신경전도검사의 수행과정과 파형은 어떻게 보고 분석하는 것일까?-1<motor NCS 의 원리와 분석>

검사순서

 

NCS의 검사순서를 살펴보면 항상 motor NCS를 먼저 수행하고 그 다음 sensory NCS를 하게되는데, 이 순서에도 이유가 있습니다. 그 이유는 운동신경이 감각신경에 비해 더 자극이 잘되고 감각신경보다 파형의 진폭의 크기가 훨씬 크기 때문입니다. 또한 sensory NCS가 워낙 작은 전위(potential)이기 때문에 검사가 잘 안되는 경우가 많아서 감각신경부터 검사하는 경우에는 파형이 잘 안나오거나 검사자의 테크닉에 의한 오류로 파형의 진폭이 원래 갖고있는 것 보다 더 작게 나올 수 있기 때문입니다. 또한 sensory NCS의 정방향 검사법(orthodromic method)에서는 motor NCS에서 자극했던 부위에 그대로 기록전극을 붙이고 검사를 하면 신경이 주행하는 부위와 거의 일치 하기 때문에 좀 더 수월하게 검사를 수행할 수 있습니다. 그래서 항상 motor NCS를 먼저 시행해서 신경의 주행 경로를 파악한 다음 sensory NCS를 시행하는게 일반적입니다.

 

belly tendon method를 이용한 median nerve NCS에서 자극위치와 기록위치

 

Motor NCS

 

기본적으로 Belly-tendon method를 이용해 검사를 하는데 활성전극인 active를 근육의 가장 큰 부위(팽대부, belly)의 중앙에 놓고, 기준전극인 reference를 근육의 distal portion의 tendon에 위치시킵니다. 

 

stimulator(자극기)는 검정생이 음극(cathod), 붉은색이 양극(anode)인 양극성자극기(bipolar stimulator) 이며 자극의 음극(cathod, 검정색)과 기록전극의 활성전극을 마주보게해서 파형을 기록합니다. 자극을 반대로해서 예를 들어 붉은색 자극과 기록전극의 활성전극을 마주보게 하여 검사하게되면 anodal block 현상으로 신경이 제대로 activation되지 못하거나, 자극점과 기록점 사이의 거리에 오류가 생겨 제대로된 검사결과를 얻을 수 없습니다.

신경을 자극할 때 음극(-)의 부분에서 탈분극(depolarization)이 일어나고, 피하에서 전위의 흐름은 양극에서 음극으로 향하고 두 점 사이에는 전위경사를 형성하여 음극에서는 신경의 탈분극 양극(+)에서는 신경의 과분극(repolarization)이 일어납니다. 이론적으로 과분극된 부분에서 탈분극을 일으키기 위해서는 비교적 긴 시간의 높은 강도가 필요하게되고 이런 증가된 전위차 때문에 활동전위의 전달은 과분극된 부분을 지나갈 수 없게된다는 것이 anodal block의 이론입니다. 하지만 실제로 자극기의 양극과 음극을 바꾸어 본다하더라도 아마 큰 차이가 없을 수도 있습니다. 자극기를 대고 검사를 해보면 어디에서 자극이 들어가는지 피검자는 느낄 수 없고 잠복기의 차이가 혹여 난다고 하더라도 아마 아주 근소한 차이일 것으로 예상됩니다. 하지만 F- wave와 같이 자극의 방향이 중요한 검사에서는 탈분극되는 방향에 따라서 진폭의 차이가 발생하므로 기본적인 검사원칙은 반드시 지키는 것이 중요합니다. 참고로 F-wave 검사에서는 자극기의 방향이 반대입니다(몸쪽을 음극으로 해서 검사!!)

 

자극기간(duration)과 자극의 세기 (intensity)를 보면, 우리는 궁극적으로 supramaximal stimulation으로 파형을 얻어야 하는데 자극기간과 자극세기를 높이는 경우 결국 환자에게 큰 고통을 유발하기 때문에 가장 이상적인 것은 가장 짧은 duraiton과 약한 자극세기로 supramaximal response를 얻어내는 것 입니다. 신경손상이 없는 정상인의 신경에서는 20~50mA 의 자극과 0.1~0.2ms의 duration으로 자극하면 수월하게 파형을 얻을 수 있는데 abnormal 환자의 경우는 duration과 intensity를 더 높여야만 파형을 얻을 수 있기 때문에 검사 과정이 결코 쉬운일이 아닙니다.

 

운동신경에서 얻을 수 있는 CMAP(compound muscle action potential) 

 

운동신경이 지배하는 근육에 전극을 붙이고 신경을 전기자극하면 신경이 지배하는 근육에서 근수축 반응이 나타나고 그 파형을 정량적으로 분석하는게 motor NCS입니다. 이 때 나타나는 파형을 복합 근육활동전위 (CMAP)라고 합니다. CMAP의 모양은 biphasic potential로 나타나며 초기파형이 음극으로편향되어 나타나도록 기록해야 합니다(initial negative). 파형의 모양이 초기양극편향(initial positive)으로 나타나는 경우는 활성전극의 위치가 부적절한 경우가 많아 활성전극의 위치를 이동시킨다음 다시자극해서 biphasic  모양으로 만들어야 합니다. 다른 이유로는 martin gruber anastomasis(MGA)로 신경문합이라는 abnormal innervation에 의해서 발생하거나, volume conduction에 의해 자극이 확산되어 퍼짐에 따라서 distal muscle에서 발생하는 전위가 함께 섞여들어올 때와 같은 경우가 있습니다. 

 

운동신경전도 검사 후 분석하는 것들

 

검사로 얻어지는 파형을 분석할 때 따져보는 여러 종류의 매개변수(parameter)들이 있습니다.

잠복기(latency)는 최초 자극으로 얻어지는 latency를 terminal(or distal) latency 라고 하는데 말초신경의 말단을 자극했을 때 처음 파형이 시작하기까지의 잠복기입니다. latency는 파형이 시작되어 최초로 편향하기 까지의  시간으로 가장 빠르게 전도되는 운동섬유(motor fiber)를 반영하고 속도(conduction velocitiy, CV)는 가장 빠르게 전도되는 axon의 속도를 반영하는 지표입니다. 

최초 자극후에 운동신경말단에서 파형이 즉시 나타나는 것이 아니라 활동전위가 전도되는데 걸리는 시간과 활동전위가 도착해 운동신경의 말단에있는 신경근 접합부(neuromuscluar junction)에서 아세틸 콜린이 분비되고 이것이 아세틸 콜린 수용체에 결합하는 시간 마지막으로 근섬유가 탈분극하는데 걸리는 시간이 모두 합산되어 파형으로 나타납니다. 자극이 운동신경 말단까디 도달 할 때 체온의 변화 혹은 탈수초성 병변이 있는경우 전도되는 속도가 느려져 latency가 지연됩니다. 

 

진폭(amplitude)은 운동신경에서는 근육섬유가 활성화되는 것으로 탈분극된 근섬유의 수를 의미하고 분석하는 방법은 baseline에서 negative peak 까지의 진폭이나 최고점에서 최저점을 측정하는 peak to peak 방법으로 측정합니다. 

영역(area)는 음극상(negative phase)을 이루는 면적으로 phase cancellation에 취약해 임상적으로 갖는 의미는 낮습니다. 

기간(duration)은 axon 내에 여러가지 muslcle fiber가 존재하는데 여기는 빠른 것들과 느린 것들이 함께 있는데 이 근섬유들이 얼마나 동시에 다발적으로 firing하느냐를 보는 동기화에 대한 측정입니다( Negative phase ).

 

전도속도는 속도(CV)는 시간/거리 로 자극점 간의 거리, proximal과 distal의 latency 

처음 자극했을 때 나타나는 terminal(or distal) latency는 앞서 언급한 바와 같이 여러가지 과정을 거쳐 만들어지는 것이기 때문에 전도속도에 포함하지 않고 자극 지점사이의 거리를 자극간 잠복기로 나누면 신경전도속도를 구할 수 있습니다.