근전도

골격근의 수축은 운동신경원에서 시작된 전기적 신호에 의해 유도된다. 운동신경원의 세포체는 척수의 전각에 위치하며, 여기서 생성된 활동 전위는 축삭을 따라 신경 말단까지 전달된다. 신경 말단에서는 신경근 접합부를 통해 아세틸콜린이라는 신경전달물질이 분비되어 근육 세포막의 탈분극을 일으킨다.

이 탈분극 파는 근육 세포막을 따라 퍼져나가며, 근육 내부의 T-세관 시스템을 통해 세포 깊숙이 전달된다. 최종적으로는 세포질 내 칼슘 이온 농도의 급격한 증가를 유발하고, 이는 액틴과 마이오신 필라멘트의 상호작용을 통해 기계적 수축으로 이어진다. 근전도는 바로 이 복잡한 과정의 초기 단계, 즉 근육 세포막의 전기적 활동을 기록한 것이다.

근육 섬유 하나에서 발생하는 미세한 전위는 단일 근육 섬유 활동 전위라고 부르며, 실제 검사에서 포착되기에는 너무 작다. 임상적으로 의미 있는 근전도 신호는 수백에서 수천 개의 근육 섬유가 거의 동시에 활성화될 때, 즉 하나의 운동 단위가 발화할 때 발생하는 합성 전위인 운동 단위 활동 전위이다. 이 MUAP의 진폭, 지속 시간, 위상 수 등의 특성은 근육의 상태와 신경 지배 패턴을 반영하는 중요한 지표가 된다.

근전도 검사는 크게 표면 근전도와 바늘 근전도의 두 가지 주요 방법으로 나뉜다. 이 두 방법은 전극의 부착 방식과 기록되는 신호의 특성, 그리고 임상적 목적에 있어서 뚜렷한 차이를 보인다.

표면 근전도는 피부 표면에 부착하는 전극을 사용하여 근육 위의 넓은 영역에서 발생하는 전기적 활동의 합을 기록하는 방법이다. 이 방법은 비침습적이며 통증이 없어, 운동 중 근육의 활성화 패턴을 연구하거나 재활 치료의 효과를 모니터링하는 데 널리 사용된다. 그러나 피하 지방층이나 피부 저항의 영향으로 인해 신호가 약해지고, 여러 근육 섬유의 활동이 혼합되어 기록되기 때문에 특정 근육 내부의 세부적인 활동을 정확히 평가하기는 어렵다.

반면, 바늘 근전도는 매우 가는 바늘 전극을 근육 속에 직접 삽입하여 기록하는 방법이다. 이는 침습적인 검사이지만, 개별적인 근육 섬유 또는 소수의 근육 섬유 묶음에서 발생하는 전기적 활동을 매우 정밀하게 포착할 수 있다. 이를 통해 근육 자체의 이상(예: 근육병증)과 신경에서 근육으로의 신호 전달 장애(예: 신경병증)를 구별하고, 신경 손상의 위치와 범위, 회복 정도를 평가하는 데 결정적인 정보를 제공한다. 바늘 근전도는 주로 신경근 질환의 진단을 목적으로 시행된다.

신경전도검사는 말초 신경의 기능을 평가하기 위해 전기 자극을 가하고 그에 따른 반응을 기록하는 검사이다. 주로 운동 신경과 감각 신경의 전도 속도, 진폭, 잠복기 등을 측정하여 신경의 건강 상태를 객관적으로 파악한다.

검사는 일반적으로 팔이나 다리의 피부 위에 두 개의 전극을 부착하여 진행된다. 하나의 전극은 신경을 자극하는 자극 전극이고, 다른 하나는 신경이나 근육에서 발생하는 전기적 반응을 기록하는 기록 전극이다. 자극 전극을 통해 약한 전류를 순간적으로 가하면, 신경을 따라 신경 자극이 전파되고, 이 자극이 말단의 근육에 도달하면 근육 수축이 일어나거나 감각 신경의 경우 피부에서 전기 신호가 유도된다. 기록 전극은 이러한 반응의 크기(진폭)와 자극부터 반응이 나타나기까지의 시간(잠복기)을 측정한다. 측정된 전도 속도는 신경 수초의 상태를 반영하는 중요한 지표가 된다.

신경전도검사는 크게 운동 신경 전도 검사와 감각 신경 전도 검사로 나눌 수 있다. 운동 신경 전도 검사는 신경을 자극하여 해당 근육에서 발생하는 복합 근육 활동 전위의 진폭과 잠복기를 측정한다. 감각 신경 전도 검사는 신경을 자극하고 동일한 신경의 다른 부위에서 발생하는 감각 신경 활동 전위를 기록한다. 각 검사 결과는 다음 표와 같이 해석될 수 있다.

이 검사를 통해 수근관 증후군, 척수 신경근병증, 길랑-바레 증후군, 다양한 말초 신경병증 등을 진단하거나 감별하는 데 도움을 얻을 수 있다. 신경전도검사는 통증이 거의 없고 비침습적인 방법으로 신경의 생리학적 상태에 대한 정보를 제공하지만, 신경의 미세한 변화나 근육 내부의 병변을 평가하기에는 한계가 있어, 종종 바늘 근전도 검사와 함께 시행되어 종합적인 평가를 이루게 된다.

바늘 근전도 검사는 근육 내부에 미세한 바늘 전극을 삽입하여, 근육이 휴식 상태일 때와 의도적으로 수축할 때 발생하는 전기적 활동을 기록하고 평가하는 검사법이다. 이 검사는 신경전도검사와 함께 시행되는 경우가 많으며, 근육 자체의 상태와 신경근 접합부의 기능, 그리고 근육을 지배하는 운동 신경의 상태에 대한 직접적이고 상세한 정보를 제공한다.

검사는 일반적으로 피부를 소독한 후, 일회용 바늘 전극을 표적 근육에 삽입하여 진행한다. 전극은 근육 내 여러 지점에서 신호를 기록하며, 검사자는 다음 단계를 평가한다.

1. 휴식 전위: 바늘을 삽입하는 순간과 근육이 완전히 이완된 상태에서의 전기적 활동을 관찰한다. 정상적인 근육은 침묵 상태를 유지하지만, 섬유다발 수축이나 양성 날카로운 파 같은 이상 전위가 나타나면 신경 또는 근육의 병변을 시사한다.

2. 최소 수축: 환자에게 근육을 가볍게 수축하도록 요청하여, 개별 운동 단위의 활동 전위를 분석한다. 이때 운동 단위 활동 전위의 크기, 지속 시간, 형태, 다상파의 비율 등을 평가한다.

3. 최대 수축: 환자에게 근육을 최대한 수축하도록 하여, 운동 단위의 동원 패턴을 관찰한다. 정상적인 경우에는 밀집된 간섭 양상이 나타나지만, 신경 손상이 있으면 동원이 감소하여 희소한 양상이 관찰된다.

바늘 근전도 검사는 다양한 신경근 질환의 감별 진단에 핵심적인 역할을 한다. 예를 들어, 근위축성 측삭경화증과 같은 운동 신경원 질환에서는 거대하고 지속 시간이 긴 운동 단위 전위가 나타나며, 다발성 신경병증에서는 동원이 감소하는 특징을 보인다. 반면, 근이영양증과 같은 원발성 근육 질환에서는 운동 단위 전위의 크기와 지속 시간이 감소하고, 다상파가 증가하는 양상을 보인다. 또한, 신경 압박이나 신경 재생 과정을 추적하는 데에도 유용하게 활용된다.

근전도 검사는 말초신경과 골격근의 기능적 상태를 평가하여 다양한 신경근 질환을 진단하는 핵심 도구이다. 이 검사는 신경이 근육에 전기적 자극을 전달하는 과정(신경근 접합부를 통한 신경전달)과 근육 자체의 전기적 활동을 기록함으로써, 병변이 신경에 있는지(신경병증), 근육에 있는지(근병증), 또는 둘의 연결 부위에 있는지를 구별하는 데 결정적인 정보를 제공한다.

신경병증을 진단하는 데 있어 근전도는 병변의 위치, 범위, 심각도, 그리고 급성인지 만성인지를 평가한다. 예를 들어, 수근관증후군이나 척수신경근병증과 같은 압박성 신경병증에서는 병변 부위의 신경전도속도가 느려지고, 잠복기가 연장되는 특징을 보인다. 당뇨병성 신경병증이나 길랑-바레 증후군과 같은 다발신경병증에서는 감각 및 운동 신경의 전도 속도 전반에 이상이 나타난다. 바늘 근전도 검사를 통해 해당 신경이 지배하는 근육에서 섬유다발수축, 양성첨파, 신경재생의 징후인 재생 전위 등을 관찰함으로써 신경 손상의 정도와 회복 가능성을 추정할 수 있다.

반면, 근병증의 진단에서는 특징적인 이상 소견이 관찰된다. 다발성근염이나 피부근염과 같은 염증성 근병증, 또는 디스로핀병과 같은 유전성 근이영양증에서는 근육 섬유의 파괴로 인해 바늘 근전도에서 짧고 작고 많은 수의 운동단위전위가 조기 모집되는 양상(조기모집)을 보인다. 또한, 근육강직증후군이나 중증근무력증과 같이 신경근 접합부에 문제가 있는 질환에서는 신경을 반복적으로 자극하는 반복신경자극검사를 통해 특징적인 전위 진폭의 감소 또는 변동을 확인하여 진단을 내릴 수 있다.

근전도 검사는 근육병이나 근이영양증과 같은 원발성 근육 질환의 평가에 필수적인 도구이다. 이러한 질환들은 근육 자체에 구조적 또는 기능적 이상이 존재하며, 신경 자극의 전달에는 문제가 없는 경우가 많다. 따라서 신경전도검사 결과는 정상일 수 있으나, 바늘 근전도 검사에서 특징적인 이상 소견을 보인다.

근육 질환에서 관찰되는 전형적인 근전도 소견은 다음과 같다. 첫째, 근육 섬유의 탈분극으로 인해 발생하는 자발전위가 증가한다. 이는 근육이 휴식 상태일 때도 관찰되는 작고 짧은 섬유진전과 같은 파형이다. 둘째, 근육의 최대 수축 시, 많은 수의 근육 섬유가 기능을 상실함에 따라 전체적인 운동 단위 활동 전위의 진폭은 감소하지만, 이를 보상하기 위해 더 많은 운동 단위를 동원해야 하므로 간섭 양상은 조밀해진다. 셋째, 개별 운동 단위 활동 전위의 지속 시간이 짧아지고, 다상파의 비율이 증가하는 특징을 보인다.

근전도는 다양한 근육 질환의 감별 진단과 중증도 평가에 활용된다. 예를 들어, 염증성 근병증과 대사성 근병증, 선천성 근병증 간의 전기생리학적 패턴에는 미묘한 차이가 존재할 수 있다. 또한, 근전도는 근육 생검이 필요한 부위를 선정하는 데 유용한 정보를 제공하며, 치료 효과를 객관적으로 모니터링하는 데도 사용된다.

근전도 검사는 말초신경 손상의 위치, 범위, 심각도를 평가하고, 신경 재생 및 회복 과정을 추적하는 데 필수적인 도구이다. 특히 외상, 압박, 질병으로 인한 신경 손상 후 치료 방침을 수립하고 예후를 판단하는 데 중요한 정보를 제공한다.

신경 손상 직후 근전도를 시행하면 손상 부위 하류의 신경과 근육에서 전기적 활동이 소실되는 것을 확인할 수 있다. 이는 신경의 전도 기능이 차단되었음을 의미한다. 시간이 지나면서 손상 부위에 따라 특징적인 소견이 나타난다. 축삭손상이 발생하면, 신경 재생이 시작되기 전까지는 해당 근육에서 자발적인 활동 전위가 나타나지 않는다. 반면, 탈수초화가 주된 손상 기전일 경우 신경 전도 속도가 현저히 느려지거나 전도 차단이 발생하지만, 축삭은 비교적 보존되어 있을 수 있다.

신경 재생 과정에서 근전도는 회복의 초기 징후를 포착할 수 있다. 신경이 재생되어 근육을 다시 지배하기 시작하면, 먼저 매우 작고 다상성인 소위 "재생 단위 전위"가 기록된다. 이후 시간이 지남에 따라 이러한 전위의 크기와 지속 시간이 점차 증가하여 정상적인 모양을 갖추게 된다. 따라서 정기적인 추적 검사를 통해 재생 단위 전위의 출현과 발달을 모니터링하면 신경 회복의 진행 상황을 객관적으로 평가할 수 있다.

이러한 정보는 수술적 개입(예: 신경 봉합, 신경 이식)의 필요성 판단, 보존적 치료의 효과 평가, 그리고 환자에게 정확한 예후 정보를 제공하는 데 결정적으로 기여한다.

검사를 받기 전 환자는 검사 부위의 피부를 깨끗이 씻고, 로션이나 크림 등의 피부 보호제를 바르지 않아야 합니다. 피부 표면의 기름기나 각질은 전극과 피부 사이의 접촉 저항을 높여 신호 품질을 저하시킬 수 있기 때문입니다. 또한, 검사 부위에 상처나 감염이 있는 경우 의사에게 미리 알려야 합니다.

환자는 혈액 응고를 방해하는 약물(예: 와파린, 아스피린 등)을 복용 중이거나, 혈우병과 같은 출혈성 질환이 있는 경우 반드시 검사 의뢰 의사나 시행 의사에게 알려야 합니다. 특히 바늘 전극을 사용하는 검사의 경우 출혈 위험이 있을 수 있습니다. 심장박동기나 다른 이식형 의료기기를 착용한 환자도 해당 사실을 알리는 것이 중요합니다.

검사 당일 편안하고 움직이기 쉬운 복장을 하는 것이 좋습니다. 검사 부위(주로 팔, 다리, 목, 등)를 쉽게 노출시킬 수 있는 옷을 입는 것이 검사 진행에 유리합니다. 검사 전 과도한 신체 활동은 근육의 피로나 미세한 손상을 일으켜 검사 결과에 영향을 줄 수 있으므로 피하는 것이 바람직합니다.

검사 과정은 일반적으로 신경전도검사를 먼저 실시한 후, 필요한 경우 바늘 근전도 검사를 진행하는 순서로 이루어진다. 환자는 편안한 자세로 앉거나 누워 검사를 받는다.

신경전도검사에서는 검사자가 피부에 부착한 표면 전극을 통해 신경을 전기적으로 자극한다. 이때 발생하는 신경 신호의 전도 속도와 진폭을 기록하여 신경의 기능 상태를 평가한다. 바늘 근전도 검사에서는 일회용 멸균 바늘 전극을 해당 근육에 삽입한다. 검사자는 환자에게 근육을 이완시키거나 약하게 수축시키고 강하게 수축시키도록 지시하며, 근육에서 발생하는 전기적 활동을 실시간으로 관찰하고 기록한다. 이 과정에서 삽입 활동, 휴지기 활동, 최대 수축 시의 운동 단위 활동 전위 등을 평가한다.

전체 검사 소요 시간은 평가해야 할 신경과 근육의 범위에 따라 달라지지만, 일반적으로 30분에서 1시간 정도가 소요된다. 검사 중 바늘 삽입으로 인한 일시적인 통증이나 불편감이 발생할 수 있으며, 검사 후 해당 부위에 멍이나 약간의 통증이 남을 수 있다. 검사가 끝나면 전극과 바늘을 제거하고, 필요시 피부를 소독한다.

정상 근전도 파형은 크게 휴지기 활동, 삽입 활동, 그리고 자발적 수축 시 나타나는 운동 단위 활동 전위로 구분하여 평가한다.

휴지기에는 전기적 활동이 관찰되지 않아야 하며, 이를 정적 휴지기라고 한다. 바늘 전극을 근육에 삽입할 때 일시적으로 발생하는 삽입 활동은 짧은 기간(일반적으로 300ms 미만) 지속되는 양상이 정상이다. 근육을 의도적으로 수축시킬 때 기록되는 운동 단위 활동 전위(MUAP)는 근육과 검사 조건에 따라 다르지만, 일반적으로 2상 또는 3상의 뾰족한 파형을 보인다. 정상 MUAP의 지표는 다음 표와 같다.

점진적으로 수축 강도를 높이면 개별 MUAP가 더 빈번히 발화하고, 새로운 운동 단위가 모집되면서 중첩된 간섭 양상이 나타난다. 최대 수축 시에는 개별 파형을 구분할 수 없는 완전한 간섭 양상이 기록되는 것이 정상이다.

근전도 검사에서 관찰되는 이상 파형은 다양한 신경근 질환의 진단과 감별에 중요한 정보를 제공한다. 이상 파형은 크게 자발전위, 운동단위전위의 변화, 간섭양상의 변화로 구분하여 평가한다.

자발전위는 근육이 이완 상태일 때 나타나는 비정상적인 전기 활동이다. 섬유속진동은 짧은 지속시간과 낮은 진폭을 가진 양상성 파형으로, 신경 재생 과정이나 만성적인 신경병증에서 관찰된다. 양성첨파는 처음에 급격히 상승한 후 천천히 하강하는 특징을 보이며, 신경병증이나 근염과 같은 근육 질환에서 나타난다. 섬유다발수축은 불규칙한 간격으로 발생하는 자발수축으로, 운동신경세포의 병변을 시사한다.

운동단위전위의 형태와 모집 패턴도 질환을 구분하는 데 핵심적이다. 신경병증에서는 운동단위의 소실로 인해 MUP의 진폭과 지속시간이 증가하며, 다상파의 비율이 높아진다. 반면, 근육병증에서는 근육 섬유의 손실과 재분배로 인해 MUP의 진폭과 지속시간은 감소하고, 다상파가 빈번하게 나타난다. 최대 수축 시의 간섭양상은 신경병증에서는 희박해지는 반면, 근육병증에서는 조기에 완전한 간섭양상을 보이지만 전체 진폭은 낮은 특징을 보인다.

이상 파형의 해석은 단독으로 이루어지기보다, 신경전도검사 결과와 임상 소견을 종합하여 이루어진다. 예를 들어, 자발전위의 유무는 활동성 병변을, MUP의 변화는 병변의 성격(신경원성 vs. 근원성)과 만성도를 평가하는 데 결정적이다.