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문제 정의
- 그래서 전극의 형태와 주파수의 특징으로 분류되는 TENS와 SSP를 보다 효과적으로 통증치료에 사용하기 위해서 CPT (current perception threshold) 측정 기구를 이용하여 5 Hz, 250 Hz, 2,000 Hz 주파수 자극을 발생시켜 각각 C섬유, Aδ섬유, Aδ섬유에 선택적으로 자극을 주어 각각의 섬유에 어떠한 효과를 미치는지에 대하여 감각신경섬유별 전류지각역치 및 기계적 통증역치 변화를 알아보고, 통증치료를 위한 보다 효과적인 전기치료의 방법을 제시하고자 한다.
- 반복측정분산분석(repeated measures ANOVA)을 이용하여 TENS와 SSP의 치료의 시간에 따른 전류지각역치와 기계적 통증역치를 통계처리 하였다. 반복측정분산분석은 이 연구에서 측정 시간에 따른 전류지각역치와 기계적 통증역치의 변화 양상의 차이를 비교하기 위하여 실시하였다. 그리고 집단별, 측정시 점별 비교검토는 일원배치분산분석(one way ANOVA)를 이용하였다.
- 본 연구는 건강한 성인 45명을 대상으로 TENS와 SSP가 전류 지각역치 및 통증역치에 미치는 효과를 구명하고자 경피신경 전기자극군, 은침 전기자극군, 대조군으로 나누어 전류지각역치와 통증역치를 검사하였다. 경피신경 전기자극은 급성통증과 만성통증과 관련된 감각섬유 C와 A에 미치는 효과가 자극직후에서 자극 15분후까지 지속적으로 나타났고, 은침 전기자극은 급성통증과 관련된 감각섬유 Aδ에 자극 30분후까지 영향을 미치는 것으로 나타났다.
제안 방법
- Walsh30는 TENS의 자극 부위로 해부학적인 면에서 볼 때, 아픈 부위, 말초신경, 척수신경분절, 특별한 점에 적용하여야 한다고 하였는데, 본 연구는 무통 효과에 가장 적절한 적용 부위는 침점적용이라고 한 선행 연구 31를 바탕으로 전기자극 적용 부위를 특별한 점인 침점을 자극하였고, 그 침점인 합곡(LI4)과 곡지(LI11)가 척수분절의 감각영역에서 C6에 가장 근접하며, NeurometerⓇ CPT/C의 사용에서 척수분절별 측정부위는 C6일 경우 제 1수지의 원위지관절 양측 면에서 측정하기 때문에 측정부위로 설정하였다.
- 먼저 2,000 Hz로 자극하면서 피검자에게 원격 조절 상자의 스위치를 눌러 자극이 자동적으로 계단형식으로 증가되는 지속적 자극이 발생되는 도중에 피검자가 전극에 접촉된 피부에서 통각을 느끼는 순간 스위치를 놓게 하였을 때 나타나는 역치와 수동으로 전류를 증가시키는 도중에 환자가 전극에 접촉된 피부에서 불쾌감을 넘어 통증이 시작되는 시점에서 바로 ‘아’ 하는 음성 신호를 보내도록 하여 그 순간 측정치를 기록하여, 두 가지 수치의 평균을 통각역치로 하였다. 그 다음에 250 Hz, 5 Hz 자극에서도 상기와 같은 방법으로 기계적 통각역치를 측정하였다.
- 기계적 통증역치 측정은 침해 자극을 계단상으로 주었을때, 대상자가 불쾌감을 넘어 통증으로 느끼는 신경 섬유의 선택적인 전기자극량을 정량적으로 측정하였다. 통각역치 측정은 n-CPT mode로 검사하였다.
- 연구 대상에게 검사에 대한 충분한 설명을 하고, 무작위로 경피 신경 전기자극군, 은침 전기자극군, 대조군으로 나누었다. 대상자는 침대에 누운 후 근육의 이완을 위해 5분간 휴식을 취한 후 실험 전 검사부위와 전기 자극 부위의 피부를 깨끗이 하고 각각의 대상 군에 양적인 감각신경 테스트 장비 (NeurometerⓇ CPT/C, Neurotron, 미국)를 이용하여 마이크로프로세서로 조절되는 신경자극기에 전도성 매질인 젤을 입힌 두 개의 전극을 왼쪽 손가락 제 1수지의 원위지관절 양측 면에 고정하였다.25
- 두 치료군의 강도는 모두 대상자가 ‘강하지만 통증을 느끼지 않는 정도’의 고강도로 적용 하였다.
- 먼저 2,000 Hz로 자극하면서 피검자에게 원격 조절 상자의 스위치를 눌러 자극이 자동적으로 계단형식으로 증가되는 지속적 자극이 발생되는 도중에 피검자가 전극에 접촉된 피부에서 통각을 느끼는 순간 스위치를 놓게 하였을 때 나타나는 역치와 수동으로 전류를 증가시키는 도중에 환자가 전극에 접촉된 피부에서 불쾌감을 넘어 통증이 시작되는 시점에서 바로 ‘아’ 하는 음성 신호를 보내도록 하여 그 순간 측정치를 기록하여, 두 가지 수치의 평균을 통각역치로 하였다.
- 전류지각역치 측정은 수동으로 검사하였다. 먼저 2000 Hz의 자극의 세기 001(0.01 mA)부터 주기 시작하여 피검자가 전류 감각을 느낄 때까지 증가시키고, 전류를 증가시키는 도중에 환자가 전극에 접촉된 피부에서 전류감각을 느끼기 시작하면 그 자극의 세기에서부터 단순맹검법으로 피검자에게 6회에서 10회 정도의 실제 자극이나 거짓자극을 주어 20 ㎂의 오차 한계 내에서 지각역치를 측정하였다. 그 다음에 250 Hz, 5 Hz 자극에서 얻어지는 전류지각역치 역시 상기와 같은 방법으로 측정하였다.
- 99 mA)의 범위를 가진다. 사전 검사인 지각전류역치 및 기계적 통증역치를 주파수별 2000 Hz, 250 Hz, 5 Hz로 측정 후 경피신경 전기자극과 은침 전기자극을 합곡(LI4)과 곡지(LI11)에 30분 적용하고, 자극직후, 자극 15분 후, 자극 30분 후 사후 검사로 동일한 부위에서 같은 방법으로 지각전류역치 및 기계적 통증역치를 검사하였다. TENS는 gymnaⓇ사이 COMBI 200 기구로서 지름 7.
- 연구 대상에게 검사에 대한 충분한 설명을 하고, 무작위로 경피 신경 전기자극군, 은침 전기자극군, 대조군으로 나누었다. 대상자는 침대에 누운 후 근육의 이완을 위해 5분간 휴식을 취한 후 실험 전 검사부위와 전기 자극 부위의 피부를 깨끗이 하고 각각의 대상 군에 양적인 감각신경 테스트 장비 (NeurometerⓇ CPT/C, Neurotron, 미국)를 이용하여 마이크로프로세서로 조절되는 신경자극기에 전도성 매질인 젤을 입힌 두 개의 전극을 왼쪽 손가락 제 1수지의 원위지관절 양측 면에 고정하였다.
- 전류지각역치 측정은 수동으로 검사하였다. 먼저 2000 Hz의 자극의 세기 001(0.
- 기계적 통증역치 측정은 침해 자극을 계단상으로 주었을때, 대상자가 불쾌감을 넘어 통증으로 느끼는 신경 섬유의 선택적인 전기자극량을 정량적으로 측정하였다. 통각역치 측정은 n-CPT mode로 검사하였다. 먼저 2,000 Hz로 자극하면서 피검자에게 원격 조절 상자의 스위치를 눌러 자극이 자동적으로 계단형식으로 증가되는 지속적 자극이 발생되는 도중에 피검자가 전극에 접촉된 피부에서 통각을 느끼는 순간 스위치를 놓게 하였을 때 나타나는 역치와 수동으로 전류를 증가시키는 도중에 환자가 전극에 접촉된 피부에서 불쾌감을 넘어 통증이 시작되는 시점에서 바로 ‘아’ 하는 음성 신호를 보내도록 하여 그 순간 측정치를 기록하여, 두 가지 수치의 평균을 통각역치로 하였다.
대상 데이터
- 사전 검사인 지각전류역치 및 기계적 통증역치를 주파수별 2000 Hz, 250 Hz, 5 Hz로 측정 후 경피신경 전기자극과 은침 전기자극을 합곡(LI4)과 곡지(LI11)에 30분 적용하고, 자극직후, 자극 15분 후, 자극 30분 후 사후 검사로 동일한 부위에서 같은 방법으로 지각전류역치 및 기계적 통증역치를 검사하였다. TENS는 gymnaⓇ사이 COMBI 200 기구로서 지름 7.4 cm 원형 고무전극을 사용하였고, 교대 주파수 80~120 Hz, 펄스시간은 40 ㎲을 적용 하였으며, SSP는 NIHON MEDI사의 TM-560/기구로서 지름 2.8 cm의 SSP 전극을 사용하였고, 3 Hz의 고정주파수로 실시하였다. 두 치료군의 강도는 모두 대상자가 ‘강하지만 통증을 느끼지 않는 정도’의 고강도로 적용 하였다.
- 연구는 인천시에 거주하는 건강한 남, 여 45명을 선정하여 대상자들에게 실험 전반에 관한 상세한 설명 후 실험에 참여하는 동의서를 받고 무작위로 세 집단으로 나누었다. 모든 대상자는 순환계, 신경계 및 근골격계의 이상이 없고 실험 24시간 전부터 술을 비롯하여, 진통제, 항우울제 등의 약물을 복용하지 않았으며, 이전에 방사선 치료를 받았거나 악성 종양이 있는 사람, 피부 질환이 있는 사람 등은 실험에서 제외하였다.
데이터처리
- 그리고 집단별, 측정시 점별 비교검토는 일원배치분산분석(one way ANOVA)를 이용하였다. ANOVA에서 사후분석은 통계적 의의가 있으면 LSD 방법으로 다중비교 검증을 하였고 유의수준은 0.05로 하였다.
- 반복측정분산분석은 이 연구에서 측정 시간에 따른 전류지각역치와 기계적 통증역치의 변화 양상의 차이를 비교하기 위하여 실시하였다. 그리고 집단별, 측정시 점별 비교검토는 일원배치분산분석(one way ANOVA)를 이용하였다. ANOVA에서 사후분석은 통계적 의의가 있으면 LSD 방법으로 다중비교 검증을 하였고 유의수준은 0.
- 대상자의 일반적 특성과 변수에 대한 Kolmogorov-Smirnov에 의한 정규성검정을 한 결과 모든 변수는 정규분포 하는 것으로 나타났다. 반복측정분산분석(repeated measures ANOVA)을 이용하여 TENS와 SSP의 치료의 시간에 따른 전류지각역치와 기계적 통증역치를 통계처리 하였다. 반복측정분산분석은 이 연구에서 측정 시간에 따른 전류지각역치와 기계적 통증역치의 변화 양상의 차이를 비교하기 위하여 실시하였다.
성능/효과
- 경피신경 전기자극군, 은침 전기자극군, 대조군의 일반적 특성은 세 군 모두 동질 한 것으로 나타났다(Table 1).
- 경피신경 전기자극에서 기계적 통증역치는 5 Hz에서 자극 직후, 자극 15분후와 250 Hz에서 자극직후에 유의하게 증가 하였고, 은침 전기자극에서 기계적 통증역치는 250 Hz에서 자극직후, 자극 15분후, 자극 30분후에서 유의하게 증가하는 것으로 나타났고 측정시점과 그룹의 교호작용도 유의해서, 전기 자극이 기계적 통증역치에 변화 양상의 차이에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 집단별 측정시점별 비교 검토에서는 세 군간 유의한 차이가 없었다.
- 경피신경 전기자극은 급성통증과 만성통증과 관련된 감각섬유 C와 A에 미치는 효과가 자극직후에서 자극 15분후까지 지속적으로 나타났고, 은침 전기자극은 급성통증과 관련된 감각섬유 Aδ에 자극 30분후까지 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 그리고 전체 시기별 집단들의 변화 양상의 차이는 5 Hz, 250 Hz의 기계적 통증역치에서 집단구분 없이 반복측정 시점에 따라 기계적 통증역치의 차이가 유의하게 나타났고(p<0.05), 측정시점과 그룹의 교호작용도 유의해서 (p<0.05), 전기자극이 기계적 통증역치에 변화 양상의 차이에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 그리고 전체 시기별 집단들의 변화 양상의 차이는 5 Hz의 전류지각역치에서 집단 구분 없이 반복 측정 시점에 따라 전류지각역치의 차이가 유의하게 나타났으나 (p<0.05), 측정시점과 그룹의 교호작용은 효과를 검정하는 방법에 따라 다르게 나타나 집단별 전류지각역치 변화 양상이 유의하다고 판정하기 어려웠다.
- 0K 프로그램을 이용하여 분석하였다. 대상자의 일반적 특성과 변수에 대한 Kolmogorov-Smirnov에 의한 정규성검정을 한 결과 모든 변수는 정규분포 하는 것으로 나타났다. 반복측정분산분석(repeated measures ANOVA)을 이용하여 TENS와 SSP의 치료의 시간에 따른 전류지각역치와 기계적 통증역치를 통계처리 하였다.
- 본 연구 결과 경피신경 전기자극의 전류지각역치는 5 Hz와 250 Hz에서 자극 30분후에 유의하게 낮아 졌고, 은침 전기자 극의 전류지각역치에서는 5 Hz에서 자극 30분후에서 유의하게 낮아 졌으나, 측정시점과 그룹간의 변화 양상에서 교호작용이 나타나지 않아 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 건강한 성인을 대상으로 80 Hz의 고주파수, 고강도의 TENS 자극을 20분간 전완부의 내측 배면에 적용 후 감각역치 차이를 본 연구32에서 고주파수 TENS자극 후 전기적감각역치가 증가하였으나, 본 실험결과에서는 유의한 차이가 나타나지 않은 것은 감각역 치는 정상과 비정상을 구분하는 해석방법이 복잡하고, 33 실험결과에서 대상군의 각성 상태의 상승과 반복 측정으로 인한 학습 효과(learning effect)에 의한 감각 판별력의 증가 24,32 로 생각해볼 수 있다.
- 본 연구에서 TENS 자극은 만성 및 급성 통증을 전달하는 C와 AB섬유의 통증역치가 증가하였고 C섬유의 증가가 AB섬유보다 길게 나타났는데 이것은 기전이 관문조절설 선상에 있다고 생각되며 SSP 자극은 급성통증을 전달하는 AB섬유의 통증역치가 증가하였고, C섬유의 역치 증가는 보이지는 않았는데, 이것은 관문조절설 만으로는 설명되지 않는다고 생각되고 침의 효과가 시술 후 30분 이후에 나타난다는 연구 37를 고려한다면 이 연구에서는 SSP의 침의 효과가 나타나기 전에 실험을 종료 하였을 수도 있다고 생각한다. 그리고 감각신경계에서 받아들여지는 신경계의 기전을 고려해보면 치료기기의 영향보다는 주파수의 차이에 따른 효과가 종속변수에 미치는 영향이 더 크지 않았나 생각된다.
- 측정시점별 5 Hz의 기계적 통증역치는 경피신경 전기자극군에서만 자극전 값과 비교하여 자극직후와 자극 15분후에만 유의하게 증가하였고(p<0.05), 250 Hz 기계적 통증역치는 경피신경 전기자극군에서 자극전 값과 비교하여 자극직후에 유의 하게 증가하였으며(p<0.05), 은침 전기자극군은 자극전 값과 비교하여 자극직후, 자극 15분후, 자극 30분후에 유의하게 증가하였고(p<0.05), 2,000 Hz 기계적 통증역치에서는 유의한 차이가 없었다(Table 3).
- 측정시점별 5 Hz의 전류지각역치는 경피신경 전기자극군과 은침 전기자극군에서 자극전 값과 비교하여 자극 30분후에만 유의하게 감소하였고(p<0.05), 250 Hz 전류지각역치는 경피신경 전기자극군에서 자극전 값과 비교하여 자극30분후에만 유의하게 감소하였으며(p<0.05), 2,000 Hz 전류지각역치에서는 유의한 차이가 없었다(Table 2).
후속연구
- 이것을 보안 한다면 주파수별 대상자를 나누는 것도 하나의 방법일 수 있다고 생각한다. 그리고 본 연구에서 전기자극 30분후에 시간의 경과에 따라 전류지각역치와 통증역치가 변화하는지는 알 수 없었다는 제한점이 있으므로 시간을 더 길게 측정하는 연구도 필요하다고 생각한다.
- 그리고 감각신경계에서 받아들여지는 신경계의 기전을 고려해보면 치료기기의 영향보다는 주파수의 차이에 따른 효과가 종속변수에 미치는 영향이 더 크지 않았나 생각된다. 따라서 다음 연구에서는 TENS에서 다양한 고주파수와 저주파수의 비교연구나 TEN와 SSP의 저주파수 자극간 비교 연구 등이 필요하리라 사려된다.
- 그러나 전류지각역치에서는 통증과 관련된 의미 있는 결과는 얻지 못했고, 경피신경 전기자극군, 은침 전기자극군, 대조군의 집단별, 측정시점별 비교 검토에서는 유의한 차이는 없었다. 앞으로는 통증의 원인과 증상에 따라 다양한 질환의 환자를 대상으로 통증 조절 목적에 맞는 전기치료 적용에 대한 연구가 필요하다고 생각한다.
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