신경근계질환에서 근전도검사(NCV, EMG 등)의 일반적인 개념

목차 

1. 신경전도검사(Nerve Conduction Study)

2. Abnormal Nerve Conduction(신경전도검사  이상소견)

3. Needle EMG Study(니들 EMG 검사)

4. Abnormal EMG Findings
 4-1. Denervation
 4-2. 근병증(Myopathy)
 4-3. Myotonia

---

 

전기진단학 연구는 신경근육 질환의 진단 및 추적 평가에 꽤 유용할 수 있습니다. 환자의 증상을 설명할 수 있는 병리적 생리 병명을 결정한 후, 의사는 전반적으로 전기생리학적 검사를 수행하여 전반적인 신경근육계의 질환에 대해 파악할 수 있습니다.

이러한 검사를 수행하기 전에는 신경학적 검사를 철저하게 수행하여 진료 문제를 평가하는 것이 중요합니다.

전기생리학(신경생리기능검사) 검사실에서는 일반적으로 세 가지 유형의 검사가 수행됩니다.

첫째, 신경전도 검사, 둘째, 근전도 검사, 셋째, 반복적 신경 자극 검사(RNS)입니다. 

1. 신경전도검사(Nerve conduction study) : 이 검사는 신경 섬유의 전도속도와 신경근접점의 기능을 평가하는 것으로, 신경섬유의 전도속도 측정으로, 경추부나 요추부의 신경근초점에서 발생한 근육의 움직임을 측정하여 신경통, 근무력증, 국소신경병증 등의 진단을 합니다. 신경근접점의 기능을 평가하여 근이완증과 같은 질환에 대한 검사를 시행합니다.
2. 근전도검사(Needle EMG study) : 이 검사는 신경근의 전기활동을 평가하여 근육의 질환을 진단하는 것으로, 근육의 힘과 함께 근육 내 전기활동을 측정하여 근육 이상의 원인을 평가합니다. 근육의 병적인 활동을 평가하여 근육병, 근무력증 등을 진단합니다.
3. 반복적 신경자극검사(Repetitive Nerve Stimulation Test, RNS) : 이 검사는 근육과 신경근접점의 기능을 평가하는 것으로, 자발적인 근육 수축과 함께 반복적인 신경자극을 통해 신경근접점의 기능을 평가합니다. 근무력증, 중증근이영양증 등의 진단에 사용됩니다.

이러한 검사는 각각의 특성과 한계가 있으므로, 환자의 증상과 함께 신중한 판단이 필요합니다. 따라서, 이러한 검사는 신경과의 전문적인 진료를 받은 후 진행되어야 하며, 검사 결과는 임상소견과 함께 종합적으로 판단되어야 합니다.

 

 

1. 신경전도검사(Nerve Conduction Study)

 

운동신경이나 감각신경을 따라 충격파가 전달되는 속도를 정확하게 측정할 수 있습니다. 신경전도속도(Nerve conduction velocity, NCV)는 신경의 생리학적 또는 병리학적 상태를 나타내는 지표입니다. 신경전도검사에는 세 가지 종류가 있습니다: (a) 운동신경전도검사; (b) 감각신경전도검사; (c) 혼합신경전도검사입니다.

 

운동 신경 전도 검사는 운동 신경을 자극하여 얼마나 빨리 운동 신경을 통해 근육으로 신호가 전달되는지를 측정합니다. 예를 들어, 팔꿈치와 손목에서 근육으로의 운동 신경 전도를 측정할 수 있습니다. 운동 신경을 자극하면 근육에서 Compound Muscle Action Potential(CMAP)이 발생하고 이를 측정합니다. 이 검사는 주로 median, ulnar, and radial nerves ,sci-atic, femoral, posterior tibial, and peroneal nerves 등에 대해 수행됩니다.

감각 신경 전도 검사는 신경의 감각 섬유를 자극하여 얼마나 빨리 신호가 뇌로 전달되는지를 측정합니다. 손가락의 끝에 위치한 신경을 자극하고 손목에서 신호를 기록하거나 자극과 기록 전극을 바꾸어 수행합니다. 이 검사는 주로 ulnar, median, radial nerves, Peroneal nerve, Lateral sural cutaneous nerve 등에 대해 수행됩니다.

 

* CMAP:  "Compound Motor Action Potential"로, 여러 개의 신경 섬유에서 동시에 일어나는 신경근 연결 전위를 의미합니다. CMAP는 신경근 연결을 평가하는 데 사용되며, 근육 자극 시 신경에서 발생하는 신호의 전기적 반응으로 생긴다는 것을 의미합니다. 

 

주변 신경의 혼합 신경전도는 (감각 및 운동 신경섬유) 말단 부분을 자극하고 신경의 근위 부분에서 CNAP를 직접 기록하여 테스트됩니다. 예를 들어, 중수 및 퇴골신경의 혼합 신경을 테스트하려면 손목에서 혼합 신경을 자극하고 팔꿈치에서 CNAP를 기록하면 됩니다. 유일한 차이점은 혼합 (운동 및 감각) 신경 섬유가 자극되는 것입니다. 혼합 신경전도의 임상적 중요성도 감각 신경전도와 동일합니다.

이론적으로, 운동, 감각 및 혼합 NCV는 각각 최고 속도로 전달되는 운동, 감각 및 혼합 신경 섬유의 최대 전도 속도를 나타냅니다. 일반적으로, 연령에 따라 속도가 다르며 (3세 이하에서는 느립니다), 피부 온도에 따라 속도가 다르며 (섭씨 1도당 약 2.0m/sec 느려집니다), 신경의 각 세그먼트마다 속도가 다르며 (근위쪽으로 갈수록 빨라집니다), 다른 신경에서도 속도가 다릅니다 (평균 신경보다 중수 신경에서 빠릅니다). 각 검사실은 그에 따라 각 신경의 정상 범위를 설정해야 합니다.

대략적으로, 상지의 NCV가 40m/sec 이하이고 하지의 NCV가 35m/sec 이하인 경우에는 확실히 비정상적입니다.

NCV의 속도가 느려지면 신경병증이나 신경 손상을 나타냅니다. 일반적으로 감각 신경전도는 말단 신경병증이나 손상 진단에서 운동 신경전도보다 민감한 지표입니다.

 

* CNAP: CNAP는 신경 운동 신경 섬유의 전기적 자극에 의해 발생하는 신경근 연접전위(Nerve-muscle Compound Action Potential)를 말합니다. CNAP는 CMAP와 유사하지만, CMAP는 단일 운동 신경 섬유의 활동에 의해 발생하는 것이고, CNAP는 여러 운동 신경 섬유의 활동에 의해 발생하는 것입니다.

 

 

2. Abnormal Nerve Conduction(신경전도검사  이상소견)

 

신경전도검사 결과 이상 소견은 특정 질병의 진단에 직접적으로 사용되지 않습니다. 이상 소견은 임상적 증상 및 다른 검사 결과와 함께 고려되어야 합니다. 신경전도검사는 주로 말초신경병증과 압박신경병증을 검출하고 말초신경 손상의 평가에 유용합니다.

말초신경병증의 경우, 신경전도검사는 양 다리와 한 팔에서 검사 가능한 신경에서 수행되어야 합니다. 왜냐하면 신경전도 소견은 모든 말초신경에서 균일하게 나타나지 않기 때문입니다. 따라서 검사하는 신경이 많을수록, 이상 소견을 검출하는 데 더 많은 도움이 됩니다. 대부분의 경우, 검사한 신경 중 50% 이상에서 신경전도 소견 이상이 관찰됩니다. 그러나 소수의 경우에는 소견이 일부 신경에서만 나타납니다.

신경전도 소견 이상은 신경전도 속도의 느림, CMAP 또는 CNAP 크기의 감소, 신경전도 차단 등을 포함합니다.

경도의 말초신경병증 환자에서는 NCV가 정상일 수 있으므로 이 점을 기억해야 합니다. 따라서, 명확한 말초신경병증 증상을 보이는 환자에서 정상적인 NCV는 대개 축삭도말성 말초신경병증(peripheral neuropathy of axonal degeneration)을 나타냅니다. 이 경우, CMAP와/또는 CNAP 크기는 보통 낮습니다.

 

신경근전도검사(NCS)는 말단근육의 바늘 EMG 검사로 확인이 필요할 때가 있습니다. 말단 신경은 두 가지 주요 요소가 있습니다: 축삭돌기(axon)와 미엘린(myelin)입니다. 미엘린화된 신경섬유의 염분성 전도로 인해 미엘린이 가장 효과적으로 신호를 전달합니다. 따라서 축삭돌기의 말단 신경병증은 신호 전달 속도가 매우 느리지만, 분절적 발생의 말단 신경병증에서는 NGV가 현저하게 느려집니다. 일반적으로 축삭돌기의 말단 신경병증(알코올성 및 영양성 신경병증 등)은 NCV가 약간 느리게 나타나며(35 m/sec 이상), 분절적 발생의 말단 신경병증(길랭-바레 증후군 등)에서는 NCV가 현저하게 느립니다(30 m/sec 미만).

 

* NGV: "negative peak to peak amplitude of the sensory nerve action potential (SNAP) over the affected segment compared to the unaffected segment"을 의미합니다. 즉, 감각신경 작용전위의 음극 최대값과 양극 최대값의 차이를 말합니다.

 

NCV가 느린 경우 CMAP 또는 CNAP의 진폭이 보통 낮습니다. 그러나 CMAP 또는 CNAP의 진폭이 정상인 경우에도 NCV가 느릴 수 있습니다. 이는 신경병증이 심한 것을 나타내며, CMAP 또는 NAP 반응이 없으면 분절성 도전차단(conduction block)과 비정상적인 시간 분산(temporal dispersion)이 분절적 발생의 징후입니다. 이러한 증상은 보통 NCV가 느린 경우와 함께 관찰됩니다. 그러나 이러한 증상은 단독으로 나타날 수도 있습니다.

또한 신경전도 검사는 근병증이나 전전위질환을 가진 환자에서는 보통 정상입니다. 이 검사는 유당병, 요독증, 메타크로마틱 백질병과 같은 원인 질환의 진단은 할 수 없지만, 신경병증의 존재를 발견하고 신경병증을 유추할 수 있습니다. 또한 이 검사는 특정 치료나 자연적으로 회복하는 환자들의 추적 관찰에서도 유용하며, 유전적으로 결정된 질환에서 신경병증이 발생하는 가족력을 조사하는 데에도 도움이 됩니다. 이는 특히 Charcot-Marie-Tooth병의 무증상 케이스를 발견하는 데에 유용합니다.

 

* Charcot-Marie-Tooth (CMT)병: 주로 다리와 팔의 근육에 영향을 주는 유전성 신경근촉매병입니다. 이 질병은 다양한 유전자 변이로 인해 발생할 수 있으며, 신경 섬유의 미연에 의한 영향으로 손과 발가락에서 근력이 약해지고, 감각 이상과 근경색이 발생할 수 있습니다.

 

 

3. Needle EMG Study(니들 EMG 검사)

 

니들 EMG 결과는 근육의 생리적 또는 병리학적 상태를 나타냅니다. 니들 전극이 근육 내에 삽입된 후 전기적인 전위가 관찰됩니다. 모노폴라와 코아키얼 니들이 사용됩니다. 일반적으로 이 검사는 성인에서 잘 견딜 수 있지만, 매우 어린 아이들의 경우 통증으로 인해 완전히 만족스러운 EMG 검사를 할 수 없는 경우가 많습니다. 이는 소아 전기근육검사의 분명한 한계입니다.

세 가지 유형의 관찰이 이루어집니다: (a) 이완된 휴지 상태에서의 자발적 전기 활동, 또는 니들 움직임에 의해 유발된 자발적 전기 활동; (b) 약한 자발적 수축에서의 운동 단위 전위(MUP)의 구성(위상, 지속시간 및 진폭); 그리고 (c) 최대 수축 시의 MUP 유발 패턴. 정상 근육에서는 안정 상태에서 자발적인 비정상적 전기 활동은 관찰되지 않습니다. 약한 근육 수축에서는 대부분 이분파(biphasic) 또는 삼분파(triphasic)의 MUP가 관찰됩니다. MUP의 지속시간은 다른 근육들(안와 근육의 경우 1-2초, 대퇴 근육의 경우 8-14msec) 및 연령에 따라 다릅니다(노화로 인해 약간 증가). 최대 수축 시에는 다수의 MUP 유발이 나타나는 완전한 간섭 패턴이 관찰됩니다.

 

* MUP: Motor Unit Potential로, 근육 내 하나의 운동 신경세포와 그것이 연결된 근육 섬유를 구성하는 하나의 근육 섬유 전체를 의미합니다. 근전도에서 MUP는 운동 신경세포로부터 발생한 작은 전기 신호로, 근육 내 많은 MUP들이 결합되어 운동 신경 섬유의 활성화를 나타냅니다.

이분파(biphasic)는 즉 MUP 파형의 하나입니다. 이분파는 양극성(polarity)이 두 번 바뀌는데, 먼저 양극성으로 시작하고, 일정 시간이 지나면 음극성으로 바뀌어 끝나는 형태를 말합니다.
삼분파(triphasic)는 일반적으로 세 개의 극으로 구성된 MUP를 의미합니다. 이 세 가지 극은 양극성과 음극성의 극성을 각각 가지고 있습니다. 첫 번째는 양극성 성분이며, 두 번째와 세 번째 성분은 각각 음극성과 양극성을 가집니다.

 

 

4. Abnormal EMG Findings

 

바늘 EMG 검사는 신경 손상과 근육 병증의 차이를 구별하고 근경련을 검출하는 데 가장 도움이 됩니다.

 

4-1. Denervation(근육신경 손상)

 

근육의 근육 원초(muscle spindle)가 손상되면, 안정 상태에서 근무극 및 양성 날카로운 파형(비정상적인 자발적 전위)이 관찰됩니다. 완전한 원초 손상에서는 최대 노력으로도 MUP를 관찰할 수 없습니다. 부분적인 원초 손상에서는 MUP의 지속 시간이 정상 또는 증가되며, 원초의 만성성에 따라 달라집니다.

보통 원초 손상과 연관하여 상대적으로 더 크고 높은 MUP를 기록하며 MUP의 지속 시간이 길어지는 것을 확인할 수 있습니다. 원초의 기능 손실로 인해 심각성에 따라 최대 수축 시 줄어든 패턴 또는 이상적인 활동이 관찰됩니다.

근육의 근무극 및 양성 날카로운 파형은 일반적으로 원초 손상 과정과 관련되어 있습니다. 그러나 활성 근육병증 환자에서도 관찰되기 때문에 원초 손상 과정의 진단에 독특한 징후는 아닙니다. 또한, 근육의 손상을 입었을 시 처음 10일 동안에는 근무극이나 양성 날카로운 파형이 관찰되지 않는 것이 중요합니다.

근동맥 근육은 전조 근육세포나 신경근이 경로에서 손상될 때 빈번하게 관찰됩니다. 중요한 것은 근동맥 근육의 자발적 근육수축 또는 Fasciculation은 정상인 중 약 15%에서 관찰되며, 원초 손상의 EMG 또는 임상적 이상과 관련이 없는 경우에는 '양성 Fasciculation'이라고 합니다.

 

*  Fasciculation: 근육의 불규칙적인 수축으로 인해 근육의 일부 또는 여러 근육 섬유가 짧은 시간 동안 갑작스럽게 움직이는 현상입니다.

 

주변 신경 손상의 정도를 평가할 때, 최대 수축 시 활성화되는 MUP의 수는 매우 유용합니다. 완전 또는 심한 신경 손상에서는 MUP가 유발되지 않습니다. 반면, 부분적인 신경 손상에서는 일부 MUP가 유발될 수 있지만 숫자는 감소합니다.

EMG 검사는 회복되고 있는 환자를 검사 할 때 매우 유용합니다. 첫 번째 EMG 징후는 임상적 회복 징후보다 2개월 먼저 나타납니다. 이 신호는 다형성 및 작은 진폭을 가진 전위로 나타납니다.

척추 근육 EMG는 뿌리 질환(척수의 근위추나 뇌의 허리쪽에 위치한 피질체와 관련된 신경근계통 질환)의 검출에서 극도로 중요합니다. Fibrillation 또는 positive sharp waves는 라디컬로파시(척추신경근의 염증적인 질환을 가진 환자)를 가진 환자의 척추 근육에서 80%에서 관찰됩니다. 

라디컬로파시의 근전도 검사 에서 확인된 환자들을 병리학적으로 정상인 경우에도 볼 수 있습니다. 이는 자동차 사고 후 등의 외상 이후 등 통증을 호소하는 환자에서 특히 그러합니다.

이러한 라디컬로파시는 신경 뿌리의 찢어짐에 의해 가장 가능성이 높습니다. 전체적으로 전완 세포 질환(일반적으로 근무력증(myasthenia gravis))에서 EMG 이상은 말단 신경병증보다 더 두드러지게 나타납니다.

 

* 근육 원초신경(muscle spindle): 근육 내부에 있는 감각신경으로, 근육 길이와 긴장도를 감지하여 중추신경계에 신호를 보내어 근육의 운동 제어에 기여합니다. 근육 원초신경은 근육의 감각적 자극 수용기 역할을 합니다.

 

4-2. Myopathy(근병증)

 

근병증 환자에서는 근육 세포가 무작위로 영향을 받습니다. 대부분의 모터 유닛은 활성 상태로 남아 있지만, 모터 유닛 내에서 기능적인 세포의 수가 이상할 수 있습니다.

따라서, 주된 근병증의 EMG 특징은 짧은 지속시간과 작은 진폭의 MUP입니다. 대부분의 모터 유닛이 활성 상태로 남아 있으므로, 최대 수축 시 정상적인 간섭 패턴이 얻어집니다. 근병증에서 관찰되는 작은 MUPs를 탐지하는 유일한 방법입니다.

근병증 환자에서 근섬유 괴사의 활동 단계에서는 종종 근육 진동과 양성 날카로운 파형이 관찰됩니다. 이는 다음과 같은 환자에서 특히 관찰됩니다. 다발근염(polymyositis), 알코올성 근병증, 근육병성 이상성 유전병 등입니다. 따라서, 근육병증에서의 근육 진동과 양성 날카로운 파형의 존재는 활동성 근육 괴사의 정도를 나타냅니다.

다발근염 환자에서는 EMG 소견의 3가지의 소견이 일반적으로 나타납니다. (a) 근육 진동과 양성 날카로운 파형; (b) 높은 주파수의 기이한 파형 (가짜 근긴장증); (c) 작은 MUPs의 많은 양이 이 항목 중 두 가지 이상이 90% 이상의 다발근염 환자에서 나타납니다.

 

4-3. Myotonia(근육 긴장증)

 

미오토니아는 보통 선천성 미오토니아, 미오토닉 근육병, 과다 칼륨성 주기성 마비 환자에서 나타납니다. EMG 검사에서 전극의 움직임이나 수축 이후 이완이 각각 다양한 운동 신경세포의 고주파 파형을 유발할 수 있습니다. 전기성 미오토니아는 일반적으로 진폭과 주파수가 변동하며, 스피커에서 Dive-bomber의 소리(비행기 소리)를 만듭니다. 따라서 미오토니아는 바늘 EMG 검사로만 검출할 수 있습니다. 이러한 진단 방법으로 확인된 미오토니아는 임상적 미오토니아와 일반적으로 관련이 있습니다.