신경전도속도

Nerve conduction velocity

신경전도 속도(CV)는 신경전도 연구의 중요한 측면이다. 그것은 전기 화학적 충동이 신경 경로로 전파되는 속도다. 전도 속도는 나이, 성별, 그리고 다양한 의학적 조건을 포함하는 광범위한 요인에 의해 영향을 받는다. 연구는 다양한 신경병, 특히 이러한 조건들이 전도 속도를 감소시키거나 존재하지 않게 하기 때문에 탈모성 질환에 대한 더 나은 진단을 가능하게 한다.

염분 전도

정상 전도 속도

궁극적으로 전도 속도는 각 개인에게 특정되며 축의 직경과 축이 골광되는 정도에 크게 의존하지만, '정상' 개인의 대다수는 정의된 범위에 속한다.[1]

신경 임펄스는 전기장이 빛의 속도의 50~99%의 속도로 전파될 수 있는 전기 속도에 비해 극히 느리지만, 혈류 속도에 비해서는 매우 빠른데, 일부 골수성 뉴런은 120m/s(432km/h 또는 275mph)의 속도로 전도된다.

모터섬유종류
유형 얼랑거-가세르
분류		 지름 미엘린 전도 속도 연관근섬유
α Aα 13~20μm 네 80–120 m/s 과외근섬유
γ Aγ 5~8μm 네 4–24 m/s [2][3] 폐경내근섬유

다른 감각 수용체는 다른 종류의 신경 섬유에 의해 내향적으로 작용한다. 자가수용체는 Ia형, Ib형, II형 감각섬유, II형, III형 감각섬유에 의한 기계수용체, II형 및 II형 감각섬유에 의한 nociceptor 및 Thermoreceptors에 의해 내측화된다.

감각섬유종류
유형 얼랑거-가세르
분류		 지름 미엘린 전도 속도 관련 감각수용체
이아 Aα 13~20μm 네 80–120 m/s[4] 자기감각에 대한 책임감
IB Aα 13~20μm 네 80–120 m/s 골지 힘줄 기관
II 아β 6-12μm 네 33-75m/s 근축 2차 수용체
모든 피하 기계수용체
III. Δ 1~5μm 얇다 초속 3~30m 촉각 및 압력의 자유신경종말
네오스피노탈라믹관 nociceptors of neospinotalamic trace
냉온열감응기
IV C 0.2–1.5μm 아니요. 0.5–2.0m/s 엷은 고관절의 nociceptors
온열수용체
자율효소섬유종류
유형 얼랑거-가세르
분류		 지름 미엘린 전도 속도
전갱이 섬유 B 1~5μm 네 3–15 m/s
후광섬유 C 0.2–1.5μm 아니요. 0.5–2.0m/s
주변 신경
신경 전도 속도[5][6]
중위수 감각 45-70m/s
중앙분리대 모터 초속 49-64m
울나르 감각 48–74m/s
울나르 모터 49 m/s 이상
페로네알 모터 44 m/s 이상
티비알 모터 41 m/s 이상
수랄 감각 46–64 m/s

다리의 말초 신경에서 정상적인 임펄스는 40–45 m/s, 팔의 말초 신경에서는 50–65 m/s로 이동한다.[7] 일반적으로, 특정 신경에 대한 정상적인 전도 속도는 50~60m/s가 될 것이다.[8]

시험방법

Calculation of NCV

신경전도 연구

신경전도속도는 신경전도연구(NCS)에서 흔히 행해지는 많은 측정치 중 하나에 불과하다. 이러한 연구의 목적은 신경 손상이 있는지 여부와 그 손상이 얼마나 심한지를 알아내는 것이다.

신경전도 연구는 다음과 같이 수행된다.[8]

  • 두 개의 전극이 실험 중인 신경 위에 피실험자의 피부에 부착되어 있다.
  • 전기 충격은 하나의 전극을 통해 전달되어 신경을 자극한다.
  • 두 번째 전극은 자극의 결과로 신경을 통해 전달된 충동을 기록한다.
  • 첫 번째 전극으로부터의 자극과 다운스트림 전극에 의한 픽업 사이의 시간 차이를 지연이라고 한다. 신경전도 지연은 일반적으로 밀리초 단위로 나타난다.

전도 속도 자체는 직접 측정하지 않지만 NCS 측정에서 전도 속도를 계산하는 것은 사소한 일이다. 자극 전극과 수신 전극 사이의 거리는 임펄스 지연 시간으로 나누어 전도 속도를 낸다. NCV = 전도 거리 / (최소 지연 시간-이상 지연 시간)

Needle EMG는 연결신경을 통해 전달되는 자극에 반응하여 근육이 제대로 기능하고 있는지를 감지하는 데 도움이 되기 때문에 다른 NCS 시술과 동시에 피험자에게도 여러 번 시행된다.[8] EMG는 종종 임상 증거를 보기 전에 운동 뉴런 관여의 확인으로 이어지기 때문에 운동 뉴런 질환의 전기 진단에서 가장 중요한 요소다.[9]

현미경 처리된 3D 전극 어레이

일반적으로 EMG에 사용되는 전극은 얇은 젤/페이스트 층 위에 피부에 부착된다.[8] 이것은 전극과 피부 사이의 전도를 더 좋게 한다. 그러나 이러한 전극이 피부를 관통하지 않기 때문에 판독에 잘못된 판독, 높은 소음 수준, 낮은 공간 분해능을 초래하는 장애물이 있다.[10]

이러한 문제를 해결하기 위해 3차원 전극 배열과 같은 새로운 장치가 개발되고 있다. 이들은 피부 바깥층을 관통할 수 있는 금속 마이크로 타우어의 배열로 구성되어 임피던스를 감소시키는 MEMS 장치들이다.[10]

기존의 습식 전극과 비교했을 때 다중 전극 어레이는 다음을 제공한다.[10]

  • 전극은 표준 습식 표면 전극의 약 1/10 크기
  • 거의 모든 크기의 영역을 커버할 수 있도록 전극 배열을 만들고 크기를 조정할 수 있음
  • 임피던스 감소
  • 신호 출력 향상
  • 더 높은 진폭 신호
  • 더 나은 실시간 신경 충동 추적 허용

전도 속도 편차의 원인

인체측정학 및 기타 개별화된 요인

기준 신경전도 측정은 개인의 나이, 성별, 국소 온도, 그리고 손 크기, 키와 같은 다른 인체측정학적 요인에 의존하기 때문에 모든 사람에게 다르다.[5][11] 비정상적인 신경전도 연구 결과를 확인하는 데 도움이 되도록 신경전도 측정의 정상 값에 대한 이러한 다양한 요인의 영향을 이해하는 것이 중요하다. 개인의 인체측정학적 특성의 맥락에서 정상값을 예측하는 능력은 전기 진단 절차의 민감도와 특수성을 증가시킨다.[5]

나이

전도 속도에 대한 정상적인 '성인' 값은 일반적으로 4세까지 도달한다. 신생아와 유아의 전도 속도는 성인 값의 절반 정도인 경향이 있다.[1]

건강한 성인을 대상으로 수행된 신경전도 연구는 나이가 중위, 울나르, 수랄 신경의 감각 진폭 측정과 부정적으로 연관되어 있음을 밝혀냈다. 또한 연령과 전도의 속도 및 지연 사이의 부정적인 연관성이 Medium 감각, Medium motor, Ulnar 감각 신경에서 발견되었다. 그러나 수랄신경의 전도속도는 나이와 관련이 없다. 일반적으로 상지의 전도 속도는 10세마다 약 1m/s씩 감소한다.[5]

섹스

수근신경전도 진폭은 암컷이 수컷보다 현저하게 작고, 암컷이 임펄스의 지연 시간이 길기 때문에 전도의 속도가 느리다.[5]

다른 신경들은 어떠한 성 편견을 보이는 것으로 보여지지 않았다.[citation needed]

온도

일반적으로 대부분의 운동 신경과 감각 신경의 전도 속도는 체온과 양적이고 선형적으로 연관된다([1]저온 신경 전도 속도가 느리고 온도가 높을수록 전도 속도가 증가한다).

수르알 신경의 전도 속도는 특히 신경의 국부 온도와 강한 상관관계를 보이는 것 같다.[5]

높이

중위 감각 신경과 울나 감각 신경의 전도 속도는 모두 개인의 키와 부정적으로 관련이 있는데, 이것은 대부분의 성인 모집단 중에서 개인의 손목과 손가락 사이의 전도 속도가 각 인치마다 0.5m/s씩 감소한다는 사실을 설명하기 쉽다.[5] 직접적인 결과로서 중선, 울나르, 수랄 신경 내의 충동 지연은 키에 따라 증가한다.[5]

높이와 감각신경의 임펄스 진폭의 상관관계는 음이다.[5]

수인자

집게손가락의 둘레는 중위수 및 울나르 신경의 전도 진폭과 부정적으로 관련이 있는 것으로 보인다. 또한 손목비율이 큰 사람(전후경 : 내측경경)은 중위신경 지연이 낮고 전도 속도가 빠르다.[5]

의학적 조건

근위축성 측경화증(ALS)

'루게릭병'으로 불리는 근위축성 측경화증(ALS)은 운동 신경세포에 영향을 미치는 진행성 신경퇴행성 질환이다.[9] ALS는 다른 신경퇴행성 질환과 많은 증상을 공유하기 때문에 제대로 진단이 어려울 수 있다. 자신감 있는 진단을 확립하는 가장 좋은 방법은 전기 진단 평가를 통해서이다. 구체적으로 말하면 중수, 울나르, 과립근의 운동신경전도 연구와 울나르, 수랄신경의 감각신경전도 연구를 수행해야 한다.[9]

ALS 환자들의 경우 근력 약화의 심각성이 증가함에 따라 원위 운동 지연과 전도 속도의 둔화가 악화되는 것으로 나타났다. 두 증상 모두 ALS 환자에게서 발생하는 축 변성과 일치한다.[9]

손목터널증후군

손목터널증후군(CTS)은 손목의 중앙신경이 눌려 생기는 신경압박증후군의 일종이다. 대표적인 증상으로는 손의 저림, 따끔거림, 화끈거리는 통증, 약함 등이 있다.[12][13] CTS는 전기 진단 시험이 중요한 또 다른 조건이다.[12][14] 그러나 환자에게 신경전도 연구를 맡기기 전에 티넬의 검사와 팔렌의 검사를 모두 실시해야 한다. 두 결과가 모두 음성이면 CTS에 걸릴 가능성이 매우 낮으며, 추가 검사는 불필요하다.[13]

손목터널증후군은 각각의 개체에서 다른 범위까지 나타난다. 신경전도 속도의 측정은 심각도를 결정하는 데 매우 중요하다.[14][15] 이러한 심각도 수준은 다음과 같이 분류된다.[12][13]

  • 경도 CTS: 장기간의 감각 지연, 전도 속도 아주 약간 감소. 축 변성 의심 없음
  • 중간 CTS: 비정상적인 감각 전도 속도 및 감소된 운동 전도 속도. 축 변성 의심 없음
  • 심각한 CTS: 감각 반응의 부재 및 장기적 운동 지연(운동 전도 속도 감소)
  • 극한 CTS: 감각 반응과 운동 반응의 부재.

일반적인 전기 진단 측정은 핑키 손가락과 집게 손가락의 감각 신경 전도 속도 차이를 포함한다. 대부분의 CTS의 경우 이 차이가 8m/s 이상일 때까지 증상이 나타나지 않는다.[12][13]

기레인-바레 증후군

길레인-바레 증후군(GBS)은 골수성 피복 및/또는 머리, 몸, 팔다리를 내향적으로 만드는 신경의 퇴화와 관련된 말초신경병증이다.[7] 이러한 퇴화는 일반적으로 다양한 감염에 의해 시작되는 자가면역 반응에 기인한다.

두 가지 주요 분류가 존재한다: 탈설화(Schwann cell damage)와 축(직접 신경섬유 손상)이다.[7][16] 그리고 이들 각각은 정확한 표시에 따라 추가적인 하위 분류로 나뉜다. 그러나 모든 경우에 있어서 사지가 약해지거나 마비되거나 잠재적으로 치명적인 호흡근육 마비가 생기거나 이러한 영향의 조합을 초래하게 된다.[7]

일단 증상이 나타나면 병은 매우 빠르게 진행될 수 있다. (심각한 손상은 하루 안에 일어날 수 있다.)[7] 전기 진단은 질병의 유무와 적절한 분류를 결정하는 가장 빠르고 직접적인 방법 중 하나이기 때문에 신경전도 연구가 극히 중요하다.[16] 적절한 전기 진단 평가 없이 GBS는 흔히 소아마비, 웨스트 나일 바이러스, 진드기 마비, 각종 독성 신경병증, CIDP, 횡격근염, 히스테리성 마비 등으로 오진된다.[7] 두 세트의 신경전도 연구를 통해 기웨인-바레 증후군을 적절하게 진단할 수 있어야 한다. 이러한 작업은 증상 표시 후 처음 2주 이내에서 다시 3~8주 사이에 수행하는 것이 좋다.[16]

GBS와 관련된 전기 진단 결과는 다음과 같다.[6][7][16]

  • 전도 블록 완성
  • 이상 또는 부재 F파
  • 감쇠된 복합 근육 작용 전위 진폭
  • 운동 뉴런 지연 시간 연장
  • 전도 속도가 심각하게 느려짐(20m/s 미만일 때도 있음)

램버트-에튼 미스테닉 증후군

램버트-이튼마이스테닉증후군(LEMS)은 자가항체성 질환으로, 사전 시냅스 신경 단자에서 자가항체성 칼슘 통로에 대해 유도된다. 여기서 항체는 신경전달물질의 방출을 억제하여 근육의 약화와 자율기능을 초래한다.[17]

LEMS 환자들의 Ulnar 운동과 감각, Medium 운동과 감각, Tibial 운동, Peroneal 운동 신경에 대해 수행된 신경 전도 연구는 이 신경들을 가로지르는 전도 속도가 실제로 정상이라는 것을 보여주었다. 그러나 복합모터 작용전위의 진폭은 최대 55%까지 감소할 수 있으며, 이러한 작용전위의 지속시간은 최대 47%[17]까지 감소하였다.

말초 당뇨 신경증

적어도 당뇨병이 있는 인구의 절반은 당뇨병성 신경병에 걸려 말초 사지에 저림과 허약증을 유발하기도 한다.[18] 연구는 당뇨병을 가진 개인에게 Ro/Rho-Kinase 신호 전달 경로가 더 활발하며 이러한 신호 활동은 주로 Ranvier와 Schmidt-Lanterman 침술의 노드에서 발생한다는 것을 보여주었다.[18] 따라서 Ro/Rho-kinase 신호 경로의 과도한 활동은 신경 전도를 억제할 수 있다.

운동신경전도 속도 연구 결과 당뇨병 쥐의 전도율이 당뇨병 환자가 아닌 대조군보다 약 30% 낮았다. 또한 슈미트 란터만 침술에 따른 활동은 당뇨병 그룹에서는 비연속적이고 비선형적이었지만 대조군에서는 선형적이고 연속적이었다. 이러한 결함은 파수딜이 당뇨병 그룹에 투여한 후 제거되어 잠재적인 치료법이 될 수 있음을 암시했다.[18]

참고 항목

참조

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  3. ^ Russell NJ (1980). "Axonal conduction velocity changes following muscle tenotomy or deafferentation during development in the rat". J Physiol. 298: 347–360. doi:10.1113/jphysiol.1980.sp013085. PMC 1279120. PMID 7359413.
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외부 링크