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지우 구
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1 38 Sang-Ku Park. Intraoperative Neurophysiological Monitoring in Cerebello Pontine Angle Tumor ORIGINAL ARTICLE Korean J Clin Lab Sci. 2014, 46(1): pissn eissn Intraoperative Neurophysiological Monitoring in Cerebello Pontine Angle Tumor Sang-Ku Park Department of Neurology Laboratory, Samsung Medical Center, Seoul , Korea Intraoperative Neurophysiological Monitoring (INM) inspection has a very important role. While preserving the patient's neurological function be sure to safe surgery, neurological examination should thank. Cerebello pontine angle tumor surgery, especially in the nervous system is more important to the meaning of INM. In cochlear nerve, facial nerve, trigeminal nerve, which are intricate brain surgery, doctors are only human eye and brain to the brain that it is virtually impossible to distinguish the nervous system. They receives a lot of help from INM. In this paper, we examined six kinds broadly. First, the methods of spontaneous EMG and Free-running EMG, which can instantly detect a damage inflicted on a nerve during surgery. Second, methods of triggered EMG and direct nerve electrical stimulation, which directly stimulate a nerve using electricity to distinguish between nerves and brain tumors. Third, the method of knowing a more accurate neurologic status by informing neurological surgeons about Free-running EMG wave forms that are segmetalized into four. Fourth, three ways of knowing when a patient will be awaken from intraoperative anesthesia, which happens due to a weak anesthetic. Fifth, a method of understanding the structures of a brain tumor and a facial nerve as five dividend segments. Sixth, comparisons between cases normal facial nerve recovery and occurrence of a facial nerve paralysis during the postoperative course. Keywords: Intraoperative neurophysiological monitoring, Spontaneous EMG, Free - running EMG, Triggered EMG, Direct nerve electrical stimulation Corresponding author: Sang-Ku Park Department of Neurology Laboratory, Samsung Medical Center, Seoul , Korea. Tel: sk39.park@samsung.com This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Copyright 2014 The Korean Society for Clinical Laboratory Science. All rights reserved. Received: February 22, 2014 Revised: March 22, 2014 Accepted: March 23, 2014 서론수술중신경계감시검사 (Intraoperative Neurophysiological Monitoring, INM) 는신경계수술에서광범위하게이용되어수술중신경계의손상을조기에찾아서수술후의합병증을줄이며수술중외과의사가안전하게수술을하고있다는확신을줄수있고, 고위험군의수술을안전하게시행할수있게도움을준다. 소뇌교각종양수술중에서도특히전정신경초종 (vestibular schwannoma) 에서수술후안면신경마비가수술중신경계감시검사를시행한군에서현저히감소한다고알려져있다 (Harner 등, 1988; Leonetti 등, 1989; Niparko 등, 1989) (Fig. 1). 소뇌교각종양수술이모두끝난후환자가회복실에서마취가깨었을때뇌종양수술제거로인한안면신경의손상이발생하여서한쪽얼굴을전혀못움직이는일은없어야만한다. 하지만신경계 추적감시검사업무를하는여러병원에서수술중에는특별한파형이나문제점이전혀발견되지않았으나수술이후에환자가안면신경이매우심각한손상을받아서사회생활을하지못할정도가되었다는말을종종듣는다. 삼성서울병원에서도이와같은일을경험한적이있고, 소뇌교각종양수술신경계추적감시검사중에서안면근전도검사에대해좀더자세하게살펴볼필요가있다고사료되어본논문을쓰게되었다. 재료및방법 1. 검사장비수술장에서사용하는신경계추적감시 (INM) 검사장비는 Xltek Protektor (Natus Medical Incorporated Excel Tech Ltd., XLTEK, Canada) 를사용하였다. 근전도 (Electromyography, EMG)

Korean J Clin Lab Sci. Vol. 46, No. 1, Mar. 2014 39 Table 1. General characteristics in 12 patients No.

2 Korean J Clin Lab Sci. Vol. 46, No. 1, Mar Table 1. General characteristics in 12 patients No. of patients 12 Female:male (ratio) Mean age (yrs) vestibular schwannoma epidermoid cyst hemangioblastoma 6:6 (1:1) (54.3) Fig. 1. MRI of vestibular schwannoma. 검사 setting은 Range ±50 mv, Reject Threshold ±15 mv, LFF/HFF: 10 Hz/3 KHz, Timebase ms/div, Amplitude 100 μv로설정하여검사를하였다. 2. 검사방법 2013년 1월부터 2014년 2월까지소뇌교각종양환자 12명을대상으로분석을하였다. 나이는 28세에서 71세로평균 54.3세였고, 남자 6명, 여자 6명이었다. 종양의세포학적성상을보면청싱경초종 (vestibular schwannoma) 이 10명, 표피낭종 (epidermoid cyst) 이 1명, 혈관아세포종 (hemangioblastoma) 이 1명이었다 (Table 1). 근전도검사는뇌신경에의해지배를받는근육에침전극 (Subdermal needle electrode) 을부착을하여파형분석을하며, 수술중신경손상이발생할때마다바로감지가가능한자유진행근전도방법 (spontaneous EMG, Free-running EMG) 과직접신경을전기자극하여신경과뇌종양을구별하는방법 (triggered EMG, direct nerve electrical stimulation) 이있다. 먼저자유진행근전도방법 (spontaneous EMG, Free-running EMG) 에대해살펴보자. 자유진행근전도는뇌신경을수술중에건드리면뇌신경이담당하고있는말초근육이움직이는원리를이용하는것으로말그대로안면근육에꽂아놓은전극으로부터발생하는근전도파형을관찰하는것이다. 수술중에자유진행근전도파형이관찰되면파형의모양을보고어떠한상태인지를파악하여수술하는집도의에게 바로알려야뇌신경의손상을최소화할수있다. 수술하는동안근전도파형이 관찰된다 또는 관찰안된다 로알리면뇌신경의상태를정확하게집도의는파악하기어렵다. 그래서자유진행근전도파형을좀더세분화하여알리면신경학적으로보다정확한상태파악을하여안전한수술에도움을많이줄것이라생각한다. 그래서근전도파형을다음의네가지로구분하여알릴것을제안한다. 첫째, 신경손상으로인하여발생하는지속적인긴장성변화 (tonic activity) 로서파형의진폭이작고매우일정한간격으로관찰될때에는뇌신경이옆으로밀리거나앞으로당겨지고있는상태이다 (Fig. 2a). 둘째, 파형의진폭이일정하지않고불규칙적으로가끔씩관찰될때에는뇌신경이아주약하게간접적인영향을받는상태이다. 보통이러한파형이관찰이되면한두시간후에는뇌신경이관찰된다. 즉, 뇌신경에가깝게접근은하였지만직접적인영향을받지는않는상태이다 (Fig. 2b). 셋째, 군집성변화 (burst activity) 는신경축삭 (axon) 의기계적수용체 (mecha noreceptor) 의자극때문에발생하는일시적인현상으로파형의진폭이매우크고일정하지않고불규칙적인데집도의가수술부위를건드릴때마다파형이나오는상태이다. 이러한경우는건드리는수술부위가바로뇌신경에해당한다. 즉, 뇌종양과뇌신경이서로복잡하게얽혀있어서육안으로뇌신경이보이지않아서집도의는뇌종양이라생각하고수술을하는상태로매우위험한상태이므로빨리알려야만한다 (Fig. 2c). 넷째, 파형의간격이매우좁고일정하며특유의고음소리가나는경우로뇌신경이심각한손상을받아서발생하는빠르게파형이형성 (high frequency) 되면서지속적인긴장성변화 (tonic activity) 파형이다. 이러한상태가지속되면뇌신경을대부분끊어지거나기능을상실한다 (Fig. 2d). 이러한 4가지의근전도파형과매우유사하지만뇌신경의영향으로발생하지않고, 수술기구들에의해영향을받는경우도있다. 잡파 (artifact) 로서이러한경우구별하는방법은파형들이한시점에모두나타거나, 파형모양이서로서로모두비슷하거나, 수술부위를건드릴때파형이형성되는것이아니라수술이외에다른동작을할때파형이형성된다 (Fig. 3).

Free-running electromyography patterns. Fig. 3. Artifact of Free-running electromyography.

수술중수술시야에서보이지않는종양주위에안면신경의위치를확인하기위하여신경근을직접전기자극을시행하여안면신경위치를확인한후그부위를피해서종양절개를가할수있다.

3 40 Sang-Ku Park. Intraoperative Neurophysiological Monitoring in Cerebello Pontine Angle Tumor Fig. 2. Free-running electromyography patterns. Fig. 3. Artifact of Free-running electromyography. 이와는반대로수술부위를건드릴때발생하는잡파로는전기소작기 (electrocautery) 를이용할때의파형인데이경우는여러채널에서동시에매우큰파형이형성되며날카로운소리가나므로 쉽게구별을할수있다 (Fig. 4). 이번에는직접신경을전기자극하여신경과뇌종양을구별하는방법 (triggered EMG, direct nerve electrical stimulation) 에대하여살펴보자. 수술중수술시야에서보이지않는종양주위에안면신경의위치를확인하기위하여신경근을직접전기자극을시행하여안면신경위치를확인한후그부위를피해서종양절개를가할수있다. 그래서종양을절제하면서안면신경에손상을주지않으면서종양을제거하여수술후의안면마비발생을줄일수있다 ( 서대원, 2007). 종양제거후종양이존재하던부위의안면신경양쪽끝자락에전기자극을주어서유발되는역치를비교하여안면신경의손상정도를확인할수있다. 단, 이때전기자극은뇌척수액 (CSF) 또는 Saline으로인하여젖은환경에서옆으로전기자극이번지는션트 (shunt) 의가능성때문에 constant voltage 방법을사용하며, 단극성 (monopolar stimulator) 자극을이용하는것이좋으며 1-5 volt 이하에서자극하는것이좋다 (Traynelis 등, 1994).

Korean J Clin Lab Sci. Vol. 46, No. 1, Mar. 2014 41 Fig. 4. Artifact of Electrocautery (a bipolar stimulation, b monopolar stimulation).

Stimulator를종양부위에자극을하면종양또는근육부위일경우 Stim-artifact 만관찰이되고, 아무런소리도안난다 (Fig. 5a).

의양을적절히유지하는것이중요하다. 신경계감시검사를위하여마취과에서마취의심도를 너무낮게유지할경우에가끔수술중에환자가깨기도한다.

4 Korean J Clin Lab Sci. Vol. 46, No. 1, Mar Fig. 4. Artifact of Electrocautery (a bipolar stimulation, b monopolar stimulation). Fig. 5. Wavies of Direct nerve electrical stimulation. Stimulator를종양부위에자극을하면종양또는근육부위일경우 Stim-artifact 만관찰이되고, 아무런소리도안난다 (Fig. 5a). 하지만뇌신경을자극하게되면해당하는근육으로부터중저음의큰소리와함께근전도가전기자극이들어갈때마다관찰이된다 (Fig. 5b). 3. 마취의영향수술은전신마취하에이루어지므로마취의심도에파형이영향을받는다. 마취의심도가너무깊으면뇌신경을건드려도해당근육에서근전도파형이형성안된다. 그러므로척골신경을 4번연속적으로자극한후엄지손가락의움직임을관찰하는사연속자극 (train of four, TOF) 검사가적어도 2번이상되도록근이완제 (neuromuscular blocking agent) 의양을적절히유지하는것이중요하다. 신경계감시검사를위하여마취과에서마취의심도를 너무낮게유지할경우에가끔수술중에환자가깨기도한다. 수술중환자의의식이깨어나게되면수술부위로인한극심한통증을순간적으로매우크게느끼게되고, 자발호흡을하려하지만기도삽관이되어있어서원활하게호흡을할수없는상태여서매우짧은시간에혈압이최고치에오르게되고, 심박동수는매우빠르게바뀐다. 자칫수술로인하여연약한부위가외부에노출이되어있는상태라면혈압의급상승으로뇌혈관이파열될수도있다. 그러므로마취과에서는수술중에환자가깨게되면다량의마취제를투여하여깊은마취상태로빨리만들어서환자를안정상태로만든다. 이렇게되면마취의심도가너무깊은상태로되어서신경계검사를한동안할수없게되고수술도신경계의평가를못하면서진행해야만한다 (park 등, 2012). 이러한경우는최악의경우로서환자가갑자기벌떡깨는것이아니라전조증세가항상수반되는데다음의세가지로분류할수있다.

42 Sang-Ku Park. Intraoperative Neurophysiological Monitoring in Cerebello Pontine Angle Tumor Fig. 6. Electromyography of self activity. 첫째, 환자의호흡곡선에자발호흡의조짐이관찰된다. 둘째, 혈압이서서히오른다.

5 42 Sang-Ku Park. Intraoperative Neurophysiological Monitoring in Cerebello Pontine Angle Tumor Fig. 6. Electromyography of self activity. 첫째, 환자의호흡곡선에자발호흡의조짐이관찰된다. 둘째, 혈압이서서히오른다. 셋째, 자유진행근전도 (spontaneous EMG, Free-running EMG) 파형이매우약하게지속적으로관찰된다. 이러한세가지변화중에서자유진행근전도파형이수술과상관없이지속적으로관찰이된다면환자가깨기전의마취가약해진상황일수있으므로마취과와긴급히상의를해볼필요가있다. 이러한경우에신경계감시검사의경험이없는선생님들이수술로인하여뇌신경을건드려서근전도파형이형성된것이라고생각을하여집도의에게알리게되면, 집도의는수술로인하여신경을건드렸다고오해하는경우가종종발생하게되어수술의방향이엉뚱하게흐를수있다 (Fig. 6). 결과 1. 종양과안면신경의관계소뇌교각수술은뇌종양과안면신경이복잡하게얽혀있어서수술중에안면신경의주행경로를찾아서안전하게보호하는것이매우중요하다. 이렇게복잡한뇌종양과안면신경의구조를크게다섯가지의구조로분류하여살펴보자. 첫째, 뇌종양이안면신경위에서서서히자라서안면신경을종양밑에깔고있는상태로, 뇌종양을모두제거하기전까지안면신경이보이지않는경우이다. 수술을진행하면서대부분안면신경을건드려서근전도파형이조금씩관찰이되어야하지만, 이러한경우는어떠한근전도파형도관찰이되지않는다. 그래서수술을진행하는집도의는안면신경이수술중심각한손상을입었거나, 끊어졌는지몰라서초조해한다. 종양제거가모두되어갈때쯤에근전도파형이관찰되며종양밑에있던안면신경이관찰이된다 (Fig. 7a). 둘째, 뇌종양이안면신경을옆으로밀어내면서서서히자라는경우로해부학적으로안면신경이있어야할위치가아닌전혀새로운위치에존재하기때문에수술하는동안에근전도파형의관찰이 매우중요하다. 종양을기준으로 12시, 3시, 6시, 9시방향을건드릴때, 유독 9시부분에서만근전도파형이관찰된다면그부분에안면신경이지나가고있는것이다. 이런경우직접신경전기자극검사를진행하면유발되는근전도파형을잘관찰할수있고, 안면신경도잘보존하면서종양제거를할수있다 (Fig. 7b). 셋째, 뇌종양이안면신경을감싸면서형성되는경우로쉽게설명하자면핫도그스틱이안면신경이고핫도그튀김부분이뇌종양인것처럼형성된경우이다. 이러한경우안면신경이직접적으로보이지는않지만종양을당기거나옆으로밀게되면근전도파형이관찰된다. 직접신경전기자극검사를시도해보아도근전도파형은관찰되지않는다. 그러므로안면신경이어디에있는지몰라서혼란이발생한다 (Fig. 7c). 넷째, 뇌종양위에안면신경이위치하는경우로, 뇌종양을제거하기위해종양을처음으로건드릴때부터근전도파형이관찰된다. 뇌종양과안면신경위로얇은막으로덮여있어서육안으로는그냥종양만있는것으로보이므로매우주의해야한다. 그래서이러한경우를항상염두해두고종양제거를하기전에종양위를광범위하게직접신경전기자극검사를시행하여아무런근전도파형이유발되지않는것을확인한후종양제거를하는것이좋다 (Fig. 7d). 다섯째, 뇌종양이안면신경을옆으로또는아래로밀어내면서자라다가안면신경이종양의영향으로구조적으로납작해지면서매우얇고평평해진경우이다. 이러한경우안면신경은너무얇아서육안으로는구분이안된다. 또한직접신경전기자극검사를시행하여도유발되는근전도파형이관찰안된다. 하지만수술을진행하는과정에서매우진폭이작은근전도파형이불규칙적으로계속관찰이된다. 이러한상황이지속되면서수술을진행하게되면결국안면신경은끊어지게된다. 집도의입장에서는직접신경전기자극검사에서파형이유발되지않았으므로안면신경이아니라고판단하게되고, 검사자입장에서는자유진행근전도파형이너무나작고불규칙적으로관찰이되므로안면신경이손상되리라예측하기

Korean J Clin Lab Sci. Vol. 46, No. 1, Mar. 2014 43 Fig. 7. Various structures of the tumor and the facial nerve. Fig. 8.

첫째, 수술후환자의안면신경상태가수술전과다름없이매우좋은경우는수술중자유진행근전도파형이매우잘관찰되고 (Fig. 8a), 직접신경전기자극검사를하여도안면신경에서유발되는파형이매우잘관찰이되는경우가대부분 많았다 (Fig. 8b).

6 Korean J Clin Lab Sci. Vol. 46, No. 1, Mar Fig. 7. Various structures of the tumor and the facial nerve. Fig. 8. Observed waveform is well shown case. 어렵다 (Fig. 7e-1,2). 2. 수술중안면신경검사다음은수술중검사의파형과수술후환자의안면신경상태를비교평가해보려고한다. 첫째, 수술후환자의안면신경상태가수술전과다름없이매우좋은경우는수술중자유진행근전도파형이매우잘관찰되고 (Fig. 8a), 직접신경전기자극검사를하여도안면신경에서유발되는파형이매우잘관찰이되는경우가대부분 많았다 (Fig. 8b). 이렇게뇌종양제거중에특정부위를중심으로자유진행근전도파형이약하게관찰이되면집도의에게검사자는바로알려야한다. 그래야만뇌신경의주행경로가어디쯤인지집도의가감을잡고수술을할수있다. 자유진행근전도파형이강하게관찰되면집도의에게뇌신경을직접적으로건드리고있다고말을하고직접신경전기자극검사를권유하여안면신경을확실하게찾는것이안면신경의보존에매우큰도움을준다. 위와같은흐름으로수술이진

7 44 Sang-Ku Park. Intraoperative Neurophysiological Monitoring in Cerebello Pontine Angle Tumor 행이되었던경우를살펴보면수술후환자의안면신경상태도대부분좋았다. 둘째, 수술전과는다르게수술후에안면신경의손상이심각하였던경우를살펴보면, 앞에서거론한결과1의다섯번째에해당하는안면신경이종양으로인하여납작하게펼쳐져서육안으로구분이안되는경우가대부분해당이되었다. 이러한경우는삼성서울병원에서도경험을하였고, 타병원으로부터여러차례문의를받은적이있는것으로보아가장힘든수술이라고생각이되며, 특히환자의안면신경손상이너무나심각하게되기때문에이러한경우의파형을자세히살펴봄으로써더이상의안면신경손상환자가없기를바란다. 종양을제거하는과정에서자유진행근전도파형이관찰이되긴하나진폭이너무나작아서파형이라고생각하지못하는경우가종종있다 (Fig. 9a). 수술이진행되면서자유진행근전도파형의진폭이좀더크게관찰이된다. 이정도의근전도파형은뇌종양밑에안면신경이존재할때에도종양에의해안면신경이눌리면서발생하 는근전도파형이라고착각하기쉽다. 직접신경전기자극검사를시행하여도근전도파형이유발되지않으므로안면신경이아니라종양이라고생각할수있다. 이러한이유는안면신경이너무나얇게종이처럼펴져있어서전기자극에의해안면신경자체가흥분되지않는것으로생각이된다 (Fig. 9b). 시간이더지나면서신경손상으로인하여발생하는지속적인긴장성변화 (tonic activity) 파형이관찰이된다면안면신경의손상이심각할것을예측할수있다. 이럴경우더이상의수술진행을하기보다는종료할것을권고한다. 또는아주작은자유진행근전도파형이라도관찰이안되는부분을찾아서그곳만수술할것을권장한다 (Fig. 9c). 지금까지의모든자유진행근전도파형을무시하고수술을계속하였다면, 파형의간격이매우좁고일정하며특유의고음소리가나는뇌신경이심각한손상을받아서발생하는빠르게파형이형성 (high frequency) 되면서지속적인긴장성변화 (tonic activity) 파형을보게될것이고이러한파형이관찰된다면수술후에심각한안면마비증세가발생할것이다 (Fig. 9d). Fig. 9. Observed waveform is difficult shown case.

8 Korean J Clin Lab Sci. Vol. 46, No. 1, Mar 고찰수술이후에안면마비가심각하게발생하면환자는해당부위쪽의눈을감지못한다. 눈이시려서눈물이계속흐르지만스스로눈을감지못하므로환자는어쩔수없이테이프등으로눈을붙이고살아가야만한다. 또한입술도꽉다물지못하여침을질질흘리게된다. 혀의반쪽도안면신경이담당하고있어서발음을정확하고또박또박하지못하게되고, 밥먹을때도혀가원활하게움직이지못하여식사를잘못하게된다. 본논문이수술이후에이러한환자가발생하지를않는데도움이되었으면한다. 신경외과, 신경과, 재활의학과의사선생님들은다양한여러논문들에서접해볼수는있을지몰라도수술장에서직접경험을해보지못한분들이훨씬많으리라생각을한다. 특히검사를담당하는기사선생님들은더욱접하기힘든부분일수있다. 본논문에서는크게여섯가지를살펴보았다. 첫번째로수술중신경손상이발생할때마다바로감지가가능한자유진행근전도방법 (spontaneous EMG, Free-running EMG), 두번째로직접신경전기자극하여신경과뇌종양을구별하는방법 (triggered EMG, direct nerve electrical stimulation), 세번째로자유진행근전도파형을네가지로세분화하여집도의에게알리는보다정확한신경학적상태파악방법, 네번째로수술중환자의마취상태가약해서환자가깨기전에미리알수있는세가지방법, 다섯번째로뇌종양과안면신경의구조를크게다섯가지의구조로분류하여생각하는방법그리고마지막으로여섯번째로수 술후안면신경이정상인경우와안면마비가발생한경우의비교를살펴보았다. 위의여섯가지를잘숙지하여수술환자의행복한삶에조금이나마도움을주었으면한다. 참고문헌 Harner SG, Daube JR, Beatty CW, et al. Intraoperative monitoring of the facial nerve. Laryngoscope. 1998, 98: Leonetti JP, Brackmann DE, Prass RL, Improved preservation of facial nerve function in the infratemporal approach to the skull base. Otolarvgol Head Neak Surg. 1989, 101: Matthew L. Kircher, Jack M. Kartush. Pitfalls in intraoperative nerve monitoring during vestibular schwannoma surgery. Neurosurg Focus. 2012, 33(3):E5 Niparko JK, Kileny PR, Kemink JL, et al. Neurophysiologic intraoperative monitoring facial nerve function. Am J Oto. 1989, 10:55-61 Park SK, Lim SH, Park CW, Park JW, Kim DJ, Kim GB, et al. Intraoperative neurological monitoring and anesthesia. Korean J Clin Lab Sci. 2012, 44: Traynelis VC, Gantz BJ, Intraoperative facial nerve monitoring. In: Loftus CM, Traynelis VC, eds. Intraoperative monitoring techniques in neurosurgery. New York: McGraw-Hill, Inc. 1994, 서대원, 박관, 안재영, 이상구, 정진상, 홍승봉, 이원용, 김병준, 김종현. 소뇌뇌교각종양에서수술중전기생리학적신경계집중감시의변화. 대한신경과학회지. 1999, 17(1): 서대원. 수술중신경계감시에서의유발전위검사. 대한임상신경생리학회지. 2007, 9(2):

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untitled 124 Sang-Ku Park, et al. Hemifacial Spasm Caused by Brain Tumor CASE REPORT Korean J Clin Lab Sci. 2013, 45(3):124-129 pissn 1738-3544 eissn 2288-1662 Hemifacial Spasm Caused by Brain Tumor Sang-Ku Park