신경전도검사(NCV) 시 영향을 미칠 수 있는 생리적 요인

신경 전도 검사에 영향을 미칠 수 있는 요인들은 여러가지가 있기 때문에 검사자는 항상 주의해야 합니다.

오늘은 생리학적 요인들을 살펴보도록 하겠습니다.

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1. Gender

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아직 연구가 많이된 바는 없지만, 여성에서 정중신경(Median nerve)와 척골신경(Ulnar nerve) 에 대하여 antidromic한 신경전도검사를 진행하였을때, amplitude가 증가하는 소견을 볼 수 있었습니다.

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또한 상지와 하지 모두에서 Velocity도 증가하는 소견을 보였는데, 이러한 이유는 팔 다리의 길이, 키, 손가락 둘레의 차이 때문임을 알 수 있습니다.

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2. Aging

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비복신경(Sural nerve)는 3세까지 신경섬유가 급격하게 자라게 되고, 3살이 되면 거의 성인의 것과 비슷한 정도로 커진다고 합니다. 신경섬유의 밀도가 가장 높을때는 21~30살 사이인데, 이때는 밀리미터제곱당 6480개의 fiber가 존재하는것을 확인할 수 있습니다.

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이렇게 큰 신경섬유는 60세 이후로는 표재성 감각신경에 혈류를 공급헤주는 아주 미세한 혈관인 vasa nervorum 혈관의 협착(stenosis)가 발생하면서 절반정도만 살아남는 것을 확인할 수 있습니다.

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이 중 흥미로운 것은 Ranvier 결절과 myelinated fiber의 지름과의 관계입니다.

65세 미만에서는 지름과 Node 사이의 길이 (Internodal length) 가 다소 선형적(Linear)인 관계를 보이게 되는데, 65세 이상의 경우 이런 관계성이 다소 약해지는것을 확인할 수 있습니다.

이는 Demyelination 과 Remyelination의 반복으로 길이가 짧아지는 경향을 보이기 때문입니다.

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조직학적으로 65세 이상이 되면, 신경섬유의 크기가 variation이 커지고, hyaline과 granular degeneration이 발생하며, 근육 횡문이 감소하고 핵이 농축되어 뭉쳐있는 소견이 증가하며, 지방과 connective tissue가 증가하는 소견을 볼 수 있습니다.

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- 감각신경 (Sensory nerve conduction study)

1. 속도는 10살 전후로 1~2m/s씩 감소하는 소견을 보입니다.

2. Duration은 40~60세에서 10~15% 감소하고, 70~88세에서 20% 감소하는 소견을 보입니다.

3. Amplitude는 40~60세에서 1/2, 70~88세에서 1/3이 되는 소견을 보입니다.

4. Distal sensory latency가 증가합니다.

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- 운동신경 (Motor nerve conduction study)

전반적으로 감각신경과 비슷한 변화를 가지게 됩니다.

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신생아에서는 속도가 성인의 1/2정도 되며, 3~5세에 최대값을 가지게 됩니다

50세 이상이 되는경우 10년마다 속도가 1~2m/s씩 감소하는 소견을 보이며, Distal latency가 증가하며 amplitude가 감소합니다.

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3. Digit circumference

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손가락의 지름과 amplitude 관계는 음의 선형적 관계 (Negative linear correlation) 을 가지는 것이 밝혀져있습니다. Distance가 증가할수록 amplitude 가 감소합니다.

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4. Height

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키가 클수록 신경전도 속도는 감소하는것으로 밝혀져있습니다. 해당 기전에 대해서는 저명하게 밝혀진 것은 없으나, 흥미로운 가설은 Proximal nerve가 Distal nerve에 비해 약 10~20% 빠르고 차이가 있는것이 알려져있는데 이는 속도가 axon diameter에 비례하기 때문입니다.

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만약 일정한 거리에서 Axon diameter 가 비례해서 감소한다고 가정하면, 키가 큰 사람은 키가 작은 사람에 비해 Axonal diameter가 말단에서 더욱 작을 것이고, 이는 velocity 가 감소하는 것을 증명해줄 수 있겠습니다.

 

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5. Temperature

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온도는 신경전도검사에서 가장 큰 영향을 미치는 변수입니다. 온도가 낮아지게 된다면 활동전위 (Action potential)을 유발시키기 위한 전류의 양이 많아집니다. 즉, 신경 흥분성(Neural excitability) 가 감소하는 것을 확인할 수 있는데 이러한 현상은 Ranvier's node에서 action potential 을 일으키는 메커니즘에 직접적인 온도 영향을 발생하게 됩니다.

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Action potential의 형태는 온도가 낮아지면 영향을 받게 되는데, 온도가 내려가면 Action potential의 amplitude는 증가하고, Rise time 과 fall itme 모두 증가하는 소견을 보입니다. Duration 과 spike height가 증가하기 때문에 Action potential 이 차지하는 영역은 dramatic 하게 증가하는 모습을 볼 수 있습니다.

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온도가 낮아지게 되면 다양한 fiber의 diameter에서 영향을 미치게 되는데 신경전도 속도도 감소하게 되는 양상을 볼 수 있습니다. 7~8도가 낮아지면 신경전도가 실패하게 되고, 8~10도가 낮아지면 정상에 비해 신경전도속도가 1~2% 감소할 수 있습니다.

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신경 흥분성에 따르면 절대적 불응기 (Absolute refractory period)와 상대적 불응기 (Relative refractory period)가 존재합니다. 절대적 불응기는 Action potential 뒤에 이르는 아주 짧은 기간으로 아무리 큰 자극이 와도 신경이 흥분되지 않고, 이후에 이어지는 상대적 불응기에서는 정상적으로 요구되는 큰 자극에만 활동 전위가 발생하게 됩니다.

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만약 온도가 낮아지게 된다면 이러한 절대적 불응기 기간을 바꾸게 되고, 이는 Sodium cahnnel inactivation prolongation 으로 인한 현상입니다.

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정중신경에서 온도가 34도에서 20도로 낮아지면 절대적 불응기가 1.8ms에서 5.5ms로 증가하며

척골신경에서 온도가 35도에서 20도로 낮아지면 절대적 불응기가 0.54ms에서 3.07ms로 증가합니다.

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감각신경 검사를 진행할때는 Regional cooling과 Local cooling에 대하여 알아야겠습니다.

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Local cooling

: Decreasing temperature of the nerve only about the E-1 recording electrode site

오직 Active electrode에 대한 것과 recording electrode의 region 안에서 정형화된 거리의 nerve의 온도를 낮추는 것을 말합니다.

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이렇게 증가된 SNAP의 amplitude, negative peak duration, peak rise and fall time은 Delayed sodium inactivation으로 인하여 single fiber level에서 일어나는 합성의 변화를 반영하게 됩니다.

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이러한 생리학적 변화의 net effect는 slower conduction fiber 보다는 fastest conducting fiber를 느리게하는 효과가 있는데 따라서 temporal synchronicity가 증가되어 amplitude가 증가하는 소견을 보인다고 합니다.

또한, 교과서에서는 표면 온도에따라 속도의 예측 값을 구하는 공식이 있는데.. 그냥 검사할때 따뜻하게 데우고 검사를 진행합시다.. ㅋㅋㅋ

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Regional cooling

: conduction이 측정되는 Nerve segment의 regional cooling의 response는 prolongation 과 amplitude가 warm limb와 비교해서 약간 감소되거나 거의 변화가 없습니다.

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이는 온도가 내려가도 E1 recording site는 큰 관여를 하지 않는다는 것을 말합니다.

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신경전도검사를 정확하게 하기위해선 해당것들을 주의하여 진행해야겠습니다.

검사 전 손, 발을 꼭꼭 따뜻하게 하고 진행하는것이 중요하겠습니다.