Motor Innervation of the Trapezius Muscle: The Intraoperative Motor Conduction Study.

Rho, Young Soo; Kim, Jin Hwan; Lim, Young Han; Kim, Chang Hoon; Ahn, Hwoe Young; Park, Dong Sik

Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 49(6); 2006 > Article

Original Article
Head and Neck

Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2006;49(6): 644-647.

Motor Innervation of the Trapezius Muscle: The Intraoperative Motor Conduction Study.

Young Soo Rho, Jin Hwan Kim, Young Han Lim, Chang Hoon Kim, Hwoe Young Ahn, Dong Sik Park

¹Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, Hallym University College of Medicine, Seoul, Korea. ys20805@chol.com
²Department of Rehabilitation Medicine, Hallym University College of Medicine, Seoul, Korea.

수술 중 신경전도검사를 통한 승모근의 운동신경분포 연구

노영수¹ · 김진환¹ · 임영한¹ · 김창훈¹ · 안회영¹ · 박동식²

한림대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실1;재활의학교실2;

주제어: 승모근ㆍ신경전도검사.

ABSTRACT

BACKGROUND AND OBJECTIVES:
In radical neck dissection, sacrifice of the spinal accessory nerve creates a definite deficit of the shoulder function. To demonstrate the presence of motor input from the spinal accessory and the cervical plexus to the trapezius muscle, intra-operative motor nerve conduction study was performed.
SUBJECTS AND METHOD:
Twenty-four patients were studied on completion of the operation. In each patient, the entire length of the spinal accessory nerve, the upper cervical plexus and some cervical plexus branches running to the trapezius were preserved independently. Compound muscle action potentials were measured for each part of the trapezius muscle on stimulation of the spinal accessory, C2, C3 and C4 nerves.
RESULTS:
By stimulating the spinal nerve, evoked responses were obtained from all 24 patients in the upper, middle and lower trapezius. C2 contributions were seen in 2 out of 24 patients, supplying all three parts of the muscle in 0. C3 contributions were seen in 11 out of 24 patients, supplying all three parts of the muscle in 8. C4 contributions were seen in 20 out of 24 patients, supplying all three parts of the muscle in 16.
CONCLUSION:
The spinal accessory nerve provides the most important and consistent motor input and C2, C3 and C4 also provide motor input to the trapezius muscle. But they were not consistently present and did not innervate all three parts of the trapezius muscle. Compared with other studies, it is interesting to note that C4 gives more consistent motor input to the trapezius muscle than other cervical branches.

Keywords: Trapezius muscleㆍNerve conduction study

교신저자：노영수, 134-701 서울 강동구 길동 445 한림대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실
교신저자：전화：(02) 2224-2448 · 전송：(02) 482-2279 · E-mail：ys20805@chol.com

서 론

   두경부암종의 경부림프절 전이시 원발병소의 제거와 함께 시행되는 광범위 경부 청소술은 여러 해부학적 구조물의 절제에 따라 수술 후 여러 후유증을 남기며 특히 척수 부신경(spinal accessory nerve)의 희생에 따른 승모근(trapezius)의 탈신경은 견갑부의 통증, 운동범위의 제한, 그리고 위약 등 일상생활에 많은 지장을 일으키게 된다. 이러한 견갑증후군(Shoulder syndrome)¹⁾을 예방하기 위하여 현재는 척수 부신경을 보존하는 변형적 경부청소술²⁾이나, 내경정맥, 흉쇄 유돌근 등을 보존하는 여러 가지 보존적 경부청소술(conservative neck dissection)의 술기가 소개되고 널리 이용되고 있다.³⁾ 그러나 변형적 경부청소술을 시행하여 승모근에 분포하는 척수 부신경을 보존하였음에도 불구하고 견갑의 기능 장애가 나타나는 경우가 있으며⁴⁾ 또한 수술 후 임상적 견갑의 기능에 개인별 상이한 차이를 보이고 있어 척수 부신경의 보존 외에 다른 요인이 수술 후 견갑기능에 영향을 미치는 것으로 생각된다. 저자들은 각각의 경부청소술 형태에 따른 견갑기능의 장애 정도를 임상적 검사와 전기진단검사(electrodiagnostic study)를 통해 알아보는 연구를 시행한 결과 경부곽청술을 시행한 환자의 80%에서 승모근의 근단위활동전위가 발견되었으며 이에 따라 척수부신경 이외에 승모근의 운동기능을 담당하는 다른 신경의 존재가능성을 보고한 바 있다.⁵⁾
   본 연구는 이에 대한 연장으로 수술 중 신경전도검사(intraoperative nerve conduction study)를 시행하여 승모근에 분포하는 척수 부신경 뿐만 아니라, 경수신경 혹은 경부신경총의 분지가 승모근의 운동신경으로 기능을 하는지를 확인하고, 더 나아가 수술 중 신경전도검사의 결과가 경부청소술 후 견관절의 기능장애 정도를 예측하는데 임상적 중요성을 갖는가를 규명해 보고자 하였다.

대상 및 방법

대 상
   본원 이비인후-두경부외과에서 두경부 악성종양으로 진단되어 원발병소의 제거와 함께 제2형 변형적 경부청소술을 시행받은 환자 중 척수 부신경 및 경수 제2, 3, 4신경분지의 박리가 모두 가능하였으며 수술 중 신경전도검사의 시행이 가능하였던 24명을 대상으로 하였다.

방 법
   척수 부신경과 경수 제2, 3, 4신경분지로부터 승모근으로의 운동신경 분지가 있는가를 확인하기 위해 수술장에서 환자에게 각 신경들을 직접 자극하는 수술 중 신경전도검사를 시행하였다. 이를 위해 기록전극은 모두 수술 전에 부착하였으며 Fahrer 등⁶⁾의 전기진단학적 검사 방법에 따라 활동전극은 표면전극을 이용하며 상부 승모근에서는 제7경추 극돌기의 외측 5 cm 위치에, 중부 승모근에서는 견갑극의 중간부위와 같은 높이의 극돌기와의 중간 위치에, 하부 승모근에서는 견갑골 하극과 평행한 극돌기에서 2 족지 외측에 부착하였으며, 참고전극은 제3흉추의 극돌기에 부착하였고, 접지전극은 견봉에 부착하였다. 경부청소술은 신경전도검사가 시행되어지기 위해서 척수 부신경과 다른 경부신경총, 즉 경부신경총에서 척수 부신경에 분지를 내거나 승모근에 직접 신경지배를 하는 경부신경총의 분지 모두를 박리하여 노출시켰다. 신경전도검사시에는 박리된 신경들을 선택적으로 자극하기 위해 후크모양의 자극기를 사용하였다. 이를 통해 인접한 전도성 있는 체액이나 구조물에 에너지가 전달되지 않는 상태로 박리된 신경들을 분리하여 자극할 수 있었다. 박리된 신경의 자극은 자극지속기간 0.1 msec, 자극강도 20~50 mA의 초최대치자극(supramaximal stimulation)을 하였다. 전기진단 기기는 Viking IV (Nicole Biomedical Ins., WI, U.S.A)를 이용하여 한 번 자극으로 상부, 중부 및 하부 승모근의 복합근활동전위(compound motor action potential)를 동시에 기록할 수 있도록 하였고, 기록전위는 민감도 5 mV, 여과(filter)를 2~10 kHz로 하였고, 복합근활동전위에서 잠시(latency)는 최초의 음향 평향점(initial upward or negative deflection)으로, 진폭(amplitude)은 정점과 정점 사이로 측정하였다.

결     과

대상 환자의 분포 및 특성
   대상 환자의 구성은 남자가 21명, 여자가 3명이였으며 연령은 44~72세로 평균연령은 62세 였다. 원발부위는 성문암 13명, 하인두암 4명, 구강 및 구인두암 4명, 타액선암 2명, 갑상선암 1명이었다. 병리조직학적으로는 편평세포암이 21명, 선암이 2명, 유두암이 1명이었다. 15명에서 양측 경부청소술을 9명에서 편측 경부청소술을 시행하였다.

신경 자극시 유발전위 반응

척수 부신경 자극시 유발전위반응
   척수 부신경을 자극하였을 때 유발된 전위는 상부 승모근에는 24예(100%), 중부 승모근에는 24예(100%), 하부 승모근에는 24예(100%) 모두에서 나타났다(Table 1). 잠시는 상부 승모근에 2.6±0.8 msec, 중부 승모근에 3.1±0.9 msec, 하부 승모근에 5.3±2.6 msec이고, 진폭은 상부 승모근에 2.9±1.2 mV, 중부 승모근에 2.4±1.0 mV, 하부 승모근에 1.6±1.3 mV로 나타났다.

제2경수신경 자극시 유발전위반응
   제2경수신경을 자극하였을 때 유발된 전위는 상부 승모근에는 2예(8%), 중부 승모근에는 1예(4%), 하부 승모근에는 0예(0%)으로 나타났다(Table 2). 잠시는 상부 승모근에 2.7±0.1 msec, 중부 승모근에 3.6±0.3 msec, 진폭은 상부 승모근에 1.3±0.1 mV, 중부 승모근에 1.6±0.3 mV로 나타났다.

제3경수신경 자극시 유발 전위반응
   제3경수신경을 자극하였을 때 유발된 전위는 상부 승모근에는 8예(32%), 중부 승모근에는 11예(46%), 하부 승모근에는 9예(38%)로 나타났다(Table 3). 상부, 중부 및 하부 승모근 모두에 전위를 유발한 경우는 8예(32%)였다. 잠시는 상부 승모근에 2.9±0.6 msec, 중부 승모근에 4.2±0.8 msec, 하부 승모근에 5.2±1.5 msec 이고, 진폭은 상부 승모근에 1.4±0.9 mV, 중부 승모근에 1.5±1.2 mV, 하부 승모근에 1.3±0.9 mV 로 나타났다.

제4경수신경 자극시 유발전위반응
   제4경수신경을 자극하였을 때 유발된 전위는 상부 승모근에는 16예(64%), 중부 승모근에는 20예(83%), 하부 승모근에는 17예(71%)로 나타났다(Table 4). 상부, 중부 및 하부 승모근 모두에 전위를 유발한 경우는 16예(64%)였다. 잠시는 상부 승모근에 2.4±0.7 msec, 중부 승모근에 2.9±0.8 msec, 하부 승모근에 4.8±1.6 msec 이고, 진폭은 상부 승모근에 1.3±1.1 mV, 중부 승모근에 1.4±1.0 mV, 하부 승모근에 1.3±0.9 mV로 나타났다.

고     찰

   1906년 Crile⁷⁾에 의하여 두경부암의 수술적 치료에 처음으로 경부곽청술이 시행된 이래 척수 부신경의 희생에 따른 승모근의 탈신경으로 여러 술 후 후유증이 보고되었는데, 이를 Nahum 등¹⁾이 경부곽청술을 시행한 7명의 환자에서 수술 후 증상을 조사한 뒤 견갑부위의 통증, 견갑외전의 제한, 수동적 운동영역 제한 등을 통합하여 견갑 증후군이라 명명하였다. 이와 같은 증상을 개선하기 위하여 척수 부신경을 보존하기 위한 보존적 경부청소술의 개발과 함께 척수 부신경을 제거한 후 비복신경(sural nerve)과 같은 자가신경 이식 등이 시도되었다.⁸⁾ 그러나 보존적 경부청소술을 통한 척수 부신경의 보존 후에도 견관절의 기능장애의 정도는 다양하게 보고되었다. Leipzing 등⁴⁾의 연구결과에 따르면 변형적 경부청소술을 시행한 28명 중 14명에서 승모근에 분포하는 척수 부신경을 보존하였음에도 견갑부의 동통을 호소하거나 견관절의 기능 장애를 호소하는 경우가 있었으며, 반면 광범위 경부청소술을 시행하여 척수 부신경의 희생시킨 환자의 일부에서 승모근의 기능 장애는 미미함을 보인 경우도 있었다. 이러한 결과가 나타나게된 이유로 Krause 등⁹⁾은 척수 부신경을 보존하는 수술을 시행하였음에도 수술 중 신경의 견인, 광범위한 박리로 인한 혈류차단 및 지혈목적으로 시행되는 전기소작 등에 의하여 척수 부신경에 손상이 가해진 때문으로 설명하였다. 또한 척수 부신경을 희생시키는 광범위 경부청소술을 시행한 일부에서 견갑의 기능이 어느 정도 보존되는 이유는 승모근의 신경분포의 차이에 기인한다고 생각된다. 저자들은 이전의 연구⁵⁾에서 광범위 경부청소술을 시행하여 척수 부신경이 제거된 환자의 80%에서 승모근의 최대 근수축시 운동단위활동전위가 나타나 승모근에 척수 부신경 이외의 운동신경이 분포하며, 임상적으로 상당히 중요하게 작용할 것임을 시사하였다.
   일반적으로 승모근에는 척수 부신경과 경수신경이 분포하며 척수 부신경은 운동신경으로, 경수신경은 감각신경으로 작용한다고 알려져 있다. Brodal¹⁰⁾은 상부 및 중부 승모근에는 주로 척수 부신경이 분포하며 하부 승모근은 주로 제3, 제4경수신경이 분포하고 있다고 하였고 Soo 등¹¹⁾은 승모근에 분포하는 신경의 해부학적 연구에서 하부 승모근에 척수 부신경과 제3, 제4경수신경도 뿐만 아니라 제1 및 제2흉추신경의 분포도 언급하고 있으나, 운동신경인지의 여부는 알려진 바 없다고 하였다. 경수신경의 승모근의 운동신경으로써의 역할에 대한 연구 또한 진행되어 Fahrer 등⁶⁾은 2예에서 경부청소술 시행 중, 제3, 제4경수신경근을 자극하여 이 중 1예에서는 복합근활동전위가 기록되지 않았으나 다른 한 례에서는 척수 부신경을 직접 자극하였을 때와 거의 동일한 복합근활동전위를 얻어 제3, 제4경수신경의 운동신경으로의 역할 가능성을 처음 제시하였으며 Philip 등¹²⁾은 경부청소술을 시행받은 18명의 환자들에서 절제해 낸 신경들을 조직학적인 방법으로 염색하여 경수신경들은 척수 부신경에 분지를 내거나 혹은 승모근에 직접 분지를 내어 운동신경으로 작용함을 밝혔다.
   본 연구는 수술 중 신경전도검사를 통해 척수 부신경과 경수신경이 모두 승모근에 운동신경으로 작용함을 전기생리학적으로 확인하였다. 물론 척수 부신경이 상부, 중부 및 하부 승모근에 대상자 모두에서 가장 일관된 유발전위를 보여 승모근에 가장 중요한 운동신경분지임에는 의심의 여지가 없으나 경수신경 또한 일부에서 승모근에 운동신경으로 작용하며 특히 제3, 4경수신경의 경우 상부, 중부, 하부 승모근 모두에서 1/3이상의 유발전위가 나타나 제3, 4경수신경 일부의 승모근 운동지배를 확인하였다. 제2경수신경의 경우 Weisberger¹³⁾는 경부청소술 시행 중 운동신경활동전위를 기록하여 어떤 경우에 있어 제2경수신경으로부터 운동신경지배 받는 소견을 관찰하였지만 본 연구에서는 제2경수신경은 상부, 중부 승모근의 10% 이하에서만 전위를 유발하고 하부 승모근에서는 전위를 유발하지 않아 운동신경으로의 임상적 의의는 적은 것으로 생각된다.
   한편 지금까지의 연구 결과 제3, 제4경수신경은 주로 하부 승모근에 분포한다고 알려져 왔다.⁹⁾ Soo 등¹⁴⁾은 14명의 환자에서 변형적 경부 청소술을 시행하며 술 중 척수 부신경 및 제3경추신경을 자극하여 전기진단 검사를 시행한 결과 승모근의 주된 운동신경은 척수 부신경이고, 경수신경은 대부분 하부 승모근에서 운동신경으로의 역할을 하며 척수 부신경보다 변이가 많다는 보고를 하였다. 그러나 본 연구에서는 제3, 4경수신경 모두 상부, 중부, 하부의 승모근에서 고르게 유발전위가 관찰되어 제3, 4경수신경들이 주로 하부 승모근에 분포할 것이라는 다른 연구결과와는 다르게 나타났다. 이는 척수 부신경을 보존하였지만 견갑 증후군을 보이는 환자에서 주로 호소하는 견관절의 외전 장애는 상부, 중부 승모근의 운동장애 때문이며 제3, 4경수신경의 희생에 따른 결과 일 것이라는 추정을 가능하게 한다. 본 연구결과로 제3, 제4경수신경이 상부, 중부 및 하부 승모근에 고루 분포하기 때문에 척수 부신경을 보존하였다 하더라도 이들 경수신경의 손상에 의해 견갑 증후군의 주요 증상들이 나타나게 되는 이유를 설명할 수 있다고 본다. 또한 수술 후 발생하는 견갑 증후군의 발생빈도를 줄이기 위해서는 척수 부신경뿐 아니라 가능한 경수신경들도 보존되어야 함을 의미한다.

결     론

   본 연구는 승모근의 운동신경지배에 대해서 척수 부신경이 승모근에 가장 중요한 운동신경분지이며, 제3, 4경수신경들도 중요한 운동신경분포를 한다는 것을 전기생리학적검사를 통해 확인하였다. 따라서 견갑증후군을 최소한으로 감소시키기 위해서는 수술 중에 척수 부신경뿐 아니라, 경수신경 혹은 경부신경총을 가능한 보존하는 것이 필요하다.

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