NCV 기초 이론(운동신경 motor/ 감각신경sensory)

 

NCV 기초 이론(운동신경 motor/ 감각신경sensory)

 

 

 

목차 

1. 서론
 1-1. 원칙
 1-2. stimulator(자극기)
 1-3. 기록용 전극

2. 운동신경(motor) 전도 검사

3. 감각신경(sensory) 전도 검사

 

 

1. 서론

 

임상 근전도검사는 신경근계 질환의 진단에서 중요한 역할을 합니다. 임상 근전도검사, 전기진단검사, 신경근전도검사 등 용어는 신경과 근육의 전기생리학적 검사를 포괄하기 위해 서로 구분 없이 사용됩니다. 그러나, 근전도검사 중 바늘전극 평가 부분만을 의미하는 경우가 있어 혼동을 일으킬 수 있으므로 이 용어를 사용할 때는 구체적인 용어를 사용하는 것이 좋습니다.

이 글에서는 이에 대한 구체적인 설명을 다루며, 임상 근전도검사나 바늘 근전도검사에 대해 언급 하겠습니다.

임상 근전도검사는 운동 신경세포, 신경근부, 말단 신경, 신경근접합 또는 근육에서의 신경근계 문제를 진단하는 데 중요한 검사입니다. 이는 이러한 질환의 기본 원인을 확인하고 치료 및 예후를 평가하는 데 도움이 됩니다. 임상 평가가 다양한 진단 가능성을 시사하는 경우 전기진단검사는 가장 유용한 진단 정보를 제공합니다.

정형외과 의사나 신경외과 의사는 환자를 근전도검사를 위해 보내기 전에 다양한 신경학적 검사를 수행해야 합니다. 복잡한 임상 증상을 가진 환자의 경우 근전도검사를 요청하기 전에 신경과 전문의의 상담이 가장 좋습니다.

임상 근전도검사는 신경전도검사(NCS)와 바늘 근전도검사(EMG) 두 가지 주요 검사로 구성되어 있습니다. 이 두 가지 검사는 서로 보완적이며, 종종 명확한 진단을 위해 모두 필요합니다. 추가적 검사로는 F파, H반사, 눈깜빡임 반사 검사, 반복 신경자극 검사(EP) 등이 있습니다. 집중적인 검사를 통해 근전도 검사 담당자는 결과를 낼 수 있습니다.

 

 

1-1. 원칙

 

신경섬유에 대한 전기 자극은 운동, 감각, 혼합신경을 따라 전달되어 복합 작용전위를 유발합니다.

신경전도검사는 운동, 감각, 혼합 신경 3가지 유형이 있습니다.

근육에서 기록하면서 신경을 자극하면서 유발되는 복합 근전도(CMAP)를 분석함으로써 운동신경 섬유의 전도 특성을 간접적으로 평가합니다. 피부 신경에서 직접 기록하기 위해 신경을 자극하면서 유발되는 감각신경 작용전위(SNAP)를 분석하여 감각신경을 평가합니다. 혼합신경전도검사는 혼합신경에서 자극하면서 기록함으로써 감각 및 운동 신경을 동시에 직접 평가하며, 혼합신경 작용전위(MNAP)를 분석합니다.

신경전도검사(근전도검사)를 시행함으로 비교적 정확한 병변 부위 지정과 말단 신경 기능의 정확한 평가가 가능합니다.

 

 

1-2. stimulator(자극기)

 

신경전도 검사는 피부 표면 전기 자극기를 사용합니다.

음극과 양극사이에서 전류가 흐르면 음극 아래에서 음극화, 양극 아래에서 과분극화가 발생하여 신경을 자극합니다. 전극의 양극과 음극이 뒤바뀌면 양극에서의 과분극화로 신호의 확산 차단인 양극성 전도 차단이 발생할 수 있습니다.

신경 전도 검사에서 정확하고 재현 가능한 측정을 위해서는 최대상 자극이 필수적입니다(운동신경 검사시). 최대상자극을 찾으려면 자극기 강도를 천천히 증가시켜 포텐셜의 크기가 더이상 커지지 않는 수준까지 증가시킵니다. 그런 다음 추가적으로 전류를 20%에서 30% 증가시켜 더 이상 포텐셜이 변하지 않도록 합니다.

 

 

1-3. 기록용 전극

 

기록용 전극 표면 전극은 CMAP, SNAP, 또는 MNAP를 기록합니다.

표면 기록의 장점은 기록 근육 또는 전극 위치에 따라 변화가 거의 없는 재현 가능한 유발 반응입니다.

반면에, 바늘 전극 기록은 근육 또는 신경 작용전위의 일부분만을 기록하기 때문에 유발 반응은 가변적이며, 재현성이 떨어집니다. 그러나 이 방법은 근처의 다른 근육에서 발생하는 방해가 적습니다. 바늘 기록은 소위 근위축 근육이나 단일 자극이 어려운 근육의 기록을 측정합니다. 기록전극의 종류는 링 전극과 부착 전극이 있으나 대부분의 임상에서 사용되는 기록 전극은 스티커 부착형태의 전극입니다.

 

 

 

2. 운동신경(motor) 전도 검사

 

운동 신경 전도 검사는 신경을 자극하면서 해당 신경이 영향을 미치는 근육에서 CMAP를 기록하는 것 입니다.

기록용 전극은 운동 신경 부위에 위치하여 전파하는 근육 작용 전위를 측정합니다.

일반적으로, 신경은 경로상 두 개 이상의 지점에서 자극됩니다. (ulnar motor의 경우 wrist, elbow, exilla)

근위 신경, 대퇴신경, 안면신경(axillary, femoral, and facial nerves)과 같은 짧은 신경의 경우에는 보통 하나의 지점에서 자극합니다. 이는 더 이상의 근위 부분에 접근할 수 없기 때문입니다.

그렇지 않은 경우, 신경은 일반적으로 기록 전극에서 먼저 자극하고, 그 다음에 하나 이상의 세그먼트를 평가하기 위해 더 근위(먼 곳)에서 자극합니다. 운동 신경 전도 검사는 여러 가지 측정을 수행합니다.

 

• CMAP 진폭(CMAP amplitude): 일반적으로 진폭 측정은 기준선에서 음의 최고점까지의 거리입니다. 표면 전극으로 기록된 경우, CMAP 진폭은 자극 및 기록 지점 사이를 전도하는 축삭의 수를 반정량적으로 측정하는 지표입니다. CMAP 진폭은 또한 축삭의 상대적 전도 속도, 신경근 연접부의 무결성 및 근육 섬유에서 발생 가능한 신호의 수에 따라 달라집니다.
• CMAP 지속시간(CMAP duration): 이 측정값은 일반적으로 음극으로 표현되며, 밀리초(millisecond) 단위로 표기됩니다. 이는 검사하는 신경을 이루는 다양한 축삭의 전도 속도와 자극 및 기록 전극 사이의 거리에 영향을 받습니다. 프록시말 자극으로부터 생성된 CMAP는 약간 더 긴 지속시간과 낮은 진폭을 갖습니다(이에 대한 내용은 다음 섹션에서 설명합니다).
• CMAP 면적(CMAP area): 이 측정값은 일반적으로 전위파의 음극 부분 면적을 의미합니다. 측정 단위는 밀리볼트/밀리초(mV/ms)이며, 장비를 사용한 계산이 필요합니다. CMAP 면적을 측정하는 것은 일반적으로 그 지속시간을 측정하는 것보다 유용하게 사용 할 수 있습니다.
• 레이턴시(Latency): 레이턴시는 신경 자극(충격 아티팩트)과 CMAP 시작점 사이의 시간 간격을 말합니다. 레이턴시는 밀리초 단위로 표현되며, 가장 빠르게 전도되는 축삭돌기의 전도 속도를 반영합니다. 신경은 기록 위치에서 가까운 말단 지점과 더 근위점에서 자극을 받으며, 각각의 레이턴시를 측정합니다.
• 전도 속도(Conduction velocity): 전도 속도는 초당 미터 단위로 표현되는 전도 속도의 계산된 측정값입니다. 전도 속도 측정은 다른 신경과 해당 신경 사이의 가장 빠르게 전도되는 섬유의 속도를 비교할 수 있게 해줍니다. 계산에는 말단 자극 지점과 근위 자극 지점 사이의 신경 세그먼트 길이를 측정해야 합니다. 신경의 길이는 표면 거리 측정으로 추정되며, 정확한 표면 측정을 위해서는 10cm 이상이 되어야 합니다.

 

 

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※ 정중 신경(median motor) 의 운동신경 전도 검사에서 정중 신경을 검사한 결과, 손목과 팔꿈치에서의 자극으로 나타난 전형적인 근육 행동 전위(CMAP)가 나타났습니다.

이를 통해 손목과 팔꿈치에서의 CMAP의 지연시간(distal latency)과 근육 행동 전위의 크기(amplitude), 지속시간(duration), 그리고 면적(area)을 측정할 수 있습니다. 팔꿈치 자극으로 얻은 CMAP는 손목 자극으로 얻은 CMAP에 비해 크기와 면적이 작은 것으로 나타났습니다(각각 12.6 mV 대 11.3 mV, 37.3 mV/ms 대 34.50 mV/ms).

이는 시간적 분산(temporal dispersion)과 위상 취소(phase cancellation) 때문입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. 감각신경(sensory) 전도 검사

 

감각 신경은 자극을 가하는 신경에서 다른 부위로 전달되는 전위를 기록하는 것으로 검사됩니다.

따라서, SNAP(sensory nerve action potential)는 신경 작용전위입니다.

검사를 통해 감각 신경의 지연시간(latencies)과 전도 속도(conduction velocities)를 측정할 수 있습니다.

SNAP은 여러 가지 방법으로 얻을 수 있습니다. (1) 순수한 감각신경(예: sural and radial sensory nerves)을 자극하고 기록하는 것, (2) 혼합신경을 자극하면서 먼 곳의 신경을 기록하는 것(예: anti median and ulnar sensory responses), 또는 (3) 몸의 먼 곳의 신경을 자극하고, 그 부분을 기록하는 것(예: ortho median and ulnar sensory studies). 감각 신경도 운동신경과 유사하게 여러 가지 측정값을 기록합니다.

• SNAP 진폭(CMAP amplitude): 이는 자극과 기록 지점 사이에서 전도되는 감각 신경의 개수를 반정량적으로 측정합니다. 계산은 기준선에서 음의 최고점부터 양의 최고점까지 이루어집니다.
• 감각신경의 지연시간(Latencies): 감각신경의 자극에서 음극 위상의 피크(latency peak) 또는 신호의 시작(onset)에서 자극으로부터 측정되는 시간(밀리초)입니다. 시작지연(latency onset)은 자극에 의해 잡음이 많아지거나 기저선이 불안정할 경우 흐릿해질 수 있습니다. 보통 피크지연(latency peak)을 latency onset보다 중요하게 봅니다.
• 전도속도(Conduction velocity): 이는 자극 지점에서 음 전극까지의 신경전도 시간만을 나타내기 때문에 하나의 자극지점에서 측정됩니다. 운동 속도와 마찬가지로, 양쪽 끝에서 자극을 받아 측정할 수 있습니다. 전도섬유의 속도를 판단하기 위해서는 latency onset을 볼 수 있습니다.

 

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※ 손목에서 자극을 가한 이후(median sensory), anti median sensory(역방향 정중신경) 전도검사 결과를 보여줍니다. 결과는 정점(peak) 및 시작(onset)과 감각신경 행동전위의 크기(amplitude), 지속시간(duration) 및 면적(area)을 나타냅니다.

감각 신경 검사는 전기 자극으로 인한 아티팩트로 onset latency(시작부분)을 정확하게 표시하는 것은 힘들 수 있지만, 정점 부분(peak latency)은 쉽게 표시할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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※ 정중 신경(median)을 손바닥(P), 손목(W), 팔꿈치(E), 겨드랑이(A)에서 자극한 후 엄지 손가락에서 감각신경 작용전위(SNAP)와 운동신경 작용전위(CMAP)를 기록한 그림입니다. 자극 지점이 더욱 먼 쪽으로 이동할수록 CMAPs는 거의 변하지 않았습니다. 하지만 SNAPs는 진폭과 파형 아래의 면적이 훨씬 작아졌습니다.

 

 

 

 

 

 

 

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※ 신경 전도 검사 결과입니다. [ R, 기록; S, 자극]

A, 신경 전도 차단(conduction block). CMAP의 진폭이 낮은 경우(부분 차단) 또는 없는 경우(완전 차단)가 있습니다.

B, 국소적으로 신경의 수축 장애가 발생한 경우로 근위 쪽의 신경세포에서의 속도 감소(a) ,(b)입니다.

C, 신경세포에서 부분적인 속도 감소가 발생하면 CMAP에서 낮게 분산되어 보입니다.

D, 신경 손상 후 초기 및 후기에 신경 손상이 나타날 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

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2023.04.19 - [근전도[NCV]] - 신경 전도 검사(NCV)를 하는 기초적인 방법

신경 전도 검사(NCV)를 하는 기초적인 방법