대한근전도 전기진단의학회지 8(1):1~6, 2006. 당뇨병성신경병증에서의원위부 ( 제 1 족지 ) 교감신경기능의평가 연세대학교의과대학재활의학교실및근육병재활연구소 Abstract Sympathetic Skin Response at Big toe in Diabetic polyneuropathy Ki Deok Park, M.D., Sang Chul Lee, M.D., Yoon Ghil Park, M.D.,Ph.D., Jae Ho Moon, M.D., Sang Hee Lim M.D. Department of Rehabilitation Medicine, Rehabilitation Institute of Muscular Disease, Yonsei University College of Medicine Objectives: The aim of this study was to determine whether the sympathetic skin response (SSR) recorded from the big toe is more effective than standard SSR recorded from the sole for the detection of sudomotor fiber dysfunction in diabetic neuropathy. Methods: We recorded big toe SSR (SSRBT) and plantar SSR (SSRP) in 23 diabetic patients and 30 age-matched normal controls. For SSRP, surface electrodes were attached to the sole (G1) and dorsum of foot (G2) and for SSRBT, surface electrodes were attached to the toe-tip (distal phalanx, G1) and to the dorsum of the proximal phalanx of the big toe (G2). Peak to peak SSR amplitudes were measured and the response with largest amplitudes were selected. A deep inspiration was used as stimulus. Results: With regard to controls, SSRP amplitude was not reduced. In contrast, SSRBT amplitude was reduced in patient group (p<0.0001). In 5 patients, SSRBT was not recordable while SSRP still persisted. Conclusion: Our results suggest that SSRBT is more effective test than SSRP in detecting distal sudomotor failure in patients with diabetic neuropathy. Key Words: Sympathetic skin response, Diabetic neuropathy 서 론 당뇨병성신경병증은당뇨병의합병증으로 1798 년 Rollo 가처음보고한이래당뇨병환자의 5% 에서 60% 까지다양한빈도로발생하는것으로보고되고있으며, Pirat 2 의전향적연구에따르면당뇨병의유병기간이길수록당뇨병성신경병증의발생빈도는증가하여당뇨병발병이후 25 년후에는 50% 의환자에서발생된다고하였다. Bruyn 과 Garland 3 는자각증상없이신경전도검사만의이상으로보이는경우도포함하면거의 100% 의당뇨병환자에서당뇨병성신경병증이발생한 다고하였다. 또한신경병증이발생하면동통, 이상감각, 근력약화, 근위축등의증상과기립성저혈압, 방광이상, 위장무력증등과같은자율신경증상이나타나환자의기능적장애를일으키며, 이러한신경증은현재알려진방법으로는잘치료가되지않는경향이있다고알려져있다. 당뇨병성신경병증에있어서교감신경기능의평가는말초부위로가는신경섬유의기능이상이당뇨병성족부의궤양과 Charcot 관절의발생에중요한것으로생각되어최근많은관심을받아왔다. 4 근육에대한척수수준의교감신경조절은근육내의교감신경활동과연 Address reprint requests to Yoon Ghil Park, M.D.,Ph.D. Department of Rehabilitation Medicine & Rehabilitation Institute of Muscular Disease, Yonsei University college of Medicine, #146-92 Dogok-dong, Gangnam-gu, Seoul, 135-270, Korea Tel : 82-2-2019-3493, Fax : 82-2-2019-7585, E-mail : drtlc@yumc.yonsei.ac.kr 1
관된근육내의모세혈관의확장과피부의교감신경의활동과피부혈류와한선 (sweat gland) 의기능조절로나눌수있다. 5 한선의활동도의변화를반영하는교감신경피부반응 (Sympathetic Skin Response, SSR) 의측정은기술적으로쉽고간단하여 6 최근많은연구가진행되고있으며특히당뇨병성신경병증환자를대상으로활발히연구가진행되었다. 국내에서도 1995년김진호등 7 에의해당뇨병성신경병증에서의교감신경기능평가를위해 SSR 검사를시행한연구결과가발표된바있으며, Watahiki 등 8 과 Tzeng 등 9 은당뇨병환자군에서대조군에비해 SSR 의진폭이감소되어있고잠시는정상으로보였다고밝히고있다. 그리고이러한현상의원인을자율신경의신경절후섬유를구성하고있 는비수초성 C 섬유는자극을받으면전혀반응을하지않거나혹은반응을보이는경우는정상적인전도속도를보일것이기때문으로설명하고있다. 8,9 하지만지금까지의연구는모두수장 (palm) 또는족저부 (sole) 에서의 SSR 검사를통하여얻은결과이었고이는매우심한당뇨병성신경병증을가진환자에서만유의한결과를얻을수있어검사의민감도가다소떨어지는것으로밝혀진바있다. 4,10-12 당뇨병성신경병증은길이에의존적인신경섬유의손실을특징적으로보이므로 13 Idiaquez 등 14 은교감신경기능을평가하는데있어서보다원위부인제 1족지에서교감신경 SSR 검사를시행할경우족저부에서시행할때보다검사의민감도를높일수있음을발표하였으나 Table 1. Subjects Characteristics Diabetics Controls Number(male/female) 20(10/10) 30(14/16) Age(years) 60.2±6.7 56.2±7.6 Diabetes duration(years) 8.7±3.8 - HbA1C(g/dL) 5.2±1.9 - Sugar level(mg/dl, AC) 321.3±121.2 - Sugar control method(insulin/medication) 6/14 - Sural nerve amplitude( μv ) 5.8±3.2 20.4±4.1 Superficial Peroneal nerve amplitude( μv ) 5.5±2.8 14.3±3.1 Common Peroneal nerve CV(m/s) 1 41.0±5.0 46.6±3.9 Values are mean ± S.D. 1.CV: Conduction velocity Fig. 1. Electrode positions for big toe SSR recording. Active disc electrode (G1) is attached to the toe tip (distal phalanx) and reference disc electrode (G2) is attached to the dorsum of the proximal phalanx. 2
당뇨병성신경병증에서의원위부 ( 제 1 족지 ) 교감신경기능의평가 국내에서는아직이에대한연구가이루어진바가없어본연구를진행하였다. 외하였으며족저부나제 1 족지부위의피부각질화가심한환자역시연구대상에서제외하였다. 연구대상및방법 1. 연구대상 연구대상은 2004 년 11 월부터 2005 년 7 월까지연세대학교의과대학영동세브란스병원에내원하여재활의학과근전도검사실에의뢰된환자중당뇨병성신경병증으로진단된 20 명의환자와연령과성별분포가비슷한당뇨병이없는건강한 30 명의정상대조군을연구대상으로하였다. 당뇨병환자군에대하여는유병기간, 공복시혈당치, HbA1C, 치료방법의종류, 자율신경계증상의유무및합병증의유무를함께조사하였다 (Table 1). 한선의활동도를평가하는데영향을미칠수있는의학적또는신경학적이상소견을보이거나, 이러한약물을복용하고있는환자는연구대상에서제 2. 연구방법 SSR 검사는 Idiaquez 등 14 의방법에따라원판전극을이용하여족저부에서의검사시활성전극 (G1) 을발바닥에기준전극 (G2) 을발등에부착하였고, 제 1 족지에서의검사시활성전극을제 1 족지원위부에기준전극을제 1 족지의발등쪽근위부에부착하였다 (Fig. 1). 검사실환경은기온 28 를유지하고약한불빛이있는어둡고조용한상태에서피검사자가편안한자세로누워서검사받도록하여환경으로인한교감신경의자극을최소화하였다. 통상적인전기적자극방법의경우원심성감각신경섬유를활성화할수있기때문에본연구에서는교감신경피부반응을유발하는자극원으로심호흡을이용하였으며 15, 검사시행에앞서피검사자에게시범을보여방법을충분히습득하였다고판단되었을때검사를진행하였다. 2 채널을이용하여족저부 Table 2. Values(Amplitude) of SSRP and SSRBT in Diabetics and Healthy Subjects Diabetics Controls SSRP( μv ) 1 909.0±292.2 1126.0±449.0 SSRBT( μv ) 2 233.5±186.8* 1020.3±335.3 *P<0.0001 Values are mean ± S.D. 1.SSRP: Sympathetic skin response at plantar foot 2.SSRBT: Sympathetic skin response at big toe Fig. 2. Values(Amplitude) of SSRP and SSRBT in Diabetics and Healthy Subjects. The boxes indicate the lower and upper quartiles and the horizontal line within the box represents the median value. The whiskers are the line that extends from the box to the highest and lowest values, excluding the outliers. 3
와제 1족지에서의반응을동시에기록하였고, 총 5회의자극을주었으며습성화를방지하기위하여자극간에최소한 1분간의간격을두었으며자극간의간격은일정치않게진행하였다. 전기진단검사기기는 Synergy (Medelec Ltd., England) 를이용하였고주파수여과범위, 기록소인속도는각각 0.5 Hz~20 KHz, 10 sec/division으로하였다. 피부온도는최소 32 이상유지되는상태로검사를진행하였으며이렇게얻어진 SSR 진폭의최고, 최저값차이 (peak to peak SSR amplitude) 를측정치로하였다. 무반응은 5회의자극을하여도반응이유발되지않는경우로하였다. SSR 의최소잠시나정점잠시의측정은심호흡을자극원으로하기때문에정확한측정이불가능할뿐아니라신뢰할만한검사치가아니라고판단되어본연구에서는측정하지않았다. 9,16 체성신경에대한통상적인신경전도검사를같이시행하여이들과의관계를알아보았다. 모든자료는 SAS version 10.0 (SAS Ins., USA) 통계패키지를이용하였고측정치는평균 ± 표준편차로표시하였다. 환자군과대조군사이에서족저부및제 1족지에서의교감신경피부반응진폭값이차이가있는지알아보기위해 unpaired T-test를시행하였으며유의수준은 p<0.05로하였다. 결 과 환자군은 20 명, 대조군은 30 명이었으며각군의평균연령은각각 60.2 세, 56.2 세로두그룹간의연령의차이는통계학적으로의미없었다. 성별분포역시환자군의경우남자 10 명, 여자 10 명, 대조군에서는남자 14 명, 여자 16 명으로차이가없었다. 환자군의유병기간은평균 8.7 년으로 1 년이상 10 년이하인경우가 11 명, 10 년이상 20 년이하인경우가 9 명이었으며공복시혈당치는평균 321.3±121.2 mg/dl 로서최고 480 mg/dl 에서최하 125 mg/dl 이었다. HbA1C 는평균 5.2 g/dl 이었고경구약물로치료한예가 14 례, 인슐린주사요법으로치료한예가 6 례이었다 (Table 1). 족저부에서의 SSR 검사결과환자군에서측정된진폭의평균값은대조군에서의평균값과비교하여통계학적으로유의한차이를보이지않았으나 (909.0±292.2 μv vs 1126.0±449.0 μv, p=0.0627), 제 1 족지에서의측정값은환자군에서의평균값이대조군과비교하여통계학적으로유의미하게감소한소견을보였다 (233.5± 186.8 μv vs 1020.3±335.3 μv, p<0.0001) (Table 2. Fig 2). 족저부에서의측정시환자군의 80%(20 명의환자군중 16 명 ) 에서 SSR 진폭이대조군의평균값보다감소된소견을보인반면제 1 족지에서의측정시에 는환자군전원에서감소한소견을보였다. 6 례의환자에서는족저부에서의측정시반응이유발되었으나제 1 족지에서의측정시에는반응이유발되지않았다. 고 찰 당뇨병환자에서는일어날때현기증을느끼거나발기부전, 위장운동장애및설사등의소화기증상, 배뇨장애, 발한장애등의여러가지자율신경기능장애증상이자주나타난다. 이증상들은단독으로나타날수도있지만감각운동성다발신경병증과같이나타나는경우가많기때문에감각운동성다발신경병증의한유형으로서작은무수섬유인자율신경을침범해서나타나는것으로생각하고있다. 17 자율신경은작은유수신경섬유와무수신경으로구성되어있기때문에통상적인전기진단검사로는측정이불가능하다. 자율신경기능검사는이들신경에의해서지배되는심혈관기능, 위장관기능, 방광기능등을관찰하는간접적인방법과발한에관련된직접적인검사방법이있다. 자율신경병증에서나타나는발한의변화를관찰하는방법에는 SSR, Thermoregulatory sweat testing, Sudomotor axon reflex testing 등이있다. 이중 SSR 은전기진단검사장비로쉽게검사할수있다는장점이있으며다른검사들에비해임상적용에있어서비용대효율성이높은장점을가지고있다. 15 교감신경피부반응의전달경로는구심성 (afferent), 중앙연결성 (central coupling), 원심성의 3 단계로나눌수있고주로원심성단계가신경절전및신경절후신경원의성질에의해결정되고그중에서신경절전섬유는그길이가짧아주로신경절후섬유에이상이생길경우가주된병변부위인것으로생각되며주로느린전도속도를가지는비수초성 C 섬유로이루어져있다고한다. 9 Watahiki 등 8 과 Tzeng 등 9 은이러한비수초성 C 섬유의 all or none 현상으로 SSR 검사에있어서잠시보다는진폭이유용한진단척도임을밝힌바있다. Niakan 등 4 은당뇨병환자중중증의말초신경염이동반된환자에서 83% 가 SSR 검사시반응을보이지않음을보고한바있고, Shahani 등 12 은 75% 에서반응이없음을보고한바있다. 저자들은본연구에서족저부에서는 SSR 반응이나타나는반면제 1 족지에서 SSR 반응이나타나지않는 6 례의환자를경험하였으며이는당뇨병성신경병증은길이에의존적인신경섬유의손실을그특징으로한다는이론과일치되는결과라할수있겠다. 13 Shimada 등 18 은 QSART(quantitative sudomotor axon reflex test) 를통해서당뇨병성신 4
당뇨병성신경병증에서의원위부 ( 제 1 족지 ) 교감신경기능의평가 경병증환자에있어서 Sudomotor fiber의기능이상역시길이의존적손상의특징을보인다고밝힌바있다. 본연구를통해족저부에서의 SSR 검사시당뇨병환자군에서의진폭값이정상대조군에비해통계학적으로유의한차이를보이지않은반면제 1족지에서검사시에는통계학적으로유의미하게감소한결과를얻을수있었다. 이는당뇨병성신경병증환자에있어서한선의활동도이상을평가시통상적인검사부위인수장이나족저부검사에서나타나지않았던차이가 SSRBT 검사를시행할경우차이를보일수있음을의미한다. SSR 검사가 QSART나 pilocarpine iontophoresis technique 등보다특이도가다소떨어지는검사이기는하지만본연구에서와같이제 1족지같은보다원위부에서측정함으로써이러한단점을보완할수있겠다. Bril 등 15 은 SSR 검사에서의무반응은당뇨병성신경병증의유병기간과관련이있음을밝힌바있으며전기자극을통하여얻은 SSR 결과는구심성감각신경이상소견이함께반영될수있음을제안한바있다. 즉, 교감신경의이상소견이없이단지감각신경에만신경병증이이환되었을경우에도 SSR 검사시이상소견을보일수있다고하겠다. 따라서본연구에서는구심성감각신경섬유의자극을배제하기위하여전기자극대신심호흡을자극원으로하여 SSR 검사를진행하였다. 본연구에서의환자군은대부분경미한증상을보이는당뇨병성신경병증환자이었으나추후좀더많은수의환자군을대상으로하여자율신경기능장애의경중도에따라세분화하고각각의그룹에서의 SSRP (sympathetic skin response at plantar foot) 와 SSRBT(sympathetic skin response at big toe) 결과를비교한다면좀더명확한결과를얻을수있을것으로기대된다. 또한 Thermoregulatory sweat test 같은직접적인발한검사를병행하여 SSRP, SSRBT 결과와비교한다면좀더신빙성높은결과를얻을수있겠다. SSR 검사의유용성및진단기준에대한논란은아직도지속되고있는상태로좀더많은수의당뇨병환자군과정상대조군에서시행하여적절한자극위치, 자극방법, 전기진단학적척도를알아내고이를기준으로하여전기진단학적진단기준의확립이필요하다고하겠다. 결 ˆ 론 당뇨병성신경병증환자에서 SSRP 검사의경우정상과차이를보이지않았지만보다원위부인 SSRBT 검사에서차이를확인할수있었다. 이는 SSRBT 검사 가통상적인 SSRP 검사보다당뇨병성신경병증환자의교감신경기능이상유무의진단을위해유용할것으로판단된다. 향후당뇨병성신경병증의경중도에따라환자군을세분화하고좀더많은수의환자군을대상으로한연구가필요하다고보인다. 참고문헌 11. Dyck PJ, Kratz KM, Karnes JL: The prevalence by staged severity of various types of diabetic neuropathy, retinopathy and nephropathy in a population based cohort: The Rochester Diabetic Neuropahty Study. Neurology 1993: 43: 817-824 12. Pirat J: Diabetes mellitus and its degenerative complications; A prospective study of 4400 patients observed between 1947 and 1973. Diabetes care 1978: 1: 168-252. 13. Bruyn GW, Garland H: Neuropathies of endocrine origin. In Vinken PJ, Bruyn GW, editors. Handbook of clinical neurology, Vol 8, Amsterdam: North Holland Publishing Co, 1970, pp29. 14. Niakan E, Harati Y: Sympathetic skin response in: diabetic peripheral neuropathy. Muscle Nerve 1988: 11: 261-264. 15. Ewing DJ, Chamel IW, Clarke BF: Mortality in diabetic autonomic neuropathy. Lancet 1976: 1: 601-603. 16. Ewing DJ, Clarke BF: Diagnosis and management of diabetic autonomic neuroapthy. Brit Med J 1982: 285: 916-918. 17. 김진호, 한태륜, 이시옥 : 당뇨병성신경병증에서의교감신경기능의평가. 대한재활의학회지 1995: 19: 296-302. 18. Watahiki Y, Baba M, MatsunagaM, Takebe K, Ounma T: Sympathetic skin response in diabetic neuropathy. Electromyogr clin Neurophysiol 1989: 29: 155-159. 19. Tzeng SS, Wu ZA, Chu FL: The latency of sympathetic skin response. Eur Neurol 1993: 33: 65-68. 10. Martin CN, Reid W: Sympathetic skin response. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1985: 48: 489-490. 11. Levy DM, Reid G, Rowley DA, Abraham RR: Quantitative measures of sympathetic skin responses in diabetes: relation to sudomotor and neurological function. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1992: 55: 902-908. 12. Shahani BT, Day TJ, Cros D, Khalil N, Kneebone CS: RR interval variation and the Sympathetic skin response in the assessment of autonomic function in peripheral neuropathy. Arch Neurol 1990: 47: 659-664. 13. Said G, Salma G, Selva J: Progressive centripetal degeneration of axons in small fiber diabetic neuropathy. Brain 1983: 106: 791-807. 5
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