서     론

   만후두근전도는 후두의 근신경이상 질환을 진단하고 예후를 판단하며 치료적 목적에 이용되는 매우 유용한 검사방법이다. 일반적으로 후두근전도는 성대마비 환자에서 진단과 병태생리를 이해하는데 이용되며 또한 성대마비의 감별진단과 치료에도 이용되고 있다. 즉 성대마비의 원인이 말초신경이상이나 기계적인 성대운동성제한인지를 구분하는데 매우 도움이 된다. 흔히 근긴장성발성장애와 후두운동조절장애 또는 연하장애의 진단과 신경생리학적 이상을 확인하고 이들의 치료적 목적으로도 이용되고 있다. 특히 진단적 목적으로 후두근전도는 신경병증(neuropathy), 앞뿔세포질환(anterior horn cell disease), 뇌줄기병변(brain stem lesions), 근육병증(myopathy) 그리고 근신경전도장애(neuromuscular transmission disorder)의 감별진단에 매우 유용하다. 그러나 다양한 질환의 진단과 병태분석과 치료에도 이용되는 후두근전도가 아직은 기술적인 어려움과 결과 분석에 대한 어려움으로 인하여 많이 보급되어 시행되지 못하고 있는 실정이다. 그러므로 후두근전도에 대한 정확한 이해와 술기 및 방법에 대한 실습을 통한 습득만이 정확한 진단적 가치를 갖을 수 있으리라 생각된다.

근신경생리의 기초

   후두의 신경생리학적 진단방법으로 후두근전도를 시행하는 것은 근조직 신경생리에 대한 많은 지식을 요구한다. 세포외 전기파동의 양상과 관련된 근작용에서 활동전위가 나오는 것은 후두근전도를 정상과 비정상을 이해하는데 필요한 가장 기본적인 지식에 속한다. 한개의 근섬유의 파형생성을 이해해야만 정상자발 혹은 유발전위와 단근섬유에서 유발되는 병적 전기활동을 적절히 해석할 수 있게 되어 정확한 진단과 예후와 치료계획을 수립할 수 있게 된다.
   모든 살아있는 세포는 세포내 지역에 음전위로서 세포외공간과 비교했을 때 휴지기막전위(resting membrane potential, 일반적 근육에서 -80 mV)라는 특이한 특징을 갖고 있다. 모든 세포는 양성포타슘이온(cations)과 음단백이온(anions)의 높은 농도를 함유하고 있다. 휴지기에서는 반투과성막을 통해 세포내 포타슘이온이 세포밖으로 나와, 높은 세포내 농도에서 낮은 세포외 농도로 이동하게 된다. 휴지기막전위는 상대적으로 반투과성 양성 소디움 이온(Na+)에 의해서도 영향을 받는다.¹⁾ 이러한 이온의 이동은 소디움-포타슘 펌프에 의해서 조절되며 휴지기 막전위를 일정하게 유지하는데 필요하다. 근육세포에서는 전기적 작용에 위해 수축과 같은 유발자가전파 활동전위(induced self-propagating action potential)를 만드는 흥분조직으로 되어있다.¹⁾
   운동단위전위(Motor Unit Potentials, MUP)은 근육의 기본적인 신경생리적 구성부분으로, 단일운동단위를 만드는 근섬유로 부터 유발된 모든 단근육섬유전위의 일시적이고 혼합된 전위를 나타내게 된다. 그러므로 근단위란 근육에 분포하는 신경안에 존재하는 개개의 신경축삭을 의미하게 된다.²⁾ 한개의 단위에 분포하는 여러개의 신경섬유는 후두근 안에서 적게 분포하므로 운동단위전위는 상대적으로 작게 나타나게 된다. 후두근에 직접 전극을 삽입하여 측정한 운동단위전위의 범위는 일반적으로 224에서 358 uV정도의 범위를 갖는다. 평균 지속시간은 윤상갑상근에서는 5.3 msec, 갑상피열근에서는 3.5 msec를 나타낸다. 이들 전위에 대한 최대유발전위는 목을 힘을 주면서 성대를 닫거나 기침시에 나타나게 된다.³⁾
   다양한 원인에 의해서 운동단위전위는 변하게 된다. 근육의 크기, 환자의 나이 및 환자의 전활동 등 예상되는 많은 것들이 변화시킬 수 있다. 체온 또한 하나의 요인으로서 체온이 상승하면 다상활동전위(polyphasic potential)의 숫자가 증가하게 된다.

근전도전극의 선택

   근전도를 위해 사용되는 전극은 침습범위에 따라 크게 2종류가 있다. 표면전극은 후두외근의 근전위를 측정하는데 이용되며, 윤상연골이나 갑상연골위에 부착하여 띠근육(strap muscle)중 복장목뿔근(sternohyoid muscle)과 방패목뿔근(Thyrohyoid muscle)의 근전위를 측정할 수 있다. 보통 이들 근육은 말을 할 때는 활동전위가 없으나 연하작용과 머리를 움직일 때 활성화된다.
   내재침전극(indwelling needle electrode)은 후두내근의 근전위를 측정하는데 사용된다. 내재침전극은 서로 다른 4종류의 유형이 있으며 각기 다른 특성을 갖으며 근육의 종류와 측정하고자 하는 부위에 따라서 다른 종류의 전극을 선택하게 된다(Table 1).
   4개의 전극중 단전극(monopolar electrode)에 의해 가장 넓은 근 부위의 전위가 기록되며, 갈고리전극(hooked wire), 동심전극(concentric), 양극전극(bipolar) 순으로 측정부위가 좁아지게 된다. 갈고리전극을 제외한 나머지 3개의 전극은 쉽게 후두근육에 다시 위치시킬 수 있고 다른 근육부위를 측정할 수 있다는 장점이 있으나 후두근 운동에 의해서 쉽게 삽입된 위치가 변할수 있다는 단점이 있다. 그러므로 후두근 운동단위를 측정하거나, 특정근육에 신경이 분포되어 있는지를 확인하거나, 특정운동작업에 활성화되는 근육구획(muscel compartment)을 측정할 경우에는 근전위에 민감한 동심전극이나 양극전극을 이용하는 것이 가장 좋다.
   신경손상 후에 신경재분포를 측정하는데는 양극전극이 동심전극보다는 좀더 정확히 측정 가능하다. 이것은 동심전극은 바늘전극의 바깥테에 양전극이 위치하고 바늘 중앙에 음전극이 위치하지만 양극전극은 바늘의 안에 음전극과 양전극이 모두 위치하게 되므로 두 양음전극사이의 거리가 짧아 가장 미세한 운동단위를 측정할 수 있기 때문이다.⁴⁾
   탈신경전위(denervation potential)을 측정하기 위해서는 근단위 측정이 정량화되야 한다. 정상 근단위활동전위의 정량화를 위해서는 근운동단위의 진폭과 지속시간을 검사하여 각각의 특징을 측정해야 한다(Fig. 2) 이를 위해서는 정상근단위활동전위의 동원현상(MUAP recruitment)을 측정하여 계측가능하다(Fig. 3). 근운동단위 특징을 분석하는 것은 5000 Hz에서 얻어진 신호를 사용하는 것이 가장 좋은 파형을 얻을 수 있다. 세동전위(fibrillation potential)나 양성예파(positive sharp wave)의 경우 탈신경전위를 나타내는 대표적인 파형으로서 정상근단위 보다 더 작은 진폭과 지속시간을 나타낸다. 이들 탈신경전위를 측정할 경우 동심전극이 좀더 정확하고 용이하게 이용된다.

전극위치의 확인

   후두근전도의 가장 어려움점의 하나는 전극이 정확히 원하는 근육에 위치하고 있는 것을 확인하는 방법이다. 특히 연축성발성장애 환자에서 보톡스를 주입해야 할 경우와 성대마비나 연하장애 환자에서 정확히 후두근육을 검사해야할 경우 전극의 위치를 확인하는 것은 매우 중요하다. 후두근육 각각에 대한 전극위치를 검증하기 위해 전극삽입 후 시행하는 환자운동몸짓은 Table 2에 기술하였다. 후두 띠근육(strap muscle)과 윤상갑상근의 감별은 어려운 것중에 하나이나 윤상갑상근의 경우 고개를 들때 활동전위가 보이지 않고 낮은 음조에서 높은 음조로 목소리를 변화시킬 때 높은 음조에서만 활동전위가 보이는 것이 윤상갑상근에 정확히 삽입된 것을 의미한다.⁵⁾

전극삽입 방법

   후두근전도를 시행할 때 환자의 자세는 누운자세로 환자 어깨에 얇은 베개를 넣고 고개를 뒤로 약간 젖힌 자세를 취한다. 갑상연골과 윤상연골을 촉지하여 위치를 파악한 후 윤상갑상막에 펜으로 표시를 해 놓는다. 국소마취제는 사용할 필요는 없으며, 특히 윤상갑상근 검사를 시행할 경우 국소마취제에 의한 근전위의 변화를 초래할 수 있으므로 시행하지 않는다. 접지전극(ground electrode)은 흉골바로 위에 위치시키며 기준전극(reference electrode)은 깨물근(교근, masseter muscle) 위에 위치시킨다. 미주신경지배를 확인하기 위해서 갑상피열근과 윤상갑상근을 검사한다. 근전도의 측정은 근활동에 따른 전위를 측정하는 것이므로 먼저 안정상태에서 자발전위와 발성과 연하시의 활동전위를 측정하게 된다.
   윤상갑상근의 검사는 먼저 37 mm 동심전극을 이용하며, 윤상연골의 융기부를 확인한 후 정중부위의 1 cm 외측 피부의 윤상연골 상연에서 전극을 삽입하여 갑상연골의 하연을 향해 약간 외측으로 근 전도기기의 오실로스코프와 스피커에서 나오는 소리를 확인하면서 전극을 진행시킨다. 예각파형과 세동전위 모양의 삽입전위(insertional potential)가 확인되면 진행을 멈춘 후 환자의 고개를 들어 올리게 하여 띠근육에 삽입되지 않았음을 확인한 후 환자로 하여금 낮은 음조에서 높은 음조로 내게하여 높은 음조에서 활동전위가 보이는 것을 확인한 후 근단위전위를 측정하게 된다.
   갑상피열근의 검사는 동일한 전극을 사용하여, 윤상갑상막의 정중부위에서 검사하고자 하는 쪽으로 약 1 cm 정도 외측에서 삽입하여 윤상연골 하연과 평행한 가상의 선에 대해 남자의 경우 약 45°각도, 여자의 경우 약 30°각도로 전극을 똑바로 진행하여 근단위전위의 돌발파(burst)가 나타날 때까지 진행시킨다. 만일 처음에만 돌발파가 나타나고 없어지거나 흡기시에만 나타날 경우 외측윤상피열근에 삽입된 경우이다. 갑상피열근에 정확히 삽입된 경우 발성시 특히 지속적인 모음 발성시에 돌발파가 나타나게 되며, 발살바법(valsalva maneuver)시에 근운동단위 활동이 지속적으로 나타나게 된다.
   전극삽입시 바로 나타나는 삽입전위의 특징으로 근육의 손상정도를 확인할 수 있다. 근손상시에 나타나는 근단위활동전위의 돌발파는 짧게 나타나며, 근육긴장방전(myotonic discharge) 이나 가근육긴장방전(pseudomyotonic discharge)과 같은 비정상적 파형을 보일 경우 특히 진단학적 가치가 있다.
   후윤상피열근의 근전도를 위한 전극삽입방법은 다양한 방법이 사용되고 있다. 만일 젊은사람의 경우 특히 여성의 경우는 갑상연골과 윤상연골의 석회화가 아직 진행되지 않은 경우 직접 삽입하는 방법으로, 윤상갑상막의 정중앙부위에서 피부에 수직으로 약간 위쪽을 향하여 삽입하여 윤상연골 후면에 도착할 때까지 진행시킨 후 환자로 하여금 깊은 숨을 들이쉬거나 코로 빠르게 숨을 들이쉴 때 활동전위의 돌발파를 관측하여 후윤상피열근에 도달하였음을 알 수있다.
   또 다른 방법으로 갑상연골의 후연골판(posterior lamina)를 잡고 검사자의 반대 방향으로 돌려서 후연골판의 뒤쪽으로 윤상연골부리(cricoid rostrum)에 닿을 때까지 전극을 삽입한 후 약간 뒤로 뺀 후 환자에게 코로 빠르게 숨을 들이쉬거나 깊은 숨을 쉬게하여 활동전위를 확인한다.
   또다른 방법으로 비침습적 방법인 표면양극전극을 이용하는 방법으로 5F 영양관(feeding tube)에 2개의 다중코팅전극이 포함된 관을 코를 통하여 하인두에 삽입후 후윤상피열근에 위치시켜 측정하는 방법이 있으며,⁶⁾ 또한 식도내시경이나 후두원시경(laryngeal telescope)을 이용하여 후두전극을 특수한 전극삽입겸자를 이용하여 직접 삽입하는 방법이 이용되기도 한다.⁷⁾

비정상 자발 전위

삽입전위(Fig. 3)
   삽입전위는 전극이 최초로 근육에 삽입시 근육을 탈분극시켜 발생하는 전기적 신호로서 근육조직이 섬유화되어 있는 경우 삽입전위의 활성도가 감소하게 되고, 지속적인 마비로 인하여 근육조직의 대사성 및 전해질성 근육이 탈신경(denervation)된 경우, 단일근섬유의 자발 탈분극에 의해 나타나는 근전위로서, 근육섬유의 휴지기막전위가 정상값인 -80 mV에서 -60 mV로 적은 음준위에 머물기 시작하기 때문에 나타나게 된다.⁸⁾ 파형은 보통은 규칙적으로 나타나나 다소 불규칙적인 면이 있다. 세동전위 수는 체온, 근허혈, d-tubocurarine 주입시에 감소하게 된다.⁹⁾ 근전도시 소리는 마치 양철지붕위에 빗물이 떨어지는 것과 같은 특이한 소리를 만들어 낸다.
   염증성 근육병증(inflammatory myopathy), 근막염, 과칼륨성주기성근마비와 같은 근육이상과 앞뿔세포장애, 신경근병증(radiculopathies), 말초신경병증(peripheral neuropathy), 상운동신경장애(upper motor neuron disorders)와 같은 신경성장애와 중증근무력증과 보툴리눔독소증과 같은 신경근육이음부 장애시에 나타나게 된다.

세동전위(Fig. 4)
   근육이 탈신경(denervation)된 경우 단일근섬유의 자발 탈분극에 의해 나타나는 근전위로서, 근육섬유의 휴지기막전위가 정상값인 -80 mV에서 -60 mV로 적은 음준위에 머물기 시작하기 때문에 나타나게 된다.⁸⁾ 파형은 보통은 규칙적으로 나타나나 다소 불규칙적인 면이 있다. 세동전위 수는 체온, 근허혈, d-tubocurarine 주입시에 감소하게 된다.⁹⁾ 근전도시 소리는 삽입전위와 동일하게 양철지붕위에 빗물이 떨어지는 것과 같은 소리를 만들어 낸다.
   염증성 근육병증(inflammatory myopathy), 근막염, 과칼륨성주기성근마비와 같은 근육이상과 앞뿔세포장애, 신경근병증(radiculopathies), 말초신경병증(peripheral neuropathy), 상운동신경장애(upper motor neuron disorders)와 같은 신경성장애와 중증근무력증과 보툴리눔독소증과 같은 신경근육이음부 장애시에 나타나게 된다.

양성예파(Positive sharp wave, Fig. 5)
   양성예파라는 명칭은 모양에서 나온 단어다. 특이하게 이 자발전위는 초기 양성위상(positive phase)를 갖은 다음 다시 기저선에 돌아오는 단상활동전위(monophasic action potential)를 나타내거나 조금 음성쪽으로 편향되는 이상활동전위(biphasic action potential)을 나타낸다. 근전도 검사시 소리는 둔탁한 충격음과 같은 소리가 나며, 세동전위와 동일한 임상적 의의를 갖는다.²⁾ 양성예파는 신경지배가 손상된 근육에서 세동전위보다 먼저 출현하게 되며, 순수한 말이집탈락질환(demyelinating disease)인 경우 양성예파는 출현하나 세동전위는 관찰되지 않는다.⁸⁾

복합반복방전(Complex repeatitive discharge, Fig. 6)
   복합반복방전은 이전에 진기한 고주파수방전(bizarre high-frequency discharge)라 불리웠던 자발활동전위의 그룹파형을 말한다. 일반적으로 이 전위는 내재침 근전도시에만 관찰되는 것으로서 규칙적으로 반복되는 단일 혹은 복합극파양상(complex spike pattern)의 지속적인 전위 모양을 나타낸다. 이 전위의 소리는 매우 특징적으로 공회전하는 오토바이나 중장비가 돌아가는 소리를 낸다. 복합반복방전은 시작과 끝나는 것이 돌발적으로 일어나는 것이 가장 큰 특징이며, 종종 세동전위와 동반되어 다양한 질환에서 나타난다. 근막염, 점액부종, Schwartz-Jampel증후군과 같은 근육병증과 회색질척수염(poliomyelitis), 척수근위축, 근육위축가쪽경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 유전성신경병증, 만성신경병증, 일부 연축성발성장애에서 관찰되기도 하며 정상인 이두박근에서도 관찰되기도 한다.¹⁰⁾

다상활동전위(Polyphasic action potential, Fig. 7A and B)
   신경손상으로 인한 근육의 탈신경 후에 신경재배치가 일어날 경우 발생하는 활동전위로서 전위파형이 기저선을 4번이상 지나가는 특징을 갖는다.³⁾¹¹⁾ 특징적으로 종이가 구겨지는 듯한 소리를 내며 신경재배치의 정도에 따라 기저선을 지나는 횟수와 진폭이 변하게 된다. 신경손상후 일정시간이 지나 신경재배치가 시작되어 거의 회복될 수록 진폭은 증가하고 기저선을 지나는 횟수는 증가하게 된다(Fig. 7B) 연축성발성장애에서 보톡스 주입후 음성개선이 이루어 진 환자의 근전도에서도 흔히 관찰된다.

후두근전도의 진단적 유용성

   후두근전도는 다양한 후두질환에서 이용가능하다. 상후두신경마비와 회귀후두신경마비의 감별에 이용되며, 성대마비의 원인을 밝혀내고, 성대마비의 예후예측, 연축성발성장애의 진단, 근육병증과 신경병증의 진단, 흡인환자의 원인규명과 병인분석, 근신경이상으로 인한 비특이성후두질환의 진단에 매우 유용하게 사용될 수 있으며, 보톡스주입과 성대보형물 주입과 같은 후두이상의 치료적 방법으로도 이용된다.

결     론

   후두근전도는 후두의 중추성 및 말초성 근신경장애의 동적 생리적 상태를 검사하는데 매우 강력한 검사 방법으로서 근신경이상을 초래하는 거의 모든 후두질환에서 정확하게 진단할 수 있는 전기진단적 검사방법이며, 단지 진단적 목적으로만 사용되는 것이 아니라 근신경에 영향을 미치는 병태생리적 과정에 대한 이해를 넓히고 질환의 병인을 밝혀내는데 큰 도움이 된다. 또한 후두질환의 치료적인 면에서도 다양하게 이용될 수 있다.

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