 감소와 염증표지자 감소를 보였으나, 연구 규모와 이질성, 잠재적 부작용으로 인해 표준 치료로 권고되기보다는 통증 조절 전략 중 하나로 연구가 진행 중인 단계이다.
항정신병 약물은 섬망의 심한 초조 및 위험행동 조절용으로 제한적으로 사용될 수 있으나, 장기 인지예후 개선을 위해 투여하는 것은 권고되지 않는다.
5. 예후와 장기 추적
대부분의 노인은 수술 후 수개월 이내에 인지 기능이 기저 수준에 근접하게 회복되지만, 기저에 잠복성 신경퇴행성 질환이 있거나 고위험군인 경우 장기적인 인지 저하가 영구적으로 남을 수 있다.
따라서 고령·고위험 환자에서 수술 후 3~12개월 동안 정기적인 인지 평가와 기능 평가를 시행해, 악화 시 조기에 신경과적 평가와 치매 클리닉 연계를 고려하는 것이 바람직하다.
인지 재활 및 생활 습관 관리를 통한 뇌 기능 복구
수술 후 저하된 인지 기능을 회복시키는 과정은 뇌의 신경 가소성(Neuroplasticity)을 활용하는 집중적인 재활이 핵심이다.
컴퓨터 기반 전산화 인지 재활(CBCR)의 효과성
디지털 치료제 성격의 전산화 인지 훈련 프로그램은 노인의 흥미를 유발하고 단계별 맞춤 훈련을 가능하게 한다.41
● 레하컴(RehaCom): 독일의 대표적인 프로그램으로, 주의력 및 집중력 훈련 모듈(AUFM)과 시각적 탐색 모듈 등이 있으며, 환자의 기능 향상에 따라 난이도가 자동 조절된다.41
● 국산 프로그램(Com-Cog, CoTras): 한국 노인의 생활 문화(장보기, 교통수단 이용 등)를 반영한 콘텐츠로 구성되어 있어 인지 훈련의 전이 효과(Transfer Effect)가 뛰어나다.41
● VR 기반 재활: 3차원 가상 환경에서의 활동은 환자의 몰입도를 높이고 실생활 복귀에 필요한 복합 인지 기능을 효과적으로 자극한다.45
뇌 건강을 위한 영양 전략 및 보충제 가이드
수술 후 노인의 뇌는 극심한 영양 결핍 상태에 놓이기 쉬우며, 이는 인지 회복을 지연시킨다.47
● 단백질 및 칼로리 공급: 체중 1kg당 약 30kcal의 에너지와 최소 1g 이상의 양질의 단백질 섭취가 권장된다.48 단백질 영양 결핍은 노인 치매 발생의 독립적 위험 인자이다.49
● DHA 및 오메가-3: 생선 및 들기름 등에 풍부한 오메가-3 지방산은 수술 후 유발된 신경 염증을 완화하고 해마의 시냅스 연결을 강화한다.38
● 항산화 비타민 및 아연: 비타민 C, E와 아연(Zinc)은 산화 스트레스로부터 뉴런을 보호하고 수술 부위의 면역력을 높여 2차 감염에 의한 인지 악화를 막는다.47
● 수분 및 전해질 관리: 탈수는 노인 인지 저하의 가장 흔하면서도 교정 가능한 원인이다. 하루 6~8잔 이상의 수분을 규칙적으로 섭취해야 한다.48'
수면 위생 및 규칙적 운동
뇌 안의 독성 단백질(아밀로이드 등)은 수면 중 글림파틱 시스템(Glymphatic system)을 통해 배출되므로, 수술 후 양질의 수면을 확보하는 것이 무엇보다 중요하다.38
● 수면 가이드: 낮 동안 40분 정도 햇볕을 쬐며 걷는 운동은 멜라토닌 분비를 정상화하여 야간 숙면을 돕는다.55
● 운동의 인지 개선 효과: 저강도 유산소 운동은 근육 유래 신경 영양 인자인 '이리신(Irisin)'을 방출시켜 뇌의 해마 세포 증식을 직접적으로 자극한다.32
임상적 고찰 및 미래 전망
노인 환자의 전신마취 후 발생하는 경도인지장애는 단순한 수술의 부작용이 아니라, 인지 예비능의 고갈과 신경염증의 폭발적 반응이 결합된 복합적인 뇌 신경학적 질환으로 정의되어야 한다.2 인지 예비능이 낮은 고위험 노인의 경우, 전신마취 노출이 장기적인 치매로 이행될 수 있는 위험도가 약 29%까지 높아진다는 사실은 주술기 뇌 건강 관리의 시급성을 일깨워준다.5
향후 연구 및 임상 적용 방향
1. 바이오마커 기반의 조기 예측: 수술 전 NFL(Neurofilament Light chain)이나 Tau 농도 측정을 통해 PND 고위험군을 선별하는 시스템이 조만간 상용화될 것으로 보인다.59
2. 개인 맞춤형 마취(Precision Anesthesia): 유전자 다형성(APOE ε4 등)에 따른 마취제 반응 차이를 고려하여 환자 개인에게 최적화된 마취 심도와 약제를 처방하는 정밀 의료의 도입이 가속화되고 있다.15
3. 디지털 치료제 및 원격 인지 모니터링: 퇴원 후에도 가정에서 태블릿 PC 등을 통해 인지 상태를 모니터링하고 훈련하는 원격 재활 프로그램이 활성화될 전망이다.38
결론 및 권고 사항
전신마취 후 노인 인지 장애를 성공적으로 해결하기 위해서는 수술 전-중-후를 잇는 연속적인 인지 보호 체계가 가동되어야 한다. 환자와 보호자는 수술 전 노인 포괄 평가를 통해 인지 상태를 정확히 파악하고, 수술 중에는 마취과 의사와 협력하여 뇌 대사 부하를 최소화하는 전략을 선택해야 한다.11
수술 후에는 'HELP' 프로그램의 원칙에 따라 환자를 즉시 깨우고 가동시키며, 영양 공급과 전산화 인지 재활을 병행함으로써 뇌신경의 회복력을 극대화해야 한다.36 전신마취가 고령 환자의 수술에 필수적인 과정인 만큼, 이를 두려워하기보다는 체계적인 다학제적 접근을 통해 '인지적으로 안전한 수술(Cognitively Safe Surgery)'을 실현하는 것이 고령화 시대를 살아가는 의료진과 우리 사회의 공동 책임이다.5 뇌는 수술 후에도 충분히 회복될 수 있는 가소성을 지니고 있으며, 조기 발견과 집중적인 다학제적 개입만이 그 가능성을 현실로 바꿀 수 있다.34
참고 자료
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4. 전신마취 후유증 “치매와 섬망 증상” | 수술 후 기억력저하, 인지기능장애 (국내 교수 연구팀 12년에 걸친 분석 결과) - YouTube, 3월 7, 2026에 액세스, https://www.youtube.com/watch?v=-xaw_KXlYCo
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