신경-근접합부질환에서의전기생리검사20%B1%E8%BD%C2%C7%F6.… · 2013. 2. 1. ·...

Copyright 2002 by the Korean Society for Clinical Neurophysilology 171

서 론

근수축이 일어나기 위해서는 일련의 과정이 필요하다.

운동신경원(motor neuron)이방전하거나 운동신경에 외

부 자극이 가해지면 활성전위(action potential)가 형성

되고 이것이 운동신경을 따라 전도된다. 그리고 이 전도

된 전위가 신경-근 접합부에 이르게 되면 칼슘( C a2 +)이

유입되고 이에 의해 아세틸콜린(acetylcholine, Ach)이

유리되며 이것을 아세틸콜린 수용체( a c e t y l c h o l i n e

receptor, AchR)가 받아들여 후접합부 종판( p o s t -

synaptic end plate)에서 다시 활성전위가 발생되게 된

다. 결국 이러한 일련의 과정을 통해 근수축이 일어난다.

이 과정 중 어느 하나라도 이상이 생기게 되면 근수축력

의 저하즉, 근위약이발생하게 된다.

신경-근 전달(neuromuscular transmission)은복잡

한 과정이며 일정한 근수축을 유지하기 위해 중요한 역할

을 한다. 이 신경-근 전달 상 장애가 생기면 임상적으로

타 부위의이상으로 인한 근위약과는 다른 양상을보이게

되는데 그것이 운동으로 악화되고 휴식으로 완화되는 증

상의변동(fluctuation of weakness)이다.

본고에서는 신경-근 전달의 구조 및 생리 그리고그 작

용기전에 대해 알아보고 이 부위의 대표적인 질환인 중증

근무력증(myasthenia gravis, MG) 및 램버트-이튼 근

무력증후군(Lambert-Eaton Myasthenic Syndrome,

L E M S )의 발생기전 및 전기생리학적 진단방법에 대해 알

아보고자 한다.

1. 신경-근 접합부의 해부 생리학

신경계의 정보전달은 전기적 전달(electrical trans-

mission) 혹은 화학적 전달(chemical transmission)에

의해서 이루어진다. 전자의 경우, 세극결합(gap junc-

t i o n )을 통해 직접적으로 탈분극성 신호 만을 전달하는

것으로 빠르고, 일정한형태( s t e r e o t y p e d )를 보이며 양측

성( b i d i r e c t i o n a l )의 신경신호 전달체계로 알려져 있다.

이에 반해, 화학적 전달은 전접합부에 존재하는 소포

신경-근 접합부 질환에서의 전기생리검사

한양대학교 의과대학 신경과학교실, 순천향대학교 의과대학 신경과학교실*

김 승 현·노 학 재*

Electrophysiological Tests in the Neuromuscular Junction Disorders

Seung Hyun Kim, M.D., Hak Jae Roh, M.D.*

Department of Neurology, School of Medicine, Hanyang UniversityDepartment of Neurology, School of Medicine, Soonchunhyang University*

Electrodiagnostic studies are valuable in confirming the diagnosis of a disorder of neuromuscular transmission. Theyare used to distinguish presynaptic and postsynaptic abnormalities. These studies provide an objective measure of theseverity of the illness and may be useful in assessing the response to therapy. This article reviews the electrodiagnostictechniques that are commonly used today and highlights their specificity, sensitivity, and pitfalls. Repetitive nerve stim-ulation test (RNST) and single-fiber electromyography (SFEMG) are the most available electrophysiologic test in thediagnosis of neuromuscular junction disorders. RNS showing 10% decrement in amplitude from the first to fourth orfifth intravolley waveform while stimulating at 2~5 Hz is valid for the diagnosis of MG. The degree of increment need-ed for the diagnosis of LEMS is at least 25% but most accurate when greater than 100%. Abnormal jitter or impulseblocking are the appropriate criteria for diagnosis of NMJ disorders when using SFEMG. SFEMG is more sensitivethan RNS for the diagnosis of disorders of neuromuscular transmission, especially in MG but may be less specific ormay not be available.

Key Words : Neuromuscular transmission, Myasthenia gravis, Lambert-Eaton myasthenic syndrome, Repetitive nervestimulation, Single-fiber electromyography

대한임상신경생리학회지 4(2):171~188, 2002 ISSN 1229-6414

Address for correspondenceSeung Hyun KimDepartment of Neurology, Hanyang University HospitalHengdang-dong 17, Seongdong-gu, Seoul 133-792, KoreaTel : +82-2-2290-8371 Fax : +82-2-2299-2391E-mail : [email protected]

( v e s i c l e )에서 신경전달물질이 유리되어 후접합부의 수용

체로 전달됨으로써 일어나는 일련의 변화로서 연접지연

(synaptic delay)이 있으나, 단일 방향( u n i d i r e c t i o n a l )

으로만 신호가 전달되고 신경전달물질의 특징에 따라 흥

분성(excitatory) 혹은 억제성( i n h i b i t o r y )으로 작용하게

된다. 따라서 이는 전기적 전달체계보다는 다소 복잡하지

만 유연성( p l a s t i c i t y )을 갖고 있어, 대뇌의 기억력 형성

및 고위피질 기능유지에 중요한 역할을 한다고알려져 있

으며 이에 관여하는 수용체는 ACh 등에 의한 직접관문수

용체(direct gated receptor) 및G 단백(G-protein), 이

차 전령물질(secondary messenger) 등에 의한 간접관

문수용체(indirect gated receptor)가있다.1

한편, 신경-근 접합부에서 일어나는 정보전달은 A C h

이라는 신경전달물질에 의한 화학적 전달체계이지만, 중

추신경계와는 다음과 같은 차이점을 보이고 있다. 즉, 신

경-근 접합부의 화학적 전달은 오직 흥분성으로만 작용

하며, 단일 운동신경섬유에 의해서만 지배를 받게 되고,

AChR(direct gated receptor)에의해 정보가 전달된다.

신경-근 접합부(neuro-muscular junction)는 신경

종단(pre-synaptic axon terminal, nerve ending)과

종판(post-synaptic end plate) 및두 구조 사이의 공간

인 연접열(synaptic cleft, 200-500A)로구성된다.

전접합부 신경종단(pre-synaptic axon terminal,

nerve ending)

신경종단과 종판은 1:1 대응으로 이루어져 있으며 운동

신경의 신경종단(axon terminal)에서는 수초가 소실된

후 수개의 가는 분지로 나누지고 그 말단은 다시 종판부

에서 전접합 부톤(presynaptic bouton)을 형성하게 된

다. 이 전접합 부톤은 신경전달물질이 유리되는데 중요한

역할을 하는 부위로서 A C h을 내포하고 있는 연접소포

(synaptic vesicle)와 이를 유리시키기 위해 특수하게 이

루어진 막부위인 활성대(active zone) 및 전압관문성 칼

슘통로(voltage gated calcium channel, VGCC)가 모

여있으며 특히활성대(혹은 밀집대, dense bar로구성)는

후접합부의 A C h R가 모여있는 접합주름( j u n c t i o n a l

f o l d )과 마주보게 된다.

후접합부 종판(post-synaptic end plate)

종판은 각 근섬유의 중간쯤에 위치하고 있으며 근섬유

한개당 하나의 종판을 갖고 있다. 신경종단(axon termi-

n a l )이 종판과 접하는 부위는 움푹 파여있는데이 부위를

일차성 연접열(primary synaptic cleft)이라고 하며, 특

히 전접합부의 활성대와 마주보는 부위는 많은 주름을 형

성하게 되는데 이를 이차성 연접열(secondary synaptic

c l e f t )이라 하며 이 부위에 해당하는 후접합부에는 A C h

R가다량으로 분포하게 된다(Fig. 1).

김승현·노학재

172 J Korean Society for Clinical Neurophysilology / Volume 4 / November, 2002

Figure 1. Neuromuscular transmission. At normal neuromuscular synapses (right half of A & B), VGCC in the nerve terminal’s spe-cialized active zones open in response to a depolarizing impulse. Ca2+ entry facilitates fusion of synaptic vesicles with the active zonemembrane where Ach is released. The binding of Ach to its post-synaptic receptor opens the receptor’s ionic channel, depolarizingthe muscle fiber. This triggers an action potential and fiber contraction.(A) In MG, antibodies cause a loss of functional AchRs. Ifthis loss exceed a crucial level, there is insufficient post-synaptic depolarization to trigger an action potential, and the muscle fiberfails to contract.(B) In LEMS, antibodies reduce the number of pre-synaptic Ca2+ channels. With a critical reduction of Ach release,there is failure to activate a sufficient number of post-synpatic receptors to trigger an action potential, and contraction does not occur.

M G의 경우, 후접합부 막 주름의 단순화 및 연접열이

넓어지는 특징을 보이게 되는데 이는 자가 항체형성에 따

른 A C h R의 빠른 전환(turnover), AchR의차단( b l o c k-

ing) 혹은 이온통로(ion channel)의 기능차단 및 보체

( c o m p l e m e n t )와의 결합에 따른 막 파괴등의 기전에 의

한다고 알려져 있다. 이와 달리 L E M S에서는 전접합부의

활성대와 밀접한 관계를 갖는 N-type VGCC에 대한 항

체 형성에 의해 ACh 유리장애에 따른 보상작용으로 후접

합부 주름(postsynaptic fold)의 면적 및 길이가 증가하

는 형태를 보이게 된다(Fig. 1).2

후접합부에 존재하는 A C h R는5개의 소단위( s u b u n i t ,

α2β γ δ)로 구성되며 그 중(α- s u b u n i t는 A C h이 부착되는부위로서(α-붕가로독소(α- b u l g a l o t o x i n )에 의해 선택적으로차단된다. 아세틸콜린통로(ACh channel)는직접관

문통로(direct gated channel)의 대표적인 형태로서 신

경전달 신호에 의해 전접합부에서 유리된 A C h이 α-s u b u n i t과 결합을 하게 되면 Na, K, Ca을 비선택적으로

투과시켜 종판전위(end plate potential, EPP)를형성하

지만, 이 자체로서는 활성전위(action potential)는 유발

하지 못한다. 활성전위는 E P P가 형성된 직후 AChR 주변

에 있는 전압관문성 나트륨통로(voltage gated Na

c h a n n e l )을 활성화 시켜 선택적으로 나트륨( N a )을 세포

내로유입함으로써형성되게 된다(Fig. 2).1

2. 신경-근 접합부의 기본 전기생리

안정상태(resting state)의 신경-근 접합부에서는 하

나의 양자(quantum, 약 5 0 0 0개의 A C h을 내포)가 불규

칙한 간격으로 유리되면서 자발적으로 전위를 형성하게

되는 데 이를 최소종판전위(miniature end plate pon-

tential, MEPP)라고하며 이는 0.5~1 mV로서 약 1초에

5회정도의 빈도로 나타난다. MEPP는 종판전위( E n d

plate potential, EPP)의약 1% 정도의 크기를 갖는다고

알려져 있다. MEPP의 진폭을 양자반응( q u a n t a l

r e s p o n s e )이라고도 하며 이는 유리되는 A C h의 수뿐만

아니라 A C h R의 수 혹은 감수성( s e n s i t i v i t y )에 의해 결

정된다. MEPP는 근침검사상 근침이 종판근처에 도달할

때 들리는 종판잡음(end plate noise)으로서기록된다.

운동신경의 전기적 자극은 축삭내의 Na, K channel의

작용에 의한 신경막 탈분극을 유도함과 동시에 전접합부

의 active zone에존재하는 V G C C을 통한C a2 +이 유입하

게됨으로써 약 1 0 0개정도의 ACh quanta가 유리되며,

이때 각각의 M E P P가 중첩되어 형성되는 전위인 E P P를

형성하게 한다. EPP는 약 70~100 mV의 전위를 갖는다

고 알려져 있다. 신경자극에 따라 유입된 C a2 +의 작용에

의해 active zone에서 유리되는 ACh quanta의 총 수를

양자량(quantal content)이라고한다(Fig. 3).

M G의 경우 MEPP 및 E P P의 진폭은 감소되어 관찰되

는데 이는 q u a n t a의 유리빈도 및 자극에의한 유리되는

q u a n t a의 양(quantal content)은정상이나, 후접합부의

A C h R의 수적인 감소 혹은 민감도의 저하에 의하게 된다.

이와 달리, LEMS에서는 안정기에 유리되는 q u a n t a의

빈도 및 quantal response는 정상이어서 M E P P의 진폭

은 정상이지만 신경자극에 따른 quantal release수

(quantal content)는 감소를 보이는 특징을 보인다. 신

경-근 접합부의 생리기전을 이해하는 데 있어 가장 중요

한 기본은 M E P P의 진폭, quantal content에대한 개념

이라고 할 수 있는데 이를요약하면 다음과 같다.

신경말단에는 수많은 ACh quanta가 존재하고 있으나

신경자극 후 일정한 시간내에 active zone에서 즉각적으

로 유리될 수 있는 q u a n t a의 수( n )는 한정되어 있으며,

주변환경에 의해 q u a n t a가 유리될 수 있는 확률은 일정

한 것이 아니므로, quantal content(=number of

신경-근접합부질환에서의전기생리검사

J Korean Society for Clinical Neurophysilology / Volume 4 / November, 2002 173

Figure 2. Generation of EPP and action potential

quanta released by nerve action potential)는 다음

과 같이 표현될 수 있다.

Quantal content(m) = No. of quanta available

for immediate release(n)×probability of release(p)

( n은 active zone에 배열하고 있는 q u a n t a의 수에, p

는 C a2 +의 농도와 비례)

또한 EPP amplitude = MEPP amplitude x quan-

tal content 으로도표현된다(Table 1).

정상적인 상황에서는 신경탈분극에 의해 세포외( E C F )

의 C a2 +이 세포내( I C F )로 유입된 후 약 100~200 msec후

에는 다시 세포외부로 나오게 되므로, 1초에 5회 이상의

신경자극이 오게되면 세포내에는 정상적 상태보다 C a2 +의

농도가 높아지게 된다. 이 상황에서는 p가 증가 되어

quantal content가 증가하게 된다. 따라서, p는 일정하

게 유지하고 n이 점차 감소하여 quantal content가 점

차 감소하는 것은 반복신경자극 검사상 저빈도 자극(5 Hz

이하) 시 관찰되는 상황이라고 할 수 있다. 이와 반대로,



Table 1. MEPP amplitude and quantal content in normal, MGand LEMS

MEPP

Amplitude resting quantal(quantal response, q) frequency content(m)

Normal 1mV 0.2/sec 60~100MG Low Normal NormalLEMS Normal Normal Low

Figure 3. Generation of single-fiber action potential (SFAP) and compound muscle action potential (CMAP)

Figure 4. Low rate stimulation(

p를 증가시킴으로써 quantal content를 점차 증가시키

는 것은고빈도 자극(20~50 Hz)에서기대하는 현상이다.

즉, 반복신경자극 검사는 저빈도 자극과 고빈도 자극과

아래서 설명할 활성화 과정(activation procedure)로서

구성되는 데 어떤 자극이 저빈도이고 어떤 자극이 고빈도

이냐의 결정요소는 C a2 +이 세포내로 축적되는 상황이냐

아니면 정상적인 상태로 유지되느냐에 의하므로 일반적으

로 5 Hz 이하를 저빈도 자극으로, 10 Hz 이상의 자극을

고빈도 자극으로 구분한다.

정상인에서는 오랫동안 반복자극을 시킨 후, 혹은 운동

후에도 복합근활동전위( C M A P )의 진폭은감소 소견을보

이지 않는데, 정상인에서 관찰되는 E P P의 전위(70 mV)

는 그 역치(threshold, 7~20 mV)를 상당수준 이상으로

유지하고 있으므로 n이 감소하는 상황에서도 EPP 개개

의 전위는 다소 감소를 보일지라도 그 전위는 이미

t h r e s h o l d를 훨씬 넘고 있으므로 all-or-none princi-

p l e에 따라 E P P는 단일섬유 활동전위(single fiber

action potential, SFAP)를 형성하는 데는 아무런 문제

를 갖지 않게 되며, 따라서 개개의 SFAP 합성에 의한

C M A P도 정상 진폭을 보이게 된다. 신경자극후 형성된

E P P의 크기와 action potential을 유발하는 데 필요한

역치와의 차이를 신경-근 접합부의 안전인자( s a f e t y

f a c t o r )라고 하는 데 정상인에서는 safety factor가매우

높은 상태에 있으므로 qunatal content가 감소하는 상

황에서도 E P P형성에 의한 SFAP 및 C M A P의 감소소견

은 관찰되지 않는다(Fig. 4). 그러나신경-근 접합부의 장

애로 인해 safety factor가 낮은 상태로 유지되고 있는

상황에서는 저빈도 자극(low rate stimulation, LRS)에

의해 n이 점차 감소하게 되면 일부의 E P P는 S F A P을 유

도 할 수 없게되어 점차 C M A P의 진폭이 감소하는 소견

을 보이게 되며 이와같은 소견은 MG 뿐아니라 L E M S에

서도관찰되는 소견이다(Fig. 5).

한편 고빈도 자극(high rate stimulation, HRS)을하

게되면 세포외부에서 유입된 세포내의 C a2 +이 세포외로

미처빠져나가지못한 상황즉, p가 증가하는 상태가 됨으

로써 L E M S와 같이 pre-synatpic defect가 있는 환자

에서는 보통상황에서는 action potential을유도하지 못

하였던 수많은 E P P가 모두 action potential을 유발함

으로써 C M A P의 현저한 증가 반응이 보이게 된다. 또한

경미한 정도의 M G에서도 고빈도 자극 시 C M A P의 증가

반응이 나타나게 되나, 후접합부의 반응이 손상된 상황이

므로 L E M S에서와 같은 현저한 증가반응은 나타나지 않

는다. 그러나 후접합부의 손상이 심한 중증의 M G에서는

qunatal content가 증가하는 상황에서도 증가반응은 보

이지 않게된다. 정상인에서는각 E P P가 이미 t h r e s h o l d

를 넘고 있으므로 고빈도 자극을 한다고 해도 C M A P의

증가 반응은 보이지 않는 것은 당연한 사실이다(Fig. 6,

Fig. 7).

또한 n이 완전히 고갈되지 않을 정도의 근강직 자극

(tetanic stimulation) 혹은 최대 자발 운동( m a x i m a l

volitional exercise)을시키고난 후 그 직후에는 p의증

가에 의해 일시적으로 quantal content가 증가하게 되

는데, 이를 강직후 증강 혹은 근수축증가( p o s t - t e t a t i c

fascilitation or potentiation), 운동을 시킨 후의 경우

는 운동후 증강 혹은 근수축증가(post-exercise fascil-

itation or potentiation)이라고 하며 이는 L E M S에서

특징적으로 관찰되고 경미한 M G에서는 tetanic stimu-

lation 전에 얻어진 감소반응 정도가 줄어드는 현상으로

관찰된다(Fig. 8). 그러나, tetanic stimulation 수분후

에는 즉각적으로 이용할 수 있었던 A C h의 q u a n t a가 고



Figure 5. Low rate stimulation in normal, MG and LEMS

갈된 상태( n의 고갈)로 유지된 상태인 바, 이때 자극을 주

면 C M A P의 감소소견이 관찰되는데 이를 강직후 소진 혹

은 저하(post-tetanic exhaustion or depression)이라

고 한다(Fig. 8).

3. 반복신경자극 검사(Repetitive nerve stim-

ulation test)

MG, LEMS 혹은 보툴리눔독소증(botulism) 등신경-

근 전달(neuromuscular transmission) 장애의 증상을

보이는 환자의 경우 이를 확인하고 또 임상적으로 이와

유사한 소견을 보이는 다른 운동단위(motor unit)의 질

병을 감별하기 위해 전기생리학적 검사( e l e c t r o p h y s i o-

logical test)를 시행하게 된다. 이러한 전기생리학적 검

사에는 여러 가지가 있으나 크게 반복신경자극 검사

(repetitive nerve stimulation test, RNST, Jolly

t e s t )와 단섬유 근전도 검사(single-fiber EMG,

S F E M G )로 대별된다. 이들은 질병의 정도( s e v e r i t y )와

악화(evolution) 시 비교 및 치료 효과의 판정에도 사용

되므로 아주유용한 검사라 할 수 있다.3

반복신경자극 검사는 신경-근 전달을 평가하는 전기생

리학적 검사 중 가장 많이 사용되는 검사이다. 1894년 독

일 의사 Friedrich Jolly가 MG 환자의 신경에 반복적인

전기자극을 주었을 때 점진적인 근력의 약화를 보이다가

휴식에 의해 다시 회복하는 것을 처음 실험적으로 증명한

이래 이는 현재 사용되고 있는 반복신경자극 검사의 모체

가 되며 졸리검사(Jolly test)라는별명을 얻게된다.4

이 검사는 기본적으로 운동 신경에 반복적인 자극을 가

하고 이로 인해 발생되는 근육의 C M A P를 기록한다. 연



Figure 7. High rate stimulation in normal, MG and LEMS.

Figure 6. High rate stimulation (>10Hz) in normal state

속 자극(train of stimuli)을가하며, 이에 반응하는 근섬

유(muscle fiber)의 지속적인 감소(감쇠반응, decre-

mental response), 또는 반대로 증가(증강반응, incre-

mental response)를 보이면 비정상으로 판정하게 된다.

이 검사는 환자에게 통증 등 불편감을 유발할 수 있으나

시행에 있어 별다른 어려움은 없다. 하지만 그 분석에 있

어서는 많은 함정( p i t f a l l )이 있을 수 있다. 가장 많이 범

하게 되는 오류로는 기록전극(recording electrode)의

움직임과 자극강도(intensity of stimuli)의 변화 및 부

적절한 근육 온도(inadequate warming of muscle) 등

이 있다.

반복신경자극 검사는 검사자에 따라 방법 및 분석에 차

이가 있으나 근본 원리는 동일하다. 본고에서는 반복신경

자극 검사의 일반적인 방법과 가장 대표적인 신경-근 접

합부 질환인 M G와 L E M S에서 나타나는 양상을 중심으

로 전개하고자 한다.

일반 원리(General principles)

반복신경자극 검사의 시행은 일반 운동신경 전도 검사

(conventional motor nerve conduction study)와 유

사하다.5 단지 차이점은 자극이 연속(train of stimuli)으

로 주어지고 활성화 과정(activation procedure)으로서

일정한 형태의 운동(conditioning exercise)을 한다는

것 그리고 움직임을 방지하기 위해 고정( i m m o b i l i z a-

t i o n )을 해야 한다는 것 등이다.

운동신경을 연속적으로 자극하고 이 운동신경에 지배를

받는 근육에서 C M A P를 기록한다. 정상적으로 2~3 Hz

의 속도로 8 ~ 1 0회의 연속 자극을 주면 5번째와 6번째 자



Figure 8. post-tetanic or post-exercise response

Figure 9. The relationship between EPPs, CMAPs, single-fiber EMG action potential (SFAPs) & CMAPs recorded in normal &myasthenic muscle. Normally, all EPPs reach the threshold for action potential generation, producing CMAPs of constant size. InMG, EPPs fail to reach threshold in some end-plate, which then do not produce APs or SFAPs. The CMAP, which represent the aver-age number of APs, then falls.

극까지 신경말단에서 분비되는 A C h의 양이 점진적으로

감소하고 이때부터 A C h의 분비를 일정하게 유지하기 위

해 A C h이 저장되어 있는 연접소포(synaptic vesicle)가

활성대(active zone)으로 이동하기 시작한다. MG와 같

이 신경-근 전달의 안전인자(safety factor)가저하된 상

태에서는 이러한 A C h의 분비 저하가 E P P를 역치

(threshold) 이하로 떨어지게 하고 궁극적으로 C M A P의

전위와 면적이 감소(감쇠반응, decremental response)

하게 된다(Fig. 9).

MG 환자에 있어서 이러한 감쇠반응은 3~5 Hz의 저빈

도 자극시 가장잘 나타난다.6, 7 여기서 감쇠( d e c r e m e n t )

는 첫 번째 전위에 대한 4번째 전위(혹은 5번째 또는 제일

작은 전위)의 진폭 혹은 음 최고점 면적(area of nega-

tive peak)의 %변화로 정의하고 공식으로 표현하면 다음

과 같다.

% d e c r e m e n tn = {1-(potentialn/ p o t e n t i a l1)} × 1 0 0

만일 5 Hz 이상의 자극이 주어지면 신경말단에 C a2 +이

축적되고 이로 인해 아세틸콜린의 분비가 증가한다. 이와

마찬가지로 일정 기간 동안 최대한의 운동( m a x i m a l

volitional exercise)을 하게 되면 동일한 효과가 나타난

다. LEMS에서는 이러한 자극이나 운동 후 CMAP 진폭

이 비정상적으로 증가하게 되는데 이를 각각 증강반응

(incremental response)과 활성화후 증강( p o s t - a c t i-

vation facilitation, PAF) 또는 운동후 증강( p o s t -

exercise facilitation, PEF)이라한다(Fig. 10). 이를공

식화하면 다음과 같다.

% f a c i l i t a t i o nn = {(potentialn/ p o t e n t i a l1)-1} × 1 0 0

최대 운동을 하고 나면 종판의 흥분도(excitability of

end plate)가 감소하게 되며 M G의 경우, 운동 전에 비해

더욱 심한 감쇠반응이 나타나는데 이를 활성화후 소진

(post-activation exhaustion, PAE)이라 한다. 이 같

은 현상은 운동 종료 후 2 ~ 4분에 최대한으로 나타난다

(Fig. 11).



Figure 10. Post-activation facilitation in a patient with LEMS.(A) shows CMAP responses obtained with repetitive stimulation of themedian nerve recording from abductor pollicis brevis muscle.(B) shows results of repetitive stimulation after 10 seconds of maxi-mum voluntary contraction

A B

Figure 11. CMAPs evoked by RNS in patients with MG & LEMS. Top figure shows decremental response to low rate stimulations,early dip phenomenon & partial repair immediately after brief exercise. Increased decrements appears 2~4 minutes after 10 secondsof volitional exercise (post-activation exhaustion). Bottom figure shows low amplitude of CMAPs & decremental responses to lowrate stimulation. Abnormal facilitation appears immediately after brief voluntary exercise (post-activation facilitation).

기록 방법(Recording technique)

검사에 사용되는 전극( e l e c t r o d e )은 모두 표면전극

(surface electrode)을 사용한다. 근육내로 삽입하는 침

전극(intramuscular needle electrode)은 신경을 자극

하는 동안 근수축에 의해 전극의 위치가 일정하게 유지

않으므로 사용하지 않는다. 기록전극(recording elec-

t r o d e )은 검사하는 근육의 운동점(motor point), 즉부피

가 가장 두껍고 전기적 활성도(electrical activity)가 가

장 큰 중앙부( b e l l y )에 부착하고, 기준전극( r e f e r e n c e

e l e c t r o d e )은 전기적 활동성이 가장 적은 원위부, 즉 건

(tendon) 혹은 인접한 골융기(bony protuberance) 부

위에 부착하여 CMAP 진폭이 가장 크게 나타나도록 한다

(Belly-tendon method). 신경자극으로 인한 연속되는

근수축은 부착된 전극의 위치를 변하게 할 수 있고, 이에

의해 C M A P의 진폭(amplitude) 및 형태( s h a p e )에 영향

을 미치는 운동허상(movement artifact)이 유발될 수

있다(Fig. 12). 이 운동허상에 의해 가성감쇠반응( p s e u-

dodecremental response)이 나타날 수 있으며 이를 최

소화하게 위해 해당하는 관절의 움직임을 제한하는 고정

대(joint immobilization device)의 사용이 필요하다.

또한 고빈도 자극이 가해질 때 근육의 모양이 변하므로

용적전도(volume conduction)가변하게 되고 이로 인해

파형의 윤곽(waveform configuration)이변할 수 있다.

검사할 근육의 선택(Muscle selection)

MG 환자의 경우 근위약의 분포(distribution of

w e a k n e s s )는 매우 다양하나 대개 근위부 근육이 원위부

에 비해 조기에 침범되며 조금 더 심한 양상을 보인다.7 - 1 2

최대의 진단 효과를 위해 임상적으로 근위약을 보이는여

러 근육들을 검사해야 한다. 손의 근육들은 자극하기 쉽

고 고정하기도 용이해서 검사하는데 가장 많이 사용된다.

척골신경(ulnar nerve)을 자극하여 소지구근

(hypothenar muscle) 또는 제1 배측골간근( 1s t d o r s a l

interossei muscle)에서 기록하고, 정중신경( m e d i a n

n e r v e )를 자극하여 무지구근(thenar muscle)에서 기록

한다. 액와( a x i l l a )에서 근육피부신경( m u s c u l o c u t a-

neous nerve)를 자극하여 이두박근(biceps brachii)을

검사할 수도 있다. 전 액와주름(anterior axillary fold)

1inch 정도 아래 이두박근 소두(short head)의 후경계

(posterior border)에서 자극전극을 강하게 압박하면서

근육피부신경을 자극한다. 삼각근(deltoid muscle)의 검

사에서는 기록전극을 근육의 중앙부에, 기준전극은 견봉

( a c r o m i o n )에 부착한다. 업의 점( E r b’s point)에 자극전

극을 대고 쇄골(clavicle) 쪽으로 압박하면서 자극한다.

승모근(trapezius muscle)은어깨에서 가장 검사하기 쉬

운 근육으로(2.46) 환자를 앉히고 팔은 자연스럽게 내린

상태에서 검사한다. 기록전극은 목과 어깨가 만나는 부위

에 부착하고 기준전극은 견봉에 부착한다. 흉쇄유돌근

(sternocleidomastoid muscle)의 후경계( p o s t e r i o r

border) 중앙부에서 척수부신경(spinal accessory

n e r v e )를 자극한다. 이 신경은 이 부위에서 표재성으로

위치하므로 강도를 낮게 해서 최대한 자극해도 통증을 덜

느끼게 되며 다른 근육의 수축도 피할 수 있다. MG 환자

의 경우, 근위부 근육 중에 삼각근이 승모근에 비해 좀더

결과가 확실하다.1 3

안면근(facial muscle)의 검사에는 기록전극은 안와상

부(supraorbital region)에, 기준전극은 눈 아래에 부착

하며 귀 아래에서 안면신경(facial nerve)를 자극한다.

이 경우 자주 운동허상(movement artifact)이발생하며

분석에 주의를 요한다.

검사 근육의 온도(Muscle temperature)

온도는 반복신경자극 검사의 가장 중요한 생리적 인자

(physiologic factor)이며 이를 이용하여 검사의 민감도



Figure 12. Decremental response in a patient with myasthenia gravis. Responses were obtained with repetitive stimulation of ulnarnerve at 3Hz, recording from abductor digiti minimi muscle.

( s e n s i t i v i t y )를 조절할수도있다. MG의경우, 근육의냉

각(muscle cooling)은감쇠반응을약하게 하고근육의 가

온( w a r m i n g )은 크게 한다(Fig. 13, Fig. 14).14, 15 경증의

경우 근육 온도가 낮으면 감쇠반응이 나타나지 않을 수도

있다. 최대 진단 민감도(maximum diagnostic sensi-

t i v i t y )를 위해 검사실의 온도는 일반적으로 2 6℃ 정도로

유지하고 손과 발의 온도는 적어도 3 4℃ 이상이 되어야

한다. 근위부 근육 혹은 축성근(axial muscle)은 충분한

온도를 유지하므로가온( w a r m i n g )할 필요는 없다.1 5

온도가 신경-근 전달에 영향을 미치는 기전에 대해서는

아직 확실히 밝혀지지는 않았다. 온도의 하강은 이온통로

(ion channel)의 전도도( c o n d u c t a n c e )에 변화를 일으켜

종판전위의 진폭과 지속시간의 증가를 유발시키며 또한

신경말단에서는 아세틸콜린의 재충전을 증가시키고 연접

열(synaptic cleft)에서는 아세틸콜린에스테라아제

(acetylcholinesterase, AChE)의 분해능력을 저하시켜

A c h의 가수분해( h y d r o l y s i s )를 감소시키며 종판에서는

A C h에 대한 A C h R의 민감성을 증가시켜 신경-근 전달

을 향상시키는 것으로 알려져 있다.1 4

검사 기기의 설정 (Setting of electromyographym a c h i n e )

일반적으로 사용하는 근전도 기기에는 대개 반복신경자

극 검사에 대한 설정이 되어 있다. 보통 소인속도( s w e e p

v e l o c i t y )는 2 또는 200 msec/division, 민감도( s e n s i-

t i v i t y )는 2000 µV, 고주파 필터(high frequency fil-t e r )는 10 KHz, 저주파 필터(low frequency filter)는

2~20 Hz로 설정하며 자극시간(stimulation duration)

은 0.05~0.1 msec에서부터 시작하여 최대상위 자극에

이를때까지 증가시킨다.

자극 방법 (Stimulation technique)

운동신경의 자극은 대개 표면전극을 사용한다. 또한 신

경근접 침전극(near-nerve needle electrode)을사용할

수도 있는데 이 경우, 짧은 지속시간( s h o r t e r - d u r a t i o n )

과 낮은 강도(lower-intensity pulses)로자극하므로 침

전극이 잘 삽입된다면 표면전극을 사용할 때보다 덜 통증

을 느끼게 된다. 그러나 위에서 언급한 바와 같이 운동허

상의 위험이 크므로 사용하지 않는다. CMAP의 진폭은

결과의 분석에 있어서 가장 중요한 인자이므로 검사의 전

과정 동안 최대 진폭을 이끌어내야 한다. 이를 위해

C M A P의 진폭이 더 이상 커지지 않는 최대자극( m a x i-

mal stimulation) 시의강도에 3 0 %를 올린 모든 근섬유

들이 활성화되는 최대상위 자극(supramaximal stimu-

l a t i o n )을 자극 강도(stimulus intensity)로 정한다. 자

극속도(stimulation rate) 는 2, 3, 5 Hz의 저빈도 자극

(low-rate stimulation, LRS)과 10 Hz 이상의 고빈도

자극(high-rate stimulation, HRS)으로 이루어진다.

저빈도 자극에서는 최소한 6개의 C M A P가 얻어지도록

자극 기간을 조정하며, 고빈도 자극에서는 적어도 1 0개

이상의 C M A P가 얻어지도록 한다. 각 자극 사이의 휴식

은 최소 1 ~ 2분 이상 두어야 한다. 고빈도 자극에서는 가

성촉진( p s e u d o f a c i l i t a t i o n )에 의한 증강반응이 관찰될

수 있는데 이 가성촉진은 연속 자극이 가해지는 동안

C M A P의 진폭은 커지는 반면 C M A P의 지속시간은 줄어

들어 결과적으로 개개 C M A P의 면적이 같아지는 상태를

말하며, 자극된 근섬유에서 형성된 활성전위의 전파

( p r o p a g a t i o n )가 합쳐져서 나타나게 되는 진정한 의미의

증가반응은 아니다(Fig. 12).16, 17 정상에서도 자극속도가

50 Hz 이상이 되면 이 가성촉진에 의해 C M A P의 진폭이

50% 정도까지 증가할 수 있다. 고로 C M A P의 진폭만을

고려한다면 이 가성촉진은 고빈도 자극에서도 일어나는

감쇠반응을 상쇄시킬 수 있으며 더 나아가비정상 증강반

응으로 오인할 수 있다.



Figure 13. Effect of temperature on the decrement at low ratestimulation in MG

Figure 14. The effect of muscle temperature on the responseof RNS in abductor digiti minimi muscle in a patients withMG.. The intramuscular temperature & the change in ampli-tude of 5th response of each train are shown.

측정 방법 (Measurement technique)

C M A P의 크기는 최고점-최고점 진폭( p e a k - t o - p e a k

amplitude) 혹은 음 최고점 진폭(negative peak

a m p l i t u d e )의 크기 또는 음 최고점의 면적(area of

negative peak)으로 표시할 수 있다. 이들 중 면적은

C M A P의 형성에 관여하는 근섬유의 수를 좀 더 정확하게

반영하며 가성촉진에 의한 오류를 제거할 수 있으므로 측

정에 가능한 한 이를 사용한다. 면적의 측정에는 컴퓨터

에 의한계산이 요구된다.

M G의 경우, 저빈도 자극 시, 2번째부터 4번째 혹은 5

번째 자극에서는 점진적인 감쇠반응이 나타나고 그 이후

부터 9번째 혹은 1 0번째 자극에서는 서서히 최초 크기로

돌아오는 전형적인‘U’소견(U-shaped pattern)을 보

인다. 이 같은 형태는 M G의 특징적인 소견이지만 L E M S

또는 운동신경원 질환(motor neuron disease) 드물게

말초신경 질환(peripheral nerve disease)에서도 관찰

될 수 있다(Fig. 15).18, 19

3~5 Hz로 자극 시, 정상 근육에서는 8 %까지의 C M A P

의 감쇠반응이 관찰된다.2 0 5% 이상의 감쇠반응이 관찰될

때 이것이 허상( a r t i f a c t )에 의한 것이 아니라면 비정상을

의심해야 하며, 10% 이상의 감쇠반응 시 절대 비정상

(absolute abnormal)으로 분석한다. 다음의 기준( c r i-

t e r i a )는 이런 허상( a r t i f a c t )에 의한 CMAP 크기의 변화

를 감별하고 진단 민감도(diagnostic sensitivity)를 극

대화하는데 유용하다.

1) 재현성( r e p r o d u c i b i l i t y )

적어도 3 0초의 휴식 후 다시 자극하였을 때 동일한 감

쇠현상이 관찰돼야 한다.

2) 형태(envelop shape)

연속 자극(train of stimuli) 간의 변화가 연속적인 반

응 사이에 갑작스런 혹은 불규칙한 변화 없이 그 질병에

서 보이는 형태에 맞아야 한다.

3) 활성화 주기(activation cycle)

활성화( a c t i v a t i o n )에 의해 유발되는 변화가 합당한 형

태를보여야 한다.

4) 근육의 온도(muscle temperature)

적어도 3 4℃ 이상이 되어야 한다.

5) edrophonium에대한반응

정맥으로 e d r o p h o n i u m을 투여했을 때, 그 전에 보이

던 감쇠반응이 줄어들거나 사라진다. 반대로 전에 보이지

않던 감쇠반응이 나타나거나 오히려 악화될 수도 있다.

고로 검사하기 적어도 1 2시간 전에는 edrophonium 등

A C h E의 사용을 금해야 한다.2 1

활성화( A c t i v a t i o n )

지속적인 자발 근수축(sustained voluntary muscle

contraction) 혹은 고빈도 자극을 가하면 신경이 활성화

( a c t i v a t i o n )되는데 이때 신경에 자극을 가하면 활성화

전에 비해 훨씬 더 많은 A C h이 분비되면서 활성화후 증

강(post-activation facilitation)과 강직후 근수축증강

(post-tetanic potentiation)이나타나게 된다. 이는 신

경말단에 C a2 +이 축적되어 나타난다. 이후에 각각의 신경

자극에 의해 A c h의 분비가 줄어들면서 종판의 흥분도

( e x c i t a b i l i t y )가 감소하여 2 ~ 5분 후 활성화후 소진

(post-activation exhaustion)이나타난다. 근수축증강

은 고빈도 자극(20~50 Hz)을 가하거나 환자가 1 0초간

근육을 최대한으로 수축시킨 후에 나타난다. 활성화 후

1 0초 이내에 저빈도 자극을 주면 근수축증강이 나타나며

1 0분 후 저빈도 자극을 주면 활성후 소진이 나타난다. 활

성화후 소진은 운동하는 동안 전접합부에서 A C h의 분비

가 증가하여 써버림으로써 운동 종료 몇 분 후 즉시 사용

가능한 저장된 A C h의 생리적 고갈(physiologic deple-

tion), 다시 말해서 즉시로 사용할 수 있는 A c h의 수적

저하를 의미한다(Fig. 16).

검사의 과정 (Test procedure)

1. 검사할 부위의 결정: 임상적으로 증상을 나타내며 검

사를 기술적으로 시행할 수 있는부위

2. 최대상위자극(supramaximal stimulation)의결정

3. 휴식 상태에서 최대상위 자극에 의한C M A P의 기록

1) C M A P의 진폭이 작다면 5 ~ 1 0초 간 운동 후 다시

CMAP 기록하여활성화후 증강을 관찰



Figure 15. RNS studies at 3 Hz stimulationin the abductor pollicis brevis muscle of apatient with diabetic neuropathy & carpaltunnel syndrome. There is a 15% decrementin the 4th response, and thereafter the CMAPsreturn toward the initial size.

2) CMAP의진폭이 정상이면 다음 과정으로 이행

4. 저빈도 자극: 2~5 Hz의 속도(대개 3 Hz)로 5~9 연

속 최대상위자극(train of supramaximal stimuli)

5. 몇 분간의 휴식 후, 재현성( r e p r o d u c i b i l i t y )의 확인

을 위해 4번 과정을 재시행

6. 활성화 과정(activation procedure)

1) 후연접 장애(post-synaptic defect)가 의심되고

4 ~ 5번 과정에서 10% 이상의 감쇠반응이 확인되

면 2 0초 간 운동을 시킨후 7번과정으로 이행

2) 후연접장애가 의심되나 감쇠반응이 관찰되지 않

거나 미약할 때는 3 0 ~ 6 0초 간 운동을 시킨 후 7

번 과정으로 이행

7. 활성화 후 즉시 4번 과정을 시행하여 활성화후 증강

을 관찰

8. 2 ~ 4분 휴식 후 4번 과정을 시행하여 활성화후 소진

을 관찰

9. 6번의 2 )의 경우 7 ~ 8의 과정을 1분의 간격을두고 5

분간 시행

고빈도 자극은 환자에게 극심한 통증 등 불편감을 유발

하며 자발적 운동을 통한 활성화와 동일한 결과를 얻을

수 있으므로 자발적으로 근수축을 할 수 없는 예외적인

상황 외에는 시행하지 않는다.2 2

감쇠반응을 증가 혹은 유발하는 방법(Method to

enhance or provoke a decrementing response)

임상적으로 M G가 의심되는 환자에서 검사를 시행하였

으나 활성화 전, 후에서 감쇠반응을 보이지 않는 경우가

있다.2 3 이때 저빈도 자극을오랫동안 주면(3 Hz로 4 ~ 5분

간) 소진기간(exhaustion period) 동안 경미한 이상 소

견을 관찰할 수 있다.2 3 오랜 기간 자극을 가하고 그 후의

소진 동안 허혈상태( i s c h e m i a )가 유발됨으로써 감쇠반응

이 나타난다.2 4 이와 동일한 원리로 혈압측정띠( b l o o d

pressure cuff)를 상완에 감고 수축기압력 이상으로 팽

창시킨 뒤 원위부 신경을 자극하면 유사한결과를 관찰할

수 있다. 이러한 방법은 삼각근에 비해 손의 근육에서 민

감도를 60% 정도증가시킨다.2 5

또한 쿠라레( c u r a r e )를 소량 주입하면 반응을유발시킬

수 있다. 혈압측정띠를 상완에 감고 수축기압력 이상으로

팽창시킨 후 튜보쿠라린(d-tubocurarine) 0.2 mg을정

주하고 그 이하에서 검사를시행하면 20% 정도 진단율이

증가한다.11, 26, 27 이때 혈압측정띠를 풀면 전신적 위약

(systemic weakness)가 더 심해질 수 있으므로 주의를

요한다.2 8 이 방법의 변형으로 두 번째 혈압측정띠를 팔꿈

치(elbow) 아래 팽창시켜놓고 전완정맥(cubital vein)에

쿠라레를 주입한 후 이두박근에서 검사할 수도 있다. 이

방법으로 MG 환자에서는80%, 정상인에서는 7 %의 이상

소견이 관찰된다.1 1 쿠라레를 이용한 검사는 일차적인 신

경병(primary disease of nerve)에서도나타날 수 있으

므로분석에 주의를 요한다.

결과의 분석 (Analysis of results)

1. 비정상소견의판단기준(Criteria for abnormality)

정상인에게서도 저빈도 자극을 주었을 때 8% 감쇠반응

이 나타날 수 있다. 그러므로 10% 이상의 감쇠반응이 나

타나야 비정상으로 판정한다. 이러한 기준은 검사실마다

약간씩 다르다.

100% 이상의 활성화후 증강은 신경-근 전달의 전접합

부 이상을 의미한다. 그러나 MG 환자의 경우 100% 이상

의 활성화후 증강을 보이는 경우도 있으며 이의 원인은



Figure 16. An ‘activation’ cycle characteristic for MG., demonstrating changes in the decrement induced by RNS before and at indi-cated intervals after activation by maximum voluntary contraction or tetanic nerve stimulation. The percentage change in CMAPamplitude of 4th response of each train is noted.

아직알려져 있지 않다.

2. 후접합부 이상(post-synaptic defect): 중증근무력

증의경우

1) 정상 CMAP 진폭(normal CMAP amplitude)

2) 3Hz 저빈도자극시 감쇠반응

3) 3번째 혹은 4번째 자극에서 조기 강하 현상

(early dip phenomenon)

4) 자발 운동 직 후( 5 ~ 1 0초) 3Hz 저빈도 자극에 감

쇠반응의 부분 혹은완전 복구

5) 자발 운동 후 비정상 증폭(abnormal facilita-

t i o n )의 결여

(1) 50 Hz 고빈도자극은 통증을 유발하며 필요 없

음

(2) 때때로 심한 M G에서 50% 정도의 유의한 증

폭(significant facilitation)의관찰 가능

6) 15초휴식후 감쇠반응의재현성( r e p r o d u c i b i l i t y )

7) 60 초 자발 운동과 다음 2 ~ 4분 휴식 후 저빈도자

극 시 감쇠반응의 증가(활성화후소진)

3. 전접합부이상(pre-synaptic defect): LEMS의경우

1) 단일 자극에 낮은 CMAP 진폭(low CMAP

a m p l i t u d e )

2) 3Hz 저빈도자극에 감쇠반응

3) 짧은 자발 운동(brief volitional exercise) 후즉

각적으로 자극 시 비정상 증강(abnormal facili-

tation) 대개100% 이상이지만1000% 이상도흔함.

4) 50 Hz 고빈도자극에 심한 비정상 증강( m a r k e d l y

abnormal facilitation)

(1) 50 Hz 고빈도자극은통증을유발하며필요없음

(2) 환자가 능동적으로 운동을 할 수 없을 때 제한

적으로 사용

5) 상대적으로거의 모든 근육에서 동일한 이상 소견

이 관찰됨

신경-근 전달에 이상이 있으면 저빈도 자극(특히 3 Hz)

시 감쇠반응이 일어나는데 첫 번째와 두 번째 자극 사이

의 감쇠반응은 크고 두 번째와 세 번째 등 그 이후로 갈수

록 감쇠반응의 정도가 작아진다. 이를 조기 강하 현상

(early dip phenomenon)이라하며 이는 반복적인 탈분

극(repetitive depolarization)에 의해 나타나는 A C h의

고갈을 의미한다(Fig. 17).

흔한 기술적 오류(Common technical error)

1. 장비와 연관된 오류(Errors related to equipment)

요즘 사용되는 대부분의 기기는 자동적으로 C M A P의

진폭 및 면적이 계산되어 나오므로 많은 기계적 오류가

감소하였다. 그러나 기기는 외부의 잡파( e x t r a n e o u s

n o i s e )까지도 생체 신호(biological signal)로 받아들여

계산에 포함하므로 마치 최대 감쇠반응이 10% 이상으로

계산되어 나올 수도 있다. 이 경우 저빈도 자극 시 전형적

인 U형의 모양 대신 불규칙하고 파형의 윤곽이 제멋대로

인 결과가 나오게 된다. 고로 계산되어 나오는 수치들을

맹신하지 말고 파형을 주의 깊게 관찰해야 한다. 또한 여

러 CMAP 반응들이 겹쳐지게 표시( s u p e r i m p o s e d

i m a g e )할 수 없는기기는 판독능력을 저하시킨다.

2. 검사 기술에 연관된 오류(Error related tech-

n i q u e )

1) 온도( t e m p e r a t u r e )

온도는 검사에 있어서 중요한 변수로 작용한다. 앞서기

술한 바와 같이 최적의 검사실 온도는 일반적으로 2 6℃

정도로 유지하고 사지의 온도는 적어도 3 4℃ 이상이 되어

야 한다. 표면온도(surface temperature)를 반드시 재

야하며 온도가 낮을 때에는 더운 물에 담그던지( s o c k i n g

in warm bath) 혹은 열램프(heat lamp)나 열담요

(warm blanket) 등을사용하여온도를올려야한다(Fig. 14).

2) 자극 오류(stimulation error)

자극 오류 중 가장 흔한 것이최대하위 자극( s u b m a x i-

mal stimulation)이다. 이때에는 C M A P의 진폭이 낮게

나오므로 정상상태에서도반복신경자극 시 마치 감쇠반응

이 있는 것처럼 나와 신경-근 전달에 이상이 있는 것으로

오독( m i s r e a d i n g )할 수 있다. 그러나 신경-근 전달은정

상이므로 반복신경자극 시 M G에서 나타나는‘조기 하강

(early dip)’모양이 나타나지 않으며 재차 검사 시 감쇠

의 부분적 회복이 재현되지 않는다.

반대로 너무 과한 최대상위 자극( s u p r a m a x i m a l

stimulation) 또한오류를 일으킬 수 있는데 주변 신경도

간헐적으로 자극되어 용적전도가 유발되며 운동허상이 증

가하게 되어 오류가 생기게 된다. 이때에는 C M A P가 초

기 양 편향(initial positive deflection)을 보이며 흔히

정중신경, 척골신경 및 안면시경에 과대한 자극을 주었을

때 주변 신경이 같이 자극되며 원위부에 비해 근위부에서

좀더크게 나타난다.

신경자극 시 원하는 근육외에 인접근육도같이활성화

가 될 수 있다. 예를 들면 안면신경 자극 시 원하는 안륜

근(orbicularis oculi) 혹은 비근(nasalis) 외에 교근



Figure 17. Early dip phenomenon. The initial large decrement(stimuli 1 to 3) represent the depletion effect of a previousstimulus. The stabilization of the evoked response amplitude(stimuli 4 to 8) represent mobilization-related facilitation.

(masseter) 또한 활성화가 되어 C M A P의 진폭과 면적이

커질 수 있다. 이를 기술적으로 피하기는 어려우며 이러

한 중복된 CMAP(combined CMAP)는 안정적이며 재현

성이 있으므로 큰 문제는 되지 않는다.

3) 기록오류(recording error)

가장 중요한 기록 오류는 검사도중 전극의 부착성이 떨

어지는 것이다. 이로 인해 운동허상이 증가하게 되고 신

경-근 전달에 이상이 있는 것으로 오독할 수 있다. 검사

동안에는 항상 이 전극이 제 위치에 잘 부착되어 있는 지

살펴야 한다(Fig. 12).

4) 약물( m e d i c a t i o n s )

MG 환자의 경우 A C h E를 복용하고 있으면 검사 결과

가 위음성( f a l s e - n e g a t i v e )으로 나올 가능성이 높아진

다. 고로 검사 전 적어도 6 ~ 1 2시간 이상 이러한약제들의

복용을 금해야 한다. 그러나 이런 약제들을 끊으면 안될

정도로 심한 MG 환자는 약제를 복용해도 검사에서 결과

가 잘 나온다. 반대로 페니실라민(penicillamine) 등과

같이 신경-근 전달의 장애를 일으키는 약제들은 복용 후

검사한다.

5) 검사 부위의 결정(selection of evaluation site)

임상적으로 증상이 있는 부위를 검사하는 것이 제일 좋

다. 그러나 검사하기 쉽고 경험적으로 믿을 만한 부위를

선택하게 되는 것은 어찌 보면 당연하다. 안형 M G ( o c u-

lar MG) 환자의경우 척골 검사를 하면 안면 검사에 비해

감쇠반응이 안 나타나거나 훨씬 덜 나타난다. 임상적으로

가장 심한 부위가 기술적으로 검사하기 곤란할때 검사자

는 난감해진다. 이럴 때는 원위부 근육과 근위부 근육, 그

리고 안면근육에 대한 검사를 모두 시행함으로써 진단율

을 높인다.

종합적으로 결과에 영향을 미쳐 오독을 야기할 수 있는

기술적 혹은 생리학적 인자는 다음과 같다. 위양성

( f a l s e - p o s i t i v e )을 나타낼 수 있는 조건은 근육의 가온

(muscle heating), 불안정하거나 최대하위 자극( s u b-

maximal stimulation), 운동허상(movement arti-

fact), 자극속도가 너무 빠를 때(too fast stimulation

rate) 등이고 위음성( f a l s e - n e g a t i v e )를 나타낼 수 있는

때는 근육의 냉각(muscle cooling), 임상적으로 침범이

되지 않은 부위의 검사(muscle tested uninvolved), 항

콜린에스테라제 복용(anticholinesterase medication)

등이 있다.

판독 및 판정 오류(Interpretation & judgment

e r r o r s )

1. 감쇠반응의중요성(significance of decremental

r e s p o n s e )

반복신경자극 검사에서 감쇠반응이 있다는 것은 대개

신경-근 전달에 이상이 있음을 의미한다. 그러나 이러한

이상 소견이 진단적 가치가 없을 수도 있다. 결과를 분석

함에 있어서 반드시 임상양상에 따라 정상과 비정상을 판

정해야 한다. 예를 들면 운동신경원 질환(motor neuron

d i s e a s e )처럼 탈신경( d e n e r v a t i o n )과 최근에 혹은 현재

신경재분포( r e i n n e r v a t i o n )가 동시에 존재하는 경우에는

언제든지 감쇠반응이 나타날 수 있다. 또한 심한 근긴장

증(severe myotonia)의 경우에도 감쇠반응이 나타날 수

있는데 이때도 역시 조기 하강(early dip)은 관찰되지 않

으며대신감쇠반응은 지속적으로 나타난다.

2. 진단적또는판정오류(diagnostic or judgment

e r r o r )

전기진단학적 소견의 판독(interpretation of elec-

trodiagnostic findings)은 철저하게 임상적 진단( c l i n-

ical diagnosis)에 기초해야 한다. 진단적 오류의 원인은

일차적으로 부족한 정보만을 갖고 결론에 도달하려는 성

급함에 있다. 이 같은 오류는 검사 전에 자세한 병력 청취

및 신체와 신경학적 진찰을 토대로 충분한 임상 검토

(clinical evaluation)를함으로서 줄일 수 있다.

또 다른 원인으로 부적절한 가정과 비정상적인 소견에

대한 추적조사( f o l l o w - u p )를 하지 않는다는 것이다. 예

를 들면 오래되거나 천천히 진행하는 질병은 위약의 호소

가 없는 경우가종종 있는데이때 신경-근 전달은 괜찮으

리라 생각하는 것 또는 근접한 다른 신경 혹은 근육에서

유사한 결과가 나왔을 때 국소 신경 병변에 의한 것이라

고 치부하는 것 등이다.

단일수축력 기록법(Twitch tension recording)

신경-근 전달의 기능을 검사하는 또 다른 방법으로서

반복적인 신경의 자극에 의한 각각의 수축( m e c h a n i c a l

t w i t c h )의 변화를 측정하는 것이다. 이 단일수축( t w i t c h )

은 신경-근 전달에서와 마찬가지로 근섬유의 수축성

(contractile characteristic)을 반영한다. 반복신경자극

을 주면 정상인에서는 단일수축 긴장력의 감소가 일어나

지 않으나 MG 환자의 경우 전형적인 감소가 나타난다.2 0

증폭(potentiation) 및 활성후 소진( p o s t - a c t i v a t i o n

exhaustion) 또한관찰된다. 한연구에 의하면 비정상 신

경-근 전달의 측정에 있어서 반복신경자극을 가했을 때,

단일수축력보다 근활성전위(muscle action potential)

변화의 측정이 더 민감하다고 한다.1 1 단일수축력의 측정

은 기술적으로 매우 어려우므로 임상적으로는 사용되지

않는다.

4. 단섬유 근전도 검사(Single fiber EMG,S F E M G )

정상인에서도 신경자극후 근육활동전위가 나타날 때까

지의 잠복기가 일정치 않는데 이는 E P P가 그 역치를 넘

을 때까지의 시간이 일정하지 않기 때문으로서 신경전달

후 근육활동전위가 발생할 때까지의 시간적 변동( v a r i a-

t i o n )을 j i t t e r라고 한다(Fig. 18).2 9 이와 같은 j i t t e r는 정

상인에서도 관찰되나 그 정도는 매우미약하다. 그러나,

신경-근 접합부에 장애를 보이는 상황과 같이 s a f e t y



f a c t o r가 낮아져 있는 상황에서는 더욱 현저하게 된다.

즉, safety factor가 낮아져 있는 상황에서도 E P P가 그

역치를 조금이라도 넘는 상황이라면 이 E P P가 늦게 형성

된것이라고 해도 all-or-none principle에 의해 정상적

인 C M A P로 나타나 진폭의 차이만으로서 분석하는 반복

신경자극 검사에서는 정상적으로 관찰될 수 있다. 그러

나, jitter를 분석한다면 safety factor가 경미한 정도로

낮아진 상황을 조기에 관찰 할 수 있으므로, jitter분석을

이용한 S F E M G는 신경-근 접합부의 기능장애를 평가하

는 데 있어 매우 중요한 역할을 하며 그 진단적 민감도는

매우높다고 볼 수 있다.3 0

1 9 6 4년 처음 도입된single-fiber EMG란검출면 직경

이 근섬유직경보다 작은 미세전극(직경 25 µm )을 근섬유사이로 삽입한후 전극에 인접한동일한 운동단위에 속하

는 최소 2 ~ 3개의 근섬유에서 나타나는 전위만을 선택적

으로 검출하기 위해 개발된 특수한 침전극을 이용한 근전

도 검사의 한 방법이다.2 9 S F E M G는 검출면적이 매우작

고 얻어진 단섬유의 전위는 그 지속시간( d u r a t i o n )이 1

msec, 약 75~300 µs e c의 상승시간(rising time), 25m V까지의 진폭으로 관찰되기 때문에 진폭의 감소없이

또한, 멀리 떨어져 있는 부위에서의 전기적 신호의 간섭

을 배제하기 위해서는 저주파 필터(low frequency fil-

t e r )는 500 Hz, 고주파 필터(high frequency filter)는

30 kHz로 고정하여야 하며, 최소 200 µV 이상이 되는전위만에 대해서만 유발( t r i g g e r i n g )되도록 조정하여야

한다.3 1

신경-근 접합부의 기능을 평가하기 위해서는 동일한 운

동단위에 속하는 2 ~ 3개의 근섬유로부터기원하는 전위의

짝(potential pair)이검출되게끔 근침을 삽입한 후, 먼저

나타나는 전위(triggering potential)와뒤에 따라나오는

전위(slave potential) 즉, 두전위간의 시간적 간격

(interpotential interval, IPI)을 반복하여 측정함으로

써 I P I의 변동을 관찰하게 되는 데 이것이 j i t t e r이며 이

를 평가하는 방법 중 이들의 평균치를 구하는

MCD(mean consecutive difference)가가장 널리 이용

된다. 이는다음과같이 표현될 수 있다.

MCD = {(IPI1 - IPI2) +(IPI2 - IPI3) + …+ ( I P In - 1 -

I P In)} / n - 1

정상인에서도 자발적인 탈분극의 역치가 변동이 있기때

문에 신경-근 접합부의 전달시간은 일정치 않아 j i t t e r가

10~50 µs e c정도로 관찰된다고 알려져 있다. 신경-근접합부의 장애가 있는 경우 j i t t e r의 현저한 증가를 보이게

되며 기능장애가 매우 심한 상태에서는 E P P가 역치에 도

달하지 못하여 slave potential이 관찰되지 않는 경우를

볼 수 있는데 이를“b l o c k i n g”이라고 한다. 단일섬유 근

전도 검사는 신경-근 접합부의 기능을 예민하게 반영하

는 jitter 및 b l o c k i n g을 평가하는 외에도 근섬유 밀도

(fiber density)를 통하여 직경 25 µm 미세전극의 검출면적인 300 µm 범위안에 위치하는 동일한 운동단위에속하는 근섬유전위의 평균수를 측정함으로써 여러형태의

근육및 말초신경계 질환의 평가에도 이용된다(Fig. 19).

많은 연구자들은 최소 2 0개의 짝을 찾아 이상소견을 보

이는 jitter 및 b l o c k i n g의 비율을 구하는데 근섬유 밀도

가 높지 않은 상황에서는 더 많이 전극의 위치를 움직여

야 하는 바, 환자와 검사자의 노력과 끈기가 필요하게 된

다. 따라서 이와 같은 시간 및 노력의낭비를 줄이기 위해

서는 정상인에서 관찰될 수 있는 비정상적인 j i t t e r의 수

가 2 0개의 짝중 2개 이하라는 점을 고려하여, 3개 이상의

비정상적인 j i t t e r만을 먼저 확인하면 신경-근 접합부의

장애라고 판정하여도좋다는의견이제시되고 있다.

중증근무력증환자에서는 임상 상태의 경중과 비정상적

인 j i t t e r의 수는 연관성이 있다고 알려져 있으며 임상적

으로 근력약화가 없는 부분에서도 이상소견이 나타날 수

있다고 하며, 임상적으로 의심되는 근육을 시행했는데 이

상 소견이 관찰되지 않으면 이 근력약화는 신경-근 접합

부 장애는 아니라고 단정하여도 된다.



Figure 18. SFEMG recordings. A. Recording position ofSFEMG electrode. B. Consecutive paired discharges at a slowsweep speed. C. Same pair of potentials at a faster sweepspeed. D. Ten superimposed consecutive discharges demon-strating the neuromuscular jitter

총지신근(extensor digitorum communis, EDC)은

연령에 따른 변화가 가장 적으며 일정한 근력을유지하기

가 쉽고 근밀도가 가장 높은 근육에 해당함으로 S F E M G

검사 상 일반적으로 가장 먼저 선택되는 근육이다.

Sander 등에 의하면 5 5 0명의 MG 환자에서 SFEMG 검

사를 시행하였을 때 전신형의 경우 E D C에서의 이상이

89%, 안형의 경우 6 0 %에서 이상소견이 관찰되었으나 전

두근(frontalis), 안륜근(orbicularis oculi)까지 포함하

여 시행하면 전신형의 경우 99%, 안형의 경우 9 7 %까지

의 민감도를 보였다고 한다.1 1 그러나 단섬유 근전도검사

는 특이성( s p e c i f i c i t y )에 있어서는 높지 않는 것이 단점

이며 2 0 ~ 3 0개의 j i t t e r를 검사하는데 2시간 정도 소요되

는 등 시간적 및 경제적인 부담이 되는 검사로서 우리나

라 실정에서 어디까지 시행할 수 있는지는 의문점이다.3 2

S F E M G로 앞서 언급한 j i t t e r를 측정하는 방법에는 약

한 수의적 근수축을 유발한 상태에서 동일한 운동단위에

속해 있는 단일 근섬유 활동전위( S F A P )의 위치의 상대적

변동성을 측정하는 voluntary-activated SFEMG

( v S F E M G )와 신경말단의 축삭을 자극하여 이에 의해 발

생하는 SFAP 위치의 변동 정도를 측정하는 a x o n a l -

stimulated SFEMG(sSFEMG)의 두가지가 있다.

v S F E M G는 현재 대부분의 검사실에서 사용하는 고전적

인 방법이지만 시간이 많이 소모되고 유발되는 통증이 심

하며 약한 근수축의 협조가 되지 않는 상태에서는 검사하

기 힘든 단점이 있다.3 3

v S F E M G와 s S F E M G에서의 j i t t e r는 상당한 그 의미

의 차이가있다.

v S F E M G는 수의적 근수축에 의해 S F A P를 기록하므

로 신경활동전위(nerve action potential)이 전달되는

시점을 알 수 없다. 그러므로 동일한 운동단위에서 유래

되는 S F A P를 동시에 두개 이상 기록해야하며 이들의

M C D로서 j i t t e r가 표현되지만, sSFEMG는 전기자극에

의한 강제적 근섬유 흥분의 방법을 사용하므로써 하나의

S F A P의 기록만으로도 이 전위의 위치변동을 평균하면

해당근육의 M C D를 쉽게구할 수 있다.3 3

이론적으로 v S F E M G에서 측정된 j i t t e r를 각각 종판의

j i t t e r로서 표현하면 다음과 같다.3 4

JittervSFEMG = (jitterE P 1)2 + ( j i t t e rE P 2)2

여기에서 s S F E M G에서는 측정되는 S F A P가 하나인

바, 제1 종판의 j i t t e r ( j i t t e rE P 1)과 제2 종판의 j i t t e r

( j i t t e rE P 2)가 동일하므로 s S F E M G의 j i t t e r는 다음과 같

이 표시될수 있다.3 3

JittersSFEMG = 2 ×j i t t e rE P



Figure 19. SFEMG recordings. During voluntary activation ofextensor digitorum communis muscle, normal jitters are shownin normal subject (left) and markedly abnormal jitter in patientwith MG (right).

이러한 이론은 실제의 측정에서도 대체로 일치함이 증

명된다.3 5

이외에도 s S F E M G는 검사에 소요되는 시간이

v S F E M G에 비해 훨씬 짧다는 장점이 있다. 김 등은 환자

1인 당 평균 1 3 . 5개의 S F A P를 얻는데 3 0분을 초과하지

않아 검사 시간이훨씬 짧음을 증명하였다.3 6 또하나의 장

점으로 자발적 운동이 아닌 전기자극에 의한 검사이므로

협조가 안되거나 근수축이 어려울 정도의 중증 M G에서

도 검사가 가능하다. 그러나 단점으로 j i t t e r의 해석에 신

중해야 하며 v S F E M G에 비해 근섬유 밀도(fiber densi-

ty, FD)의 측정이 용이하지 못하다. sSFEMG에서 얻어

진 5 µs 이하의‘low jitter’는 신경자극이 아닌 근섬유를직접 자극한 것으로 봐야 하므로 jitter 분석에서 제외해

야 하며 비정상적으로 j i t t e r가 증가되어 있거나 b l o c k을

보이는 경우에도 자극강도를 충분히 올려 이러한 현상이

변함없이 재현되는 지를확인해야한다.3 6

결 론

신경-근 전달에 장애가 생겼을 때 나타나는 질환들은

특징적으로 근위약이 때에 따라 변하는 증상의 변동

(fluctuation of symptom)을 갖는다. 이들 신경-근 접

합부 질환은 여러 방법으로 진단하나 그 중 제일 많이 사

용되는 전기생리 검사는 반복신경자극 검사와 단섬유 근

전도이다. MG는 반복신경자극 검사에서 저빈도자극 시,

비정상 감쇠반응을 나타내고 L E M S는 고빈도 자극 시,

비정상 증강반응을 나타낸다. 단섬유 근전도는 비정상

j i t t e r의 존재 시 신경-근 전달에 이상이 있음을 의미하며

반복신경자극 검사보다 M G의 진단 민감도가 높다. 하지

만 이 모든 진단 방법의 결과는 세심한 임상적 관찰 및 신

경학적 진찰 없이는 무의미할 수도 있다. 반드시 임상적

인 충분한 검토를 거친 뒤, 검사를 시행해야 하며 이에 근

거하여 분석하고 판정해야 한다.

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