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TENS(경피신경자극)치료 효과

TENS는 Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation 의 약자로서 경피신경전기자극치료란 용어로 널리 쓰이고 있으며, 저주파를 사용하여 피부와 근육에 전기적 자극을 주어 통증을 완화시켜 주는 목적으로 사용하는 치료기를 말한다.

1. 통증

제통증학협회 (International Association for the Study of Pain, IASP) 분류위원회에 의하면 통증이란 실제적 또는 잠재적 조직손상과 관련된 감각적 및 정서적 불유쾌한 경험이라고 정의하고 있다. 즉 통증은 동물 생존에 필수 불가결한 감각이며 복잡한 생체반응이다. 통증은 질병이 이환 되었을때 신체에 나타나는 최초의 징후이며 또한 통증 자체를 하나의 질병으로 볼 수 있다. 통증은 신체적 요인 뿐 아니라 정신적, 사회적 요인 등으로서도 야기되며 치료방법도 약물요법, 물리치료, 수술치료, 정신치료등 다양하다.

 

• 통증의 전달경로

우리 몸이 어떤 손상을 입게 되면 손상부위의 말초신경에서는 통증유발물질인 프로스타그란딘(Prosta Glandin-E201 분비된다. 이는 신경섬유를 따라 말초신경의 자극을 총괄하는 중추신경으로 이어진다. 신경세포가 모여 있는 중추신경은 우리 몸의 여러 가지 신호를 뇌에 전달하는 역할을 하게 된다. 순식간에 벌어지는 이 과정을 통해 우리 몸은 통증을 인식하게 된다.

 

• 통증기전 (Pain Mechanism)

통증기전에 관해 그간 여러 학설이 대두되어 왔으나 아직 명확한 기전은 밝혀지지 않고 있는 실정이며 몇몇 대표적인이론은 특이설, 유형설, 관문조절설, 중추억제설 등으로 다음과 같다.

1) 특이이론
대뇌의 감각겉질에는 4개의 주요 피부자극(촉각, 냉각, 온각, 통증)에 대한 특정 전달로가 있어, 통증이 다른 감각과는 다른 고유수용기를 가진 특별한 감각이라는 학술적 주장이다. 한계점은 과도한 열과 냉자극, 압력, 화학자극 등 여러 자극이 통증을 유발시키는 현상은 설명하지 못한다는 것이.

2) 유형이론
통증만을 전달하는 특정 섬유가 있는 것이 아니라, 자극이 통증 경로를 통해 전달 될 때에 충격이 시간적, 공간적으로 가중될 때 통증으로 지각된다는 학술적 주장이다. 한계점은 각종 피부 감각을 구별 할 수 있는 유형을 구체적으로 제시하지 못하였다.

3) 관문조절 이론
척수의 후각 부근이 통증처리에 관여한다. 말초감각신경은 가는신경섬유와 굵은신경섬유로 구분하는데 가는 신경섬유는 통증을 뇌로 바로 전달하지만, 굵은신경섬유는 통증이 척수에서 뇌로 전달되는 것을 억제 한다. 즉, 척수관문이 흥분신호와 억제신호 중 뇌에 도달하는 신호를 결정하는 것이다. 예를 들어 요통환자에게 허리 마사지를 하는 것은 굵은신경섬유를 자극해서 통증억제를 기여하기 위함이다.

4) 정서이론
통증은 불안, 암시, 특수 상황적 의미 등 수많은 변수에 따라 다르게 반응한다. 통각은 통증 경험의 일부분으로서 개인이 속한 문화 집단의 규범에 따라 학습되어 나타난다.

5) 시상뉴론이론
급성 통증과 외상에서 시상의 신경원이 과다 흥분한 후 오랫동안 흥분상태를 지속하면 만성화 되어 상처부위에 말초자극이 없는 경우에도 비정상적으로 시상 신경원이 흥분되고 통증을 느낀다는 학술적 주장이다. 만성통증을 예로 들 수 있다.

6) 내인성 통증통제이론
중뇌, 연수, 척수에서 조직된 통증억제계에 의해 통증이 억제된다. 중뇌의 도수관 측부 회백질에 있는 enkephalin(내인성 morphine과 유사한 뇌의 호르몬은 통증을 억제한다.

 

• 통증조절기전 ( Pain control Mechanism)

상행성 통증조절
편안한 자극(A-d) 및 유해성 통증자극(C섬유)이 척수 후각에 들어오면 통증전달계가 활성화 되어 시상을 거쳐 대뇌로 통증이 전달된다. 이때, 유해성 통증자극이 척수 후각을 거쳐 대뇌로 전달되는 시점에서 유해성 통증자극이 편안한 자극(Ad)과 연결되면 유해성 통증전달이 억제된다. 자극이 편안한 대신 통증 억제 시간이 짧은 단점이 있다.

하행성 통증조절
스스로 보호장치(엔돌핀)를 형성 한다. 통증 억제 시간이 긴 대신 자극이 편치 않은 단점이 있다.

1) 자극유발 진통작용
뇌 국소부위에 전기자극을 줌으로 통증억제가 나타난다. 특징은 자극기간 및 자극강도에 따라 자극 후에도 진통효과가 지속된다. 자극유발 진통작용을 일으키는 부위와 엔도르핀 및 세로토닌 작용부위가 상당히 겹쳐서 내재통증조절기전과 밀접한 관계를 이룬다.

2) 엔도르핀
통증이 있을 때 엔도르핀이 뇌에 분포한 아편 유사제 수용기에 결합하여 통증을 억제

(1) 베타 엔도르핀
짧은 통증 및 스트레스, 분만. 특정한 약물투여. 운동, 마사지, 침자극, 전기 자극 등의 여러 자극이 가해지면 방출되어 통증을 조절하고, 반복적인 스트레스 및 통증. 모르핀 및 알코올의 장기 복용 때에는 농도가 감소

(2) 엔케팔린
진통작용이 빠르게 나타나나 진통지속시간이 짧다.

3) 세로토닌
뇌줄기의 큰솔기핵과 거대세포그물핵 에서 주로 생성된다. 통증자극이 있을 때 세로토닌을 함유한 세포들이 자극되어 세로토닌이 증가하면 내재진동계를 활성화 시키는 음성되먹이 기전을 형성하여 통증을 억제한다.

 

• 통증의 분류 (Taxonomy of pain)

1) 통증의 기간에 따른 분류

(1) 급성 통증 (acute pain)
원인이 제공된 때부터 수 일까지 통증이 지속되면 급성통증이라 한다. 신경생리학적으로 말초 조직의 손상으로 일어난다. 조직 손상 부위에서 유해자극이 전달되어 치유가 될 때까지 통증이 지속된다. 유해자극의 원인이 없어지면 통증도 없어진다.

(2) 아급성통증 (subacute pain)
임상적으로 수 일에서 수 주까지 통증이 지속되는 것을 말한다. 신경생리학적인 관점에서는 급성통증과 거의 비슷하다.

(3) 재발성 급성 통증 (recurrent acute pain)
급성통증이 반복적으로 일어날 때를 말한다. 예를 들자면 일정한 기간을 두고 편두통이 발생하거나 증상이 일진일퇴를 거듭하는 류마티스성관절염의 통증과 같은 것이다.

(4) 만성통증 (chronic intractable benign pain, ClBP)
지속적인 말초조직의 병변으로 간헐적으로 유해자극이 가해지거나 또는 불안, 우울 정서장애 등 정신적 요인으로 약간의 통증이 계속 나타난다. 어떤 경우에는 지속적인 불쾌감과 악성통증이 나타나기도 한다.

(5) 만성통증증후군 (chronic intractable benign pain syndrome. CIBPS)
Coping기전이 깨져 만성 통증으로 완전장애가 된 상태이다. 통증을 일으킨 본래의 원인과 관계없이 견디기 어려운 극심한 악성 통증이 지속되고 약물, 외과적 치료, 신경차단 등의 방법으로도 치료되지 않는다.

2) 통증의 원인에 따른 분류

(1) 기질적 통증 (organic pain)
조직손상과 같은 생물학적 요인으로 유해자극수용 증가·통증역치 및 통증내성 감소로 인해 나타나는 통증이다 예를 들자면 관절염, 창상, 신경손상, 암 등으로 인한 통증 등이다.

(2) 심리적 통증 (psychologic pain)
조직손상은 없으나 불안, 불면 등 정신적인 요인으로 유해자극수용 증가, 통증역치 및 통증내성 감소로 인해 나타나는 통증이다.

3) 통증의 특성에 따른 분류
통각섬유의 분포 및 밀도의 차이, 조직이 가지는 감각의 질적 차이에 따라 체성통증, 내장통, 연관통으로 구분할 수 있다.

(1) 체성 통증 (somatic pain)
표재성 체성통증 (superficial somatic pain)
피부나 표재성 조직에서 생기는 통증이다. A 및 C 섬유가 전도한다. 특징은 날카롭고, 찌르는듯하고, 욱신거리는 등 다양하게 감각을 느낀다. 통증부위는 병변이 있는 국소부위에 한정되고 명확하다.

심재성 체성통증 (deep somatic pain)
골막, 인대, 근육, 건 등 심부조직에서 생기는 통증이다. C 섬유가 전도한다. 특징은 무디고 쑤시는 듯한 감각을 느낀다. 통증부위가 국소적으로 덜 한정되어 있다.

(2) 내장통증 (visceral pain)
진성 내장통증 (true visceral pain)
내장통증은 내장기에 분포된 통각섬유의 흥분에 의하여 복강 및 흉강 등 몸속 깊이에서 느끼는 통증이다. 특징은 국소동증부위가 명확하지 않고 둔통이나 쥐어짜는 듯한 통증을 많이 느낀다(내장기에 분포하는 통각섬유가 비교적 적기 때문에). 자율신경성 증상 (오심 및 구토 등) 을 동반하기도 한다. 내장기중에서 대장과 소장은 통증을 덜 느끼고 실질을 싸고 있는 막과 주위조직에서 심한 통증을 느낀다.

채벽통증 (parietal pain)
횡격막, 늑막, 복막 등의 내장기에서 느끼는 통증이다. 통증부위가 국소적으로 명확하고 날카로운 통증이 나타난다(A섬유지배). 근경축이나 반사성 경직이 동반된다. 피부 깊숙이에서 압통을 느끼게 된다.

(3) 연관통 (referred pain)
심부의 내장기에 분포하고 있는 통각섬유가 자극되었음에도 불구하고 병변 부위에서 통증을 나타내지 않고 멀리 떨어진 체성조직에서 통증을 나타내는 것을 연관동이라 한다. 연관동은 척수분절 중에서 신경분지를 내고 있는 신체표면에 연관되어 나타나는 경향이 있다. 예 : 심근허혈-팔의 안쪽 / 급성담낭염-오른쪽 어깨나 견갑골하부 / 협심증-오른쪽 어깨와 팔꿈치

2. TENS(경피신경전기 자극)의 기원

경피신경전기자극은 전류를 이용 피부의 말초감각신경을 자극하여 다양한 원인으로 초래되는 제반 통증을 치료하는 방법이다. 어린이가 상처 주위를 문지르거나 주물러 통증을 억제 하려 듯이 손상 부위의 주위에 기계적 자극을 가함으로서 통증을 치료하려는 시도는 인류역사와 함께 시작된 것으로 볼 수 있다.

인류가 전기를 통증치료 목적으로 사용한 역사는 기원전 그리스 로마시대에 Scribonius Largus가 만성 통증을 치료 할 목적으로 Torpedo나 전기 물고기 (electric eel)의 전기충격을 이용했음을 기록하고 있다. 그 후 1700년대 말과 1800년대 초에 자연적 전원으로부터 인간이 만든 전기기구를 이용하기 시작하여 당시에 평류전류(Galvanic current)를 사용해서 통증 뿐 아니라 제반 질병을 치료하였다. 1891년 Mattison은 통증을 치료하기 위하여 평류 전류를 임상적으로 활용 할 수 있음을 기록한 바 있고 전기자극치료기가 여러 형태로 개발되었다.

1960년 Matthews가 후근 전위 (DRP)를 측정한 것을 기점으로 1965년 Melzack 과 Wall이 척수 후각 부위에 있는 회백질 내의 교질양 물질이 통증 전달과정에서 관문역할을 한다는 통증의 새로운 이론인 관문 조절설을 발표한 이래 1967년 Shealy 등이 척수후주자극기 (dorsal column stimulator)를 개발하여 체내에 수술적 이식 (surgical implantation)을 하는 방법으로 통증을 치료하기 위한 임상 적용에 앞서 선발시험기구(screening device)를 개발 체내에 삽입하지 않고 시험적으로 경파지극을 가한 결과 통증제거효과가 큰 것을 인지하고 척수후주자극기보다 오히려 조직 파괴가 없는 경피신경자극기를 적극적으로 사용하게 하게 되어 오늘날 통증 제거 목적으로 경피신경전기자극이 널리 이용되고 있다.

3. TENS(경피신경전기자극)의 이론적 배경

경피신경전기자극의 진통 기전은 관문조절설, 엔돌핀설, 반복자극에 따른 말초신경의 흥분성 변화, 피질억제, 시상통증부호 변화 등의 이론으로 설명하고 있으며 경피신경전기자극의 유형에 따라 다르다.

(고빈도-저 강도)
관문조절설, 반복자극에 따른 말초신경의 흥분성 변화, 피질억제설로 설명하고, 급성통증을 치료하는데 많이 사용한다.

(저빈도-고강도)
엔돌핀설로 설명하며, 주로 심부통증 및 만성통증을 치료하는데 사용한다.

(고빈도-고강도)
음극전도차단, 피질억제설, 시상동증부호 변화로 돌발 경피신경전기자극의 진통기전은 엔돌핀설, 피질억제설 시상통증부호 변화로 설명한다. 전기자극하는 동안 진동작용이 지속되어 비교적 진통 유발이 빠르게 나타나지만 진동지속시간이 짧다. 통증을 매우 빠르게 제거할 목적으로 사용한다.

 

• 관문조절 설 (Gate Control Theory)

관문조절 설의 핵심은 굵은 촉각신경 각종 (A알파A베타섬유)이 가느다란 통각신경(A델타,C섬유)을 억제한다는 것이다. 즉 촉각과 통각정보 모두 뇌로 향하는 데 자극을 먼저 감지한 촉각신경이 동 각신경을 방해한다. 마치 통증을 전달하기 위해 통각신경이 뇌로 통하는 문을 열려고 하는 반면, 촉각신경은 통각 신경이 못 지나가게 문을 닫으려고 하는 것과 같다. 통증을 느끼는 정도는 문을 여는 통각신경과 문을 닫는 촉각 신경의 균형에 의해 결정된다. 쉽게 성명하자면, 중추신경계로 감각 자극이 들어갈 때 한 번에 들어갈 수 있는 용량이 정해져 있는 관문(gate)이 있다고 가정하는 것이다. 즉 우리가 어떤 문을 들어갈 때 한꺼번에 5명만 나란히 서서 들어갈 수 있는 문이 있다고 가정하면, 영 모두가 통증을 전달하면 통증이 매우 심하다. 그렇지만 통증이 아닌 다른 자극을 준다면 이 자극이 3명에게 들어가고 통증은 2명 분만 들어갈 수 있게 되어 통증이 5에서 2로 줄어든다는 원리.

통증은 말초에서 척수를 동한 상향경로와 뇌에서 척수로 보내는 하향경로 두 가지가 존재하여 상호작용에 통증의 정도가 결정된다.
말초에서부터 척수로 통증이 전달되면 척수의 후근(dorsal root)에서 관문 역할을 하는 기제가 존재하여 관문이 열리고 닫히는 조절에 의하여 통증의 정도가 조절되고 이것이 대뇌의 피질과 시상에 전달되어 통증이 인지적, 정서적으로 평가된다.

큰 신경섬유(A알파A베타)와 작은신경섬유(A델타,C)는 일차적으로 교양질 안으로 들어가 신경 종말을 이루고 통증전달의 2차 신경원인 고유핵의 큰 세포들도 그 수상돌기를 교양질내로 보내고 있어 교양질내에서 시냅스성 전달이 유발된다고 본다. 큰 신경섬유의 일부는 교양질에 들어오기 전에 측지를 내어 척수후주(dorsal column)를 통해 직접 고위중추로 올라간다. 후외측로(Lissauer tract,LT는 교양질(Substantia Gelatinosa)의 고유척수로 서로 다른 높이에 있는 교양질 세포들은 후외측로를 통하여 서로 연결된다.

양극전도차단방법(anodal block technique)을 이용하여 큰 신경섬유와 작은 신경섬유를 선택적으로 자극하므로서 큰 신경섬유와 작은 신경섬유를 통한 입력을 실험적으로 분리시킬 수 있다. 교양질 세포들은 통각섬유의 종말을 시냅스 하기에 앞서 탈분극시킴으로서 충격(impulse)이 전달세포(transmission cell, T-ce )로 전달되는 과정을 억제시키는 작용을 가진 것으로 보인다.

작은 신경섬유를 통하여 들어오는 입력은 교양질세포의 기능을 항진시킨다. 따라서 작은신경섬유의 입력에 의해서 전달세포의 흥분이 순간적으로 야기되지만 빠르게 소실된다. 피부가 외부로부터 자극을 받지 않은 상태에서도 척수후각을 향해서 일정한 충격이 계속 들어오는 것으로 보이는데 이러한 활동은 주로 작은 무수신경섬유를 통하여 일어나는 것으로 믿어지고 따라서 무수신경은 관문을 열어주는 작용을 한다. 반면에 피부에 일정한 자극이 가해지면 수용체가 흥분되며 흥분된 섬유수가 증가하여 자극 없이도 흥분되는 작은 신경섬유와 유수신경섬유들이 동원되어 흥분하게 되고 이때 전달세포를 신속하게 흥분시키거나 한편으로는 관문을 닫는 방향으로 작용하게 되므로 전달세포의 흥분은 곧 소실된다. 이때 자극 강도가 증가된다면 관여되는 수용체나 섬유들도 더욱 증가될 것이고, 큰 신경섬유와 작은 신경섬유들은 서로 상반적으로 작용하게 될 것이나 전달세포의 흥분은 점진적으로 증가할 것이다. 왜냐하면 자극이 계속 될 때 큰 신경섬유는 적용현상을 일으켜 반응하지 않게 되나 작은 신경섬유는 적용이 느리므로 작용이 상변적으로 증가하게 되고 관문은 더욱 열려 전달세포의 흥분은 증가하게 될 것이다.

실험적으로 큰 신경섬유의 적응 현상을 방지하고 그 작용을 증가시킬 목적으로 피부의 진동 및 소양감과 같은 기계적 자극을 가하면 전달세포의 흥분은 다시 감소된다. 따라서 굵은섬유(일반적인 체성감각)의 흥분은 교양질 세포를 활성시켜 연접이전억제를 일으킴으로서(관문닫음) 통증전달을 억제한다. 그리고 가는섬유(통증과 관련)의 흥분은 교양질 세포를 억제하여 연접이전 억제의 기능을 감소시킴으로서(관문열림) 통증전달을 증가시킨다고 할 수 있다.

관문조절 이론에 따르면, 척수를 통해 전달되는 모든 자극 정보는 문(gate)을 통과하는 대상과 같다. 문이 열려 있으면 모든 자극 메시지는 중단되지 않고 흐르게 되지만 문이 부분적으로 또는 완전히 닫혀버리면 자극 메시지는 전달이 중단되고 만다.

어떤 사람이 다리에 상처가 났다고 가정해 보지 다리의 상처는 끊임없이 통증 자극을 불러일으키고 그 통증 메시지는 척수를 따라 끊임없이 뇌로 전달된다. 이 때문에 사람은 통증을 느끼게 되는 것이다.

이때 통증을 일으키는 다리에 마사지를 해 주게 되면 어떻게 될까? 마사지를 해 주기 전에는 통증 자극만 있었지만 마사지를 하게 되면 다리에 압력 자극이 생기게 된다. 그렇게 되면 뇌로 전달해야 할 자극이 두 개가 되는 셈이다. 하나는 통증 자극이고 하나는 압력 자극이다.

그런데 관문 조절이론에 따르면, 압력 자극을 전달하는 신경세포가 통증 자극을 전달하는 신경세포보다 전달 속도가 훨씬 빠르다. 그러므로 뇌는 더 속도가 빠른 압력 자극을 받아들이고 나면 문을 닫아버리기 때문에 통증 자극은 뇌로 전달되지 못하고 만다. 아픈 부2에 마사지를 해주면 통증이 사라지는 것은 이 때문이다.

 

• 엔돌핀설 (endorphins theory)

저빈도-고강도 경피신경전기자극은 엔돌핀의 분비가 증가하는 것으로 알려져 있다. 여러 학자들이 놔국소 자극으로 통증제거 효과가 유발되었다고 보고한 바 있으며 1976년 Frederickson과 Norris가 뇌수도관 주위를 전기자극하므로서 엔케팔린뉴론이 엔케팔린을 유리시킴으로서 통증이 억제된다 하였다, solund 등 (1977). Akil 등 (1978). Salar 등 (1981)은 경피신경전기자극으로 뇌척수액내에서 베타 엔돌핀이 증가하였다 하였으며 Malizia 등 (1979)도 전기자극으로 베타 엔돌핀이 증가한다 하였다. Hughes Jr 등 (1984)은 고빈도-저강도 및 저빈도-고강도 경피신경전기자극을 가한 결과 혈장내 베타 엔돌핀이 증가하였으며 두 자극 방법 간에는 유의한 차이가 없었다고 보고하였다. Choi 등 (1986)은 2 Hz, 82.5s, 35 mA의 경피신경전기자극으로 합곡 (LI 4)과 곡지U11)를 자극한 결과 뇨중 17-hydroxycorticosteroid(17-OHCS)가 유의하게 증가하였음을 보고 하여 저빈도-고강도 경피신경전기자극이 베타 엔돌핀의 분비와 관계있음을 시사하고 있다. Facchinetti F 등 (1984)은 85 Hz, 80 □의 직사각형파로 경피신경전기자극하여 진통효과가 있었고 혈장내 베타 리포트로핀, 베타 엔돌핀 및 ACTH가 유의하게 증가하여 경피신경전기자극에 의한 진통작용은 내재성 아편물질의 분비를 촉진시키기 때문이라 하였다.

 

• 양극전도차단 (anodal conduction block)

반복적 전기자극으로 말초신경의 전도속도가 감소되고 자극역치가 증가되며 A델타 및 C 섬유의 구심성 전도를 일시적으로 차단시켜 진통작용을 일으킨다. 따라서 감각신경섬유를 역행 자극한다. 신경의 전도차단은 액동빈도와 관계가 있다. 0.5 Hz, 1.0 Hz의 자극으로 도 신경의 전도속도가 감소하지만 Nyquist와 Ignezi (1979)는 말초신경에 전극을 매입하고 200 Hz로 5-20분간 자극한 결과 전도속도가 감소되고 자극역치가 증가됨을 관찰했으며, 180-200 Hz의 높은 빈도로 요골신경을 경피자극하여 A델타 및 C 섬유의 전도속도가 일시적 감소되고 전기자극역치가 상승했음을 보고하는 등 높은 빈도의 자극이 전도 속도를 감소시키고 역치를 상승시킨다. Pertovaara와 Kemppainen (1981)은 팔꿈치관절 위와 아래, 손목 새끼손가락에 전극을 대고 고빈도-고강도 경피신경전기자극한 결과 1-5분에 진통작용이 일어났으며 이는 전류의 음극효과에 의해 신경흥분성이 감소되기 때문이라고 하였다. 또한 고빈도-고강도 경피신경전기자극에 의한 신경전도속도 감소는 고빈도 고강도 전기자극으로 근육의 강축이 일어나고 이에 따라 혈관이 막혀 신경의 일시적인 허혈현상으로 영양결핍이 일어나기 때문으로 본다.

 

• 피질억제설 (cortical inhibitory surround theory)

피질억제는 광범위 유해억제조절 (diffuse noxious inhibitory control, DNIC)과 이에 따른 serotonin유리로 설명한다. LeBars 등 (1979)은 C섬유 및 A- 섬유를 통해 전달되는 유해자극뿐만 아니라 비유해자극, 고유수용성자극에 반응하는 척수후주신경원군이 있다고 주장한다. 이 신경원은 말초유해자극에 의해서 강하게 억제되며 이를 광범위유해억제조절(DNIC)이라고 한다. 척수후주의 DNIC부위는 존재한다. 원격 말초부위에서 강한 강도로 경피신경전기자극을 하면 광범위유해억제조절 (DNIC의 활성이 감소되어 통증이 소실되며, 진통작용은 국소분절에서 일어나지 않고 고위중추에서의 serotonin 분비와 관계가 있다.
Cheng과 Pomeranz (1981)는 naloxone처치로는 200 Hz 자극으로 유발된 진통작용은 반전시키지 못했으나 세로토닌 길항제인 parachlophenylalanine (PCPA)처치로 진통작용이 부분 반전되었음을 보고하였고. Chitour 등(1982)은 통증이 유발되는 고강도로 고양이의 좌골신경을 경피신경전기자극한 결과 뇌척수액에서 serotonin이 유리되었음을 증명하였다. 광범위유해억제조절 (DNIC에 의한 진통작용은 고위지배의 (higly innervated) 큰 근절에 전극을 대고 자극하는 것이 효과적이며, 원격배치, 반대측배치, 무관부위배치의 진동원리를 설명할 수 있다.

 

• 시상통증 부호 변화 (Change of thalamic pain code)

시상통증부호 변화는 Emmers에 의해 제시된 최신 이론으로 전기자극이 시상 신경원의 가시간격 부호 (spike-intervalcode)를 변화시켜 통증을 억제한다는 이론이다. Emmers는 뇌수도관주위 (PAG)에서 유발전위를 측정한 결과 자발적으로 4-12/s의 가시 전위가 발생된다고 하였다. 뇌도수관주위 또는 좌골신경을 자발 가시전위의 빈도보다 낮은 빈도로 전기 자극하면 2nd somasthetic region (S II) 신경원의 자연 발사 (spontaneous firing)가 약간 증가하여 통증을 유발시키지만, 자발 가시전위의 빈도보다 높은 20, 50, 70 Hz의 빈도로 자극하면 정중속방핵군(CM-PF)현저하게 흥분하여 진통작용이 일어난다고 하였다 즉 뇌수도관주위 (PAG) 신경원의 발사빈도를 인위적인 전기자극으로 증가시켜 S II 신경원의 가시간격부호 (spike-interval code)를 단절시켜 진통작용을 일으킨다.
시상통증부호 변화는 돌발 경피신경전기자극에서 잘 일어나며 머리, 볼, 목을 자극하거나 통증부위를 자극하는 것이 효과적이다. 다른 방법으로 진통효과를 얻지 못했을 때 횡두개배치 또는 제 2경추 부위 양측 자극을 권장한다.

4. TENS(경피신경전기자극)의 특성

경피 신경 자극은 저전압의 변형된 평류전류나 저주파 전류를 사용한다. 현재 사용되는 경피신경전기자극기는 맥동빈도, 맥동폭, 자극강도 등이 다양하게 나와 있다. 경피신경전기자극기의 제원이 다양하나 전류의 맥동빈도 맥동폭, 자극강도 및 치료시간, 자극부위, 전극배치 방법의 결정이 경피신경자극치료시 중요한 고려사항이다.

 

• 파형 (wave form)

파형은 단상 직사각형 파 (monophasic rectangular wave), 비대칭 이상 직사각형 파 (asymmetrical biphasic rectanguar wave), 대칭성 이상 직사각형 파 (symmetrical biphasic rectangular wave), 변형 가시파 (modified spike wave), 단상 직사각형 고빈도파 ( monophasic rectangular high frequency carrier)의 5가지 형태와 정현파 (Sine ave)가 많이 이용되고 있다.

 

• 맥동빈도 (pulse rate) 및 맥동기간 (pulse duration, width)

맥동빈도는 10-100 pps, 20-200 pps등 그 범위가 10-200 pps로 다양하며 대개는 1-100 pps로 되어 있어 적절한 맥동빈도를 선택 조절하여 사용할 수 있다.
맥동기간은 10-200 <<S, 120-330 <<S, 50-500 <<S등 범위가 10-600<<S로 다양하다. 비대칭성 이상 직사각형파는 50-500<<S. 단상 직사각형파는 10-100<<S의 맥동폭을 가지고 있다.

 

• 자극강도 (amplitude, intensity)

자극강도는 10-50 mA, 0-100 mA, 0-150 mA등으로 다양하나 보통 0-100 mA까지로 된 것이 많다.

 

• 전극 (electrode)

전극은 크기와 형태가 다양하다. 재료에 따라 패드전극, 탄소실리콘전극, 일회용 종이전극, 카라야검전극(Karaya gum electrode) 등이 있으며 탄소실리콘전극이 많이 사용되고 있다. 전극의 모양과 크기도 직경 5 cm의 원형으로된 딱단추(snap), 핀형 (pin), 5x5cm되는 정사각형, 직사각형, 바나나형 등 매우 다양하기 때문에 치료부위의 특성에 알맞는 전극을 선택하여 사용한다.

 

• 채널 형태 (channel)

채널형태는 단일 채널 (single channel), 이중채널(double channe), 다채널 (multi-channel)등으로 다양하다.

 

• 치료시간 (treatment duration)

치료시간은 10여분부터 20여 시간 까지 매우 다양하지만 보통 1일 1회 30분-1시간씩 시행하는 경우가 많으며 환자 및 통증의 상태에 따라서 치료시간 및 치료횟수를 결정하는데 통증이 심할때마다 시행하는 것이 바람직하다.

5. TENS(경피신경전기자극의 치료방법

경피 신경 자극 치료의 가장 효과적인 조건에 대해서는 아직 정설이 없는 실정이다. 경피신경전기자극시 통증의 특성 개인의 통증역치차이, 전극의 위치 및 배치방법을 비롯하여 자극강도. 파형, 맥동빈도와 맥동기간 등 경피신경전기자극기의 특성이 진통효과를 결정하는 중요한 변수로 작용한다. 따라서 계속적인 평가 치료를 시행하여 효과적으로 통증이 제거되는 조건을 아서 경피신경전기자극치료를 시행하는 것이 바람직하다. 파형에 따른 생리적 효과에 대한 특성은 잘 밝혀지지 않았으나 일반적으로 과민반응(hypersensitivity), 말초신경손상이 있는 환자는 맥동기간이 충분히 긴 정사각형파 또는 직사각형 파를 사용한다. 급성통증을 일시적으로 빠르게 치료하기 해서는 가시파를 사용하고 만성통증에 진동효과를 장시간 지속하기 위해서는 맥동기간이 긴 정사각형파, 직사각형파, 정현파를 사용한다.

Lampe는 맥동빈도가 85-125 pps, 맥동기간이 75-150 (S가 감각신경의 큰A섬유를 자극하는데) 가장 효과적인 자극조건이라 제시 한 바 있다. 운동신경섬유는 25 pps, 500 (S또는) 그 이상과 같은 낮은 맥동빈도와 긴 맥동기간에서 잘 자극되는 반면, 감각신경섬유는 높은 맥동빈도와 짧은 맥동기간에서 자극이 잘된다. 맥동기간은 일반적으로 신경근육계의 기능이 정상일 때에는 100-150 범위에서 사용하나, 신경손상이 동반된 경우에는 200-300 정도로 크게 한다.

환자가 처음 내원했을때 1차 평가 치료를 시행하는데 먼저 통증 부위, 발통점, 피절, 경혈 등 중에서 하나를 임의로 선택하고 피부 자극을 극소화 시키기 위하여 전도매개물 (hypoallergenic conductive gel)로 전극풀이나 전도지(hypoallergenic paper)등을 사용 전극을 배치하고 전극고정 반창고나 벨크로 스트선 등으로 고정한다.

고빈도저강도 경피신경전기자극에서는 환자가 주관적으로 감각이 편안하다고 (comfortable) 느낄 때까지 자극 강도를 서서히 증가시키고 맥동기간을 약간 불쾌감 (mild unpleasant sensation)을 느낀 다고 할 때까지 증가시킨 후 다시 환자가 편안하다고 느낄 때까지 자극 강도를 감소시킨 다음 환자가 가장 편안한 감각 (most comfortable sensation)을 느낄 때까지 맥동빈도를 증가 또는 감소시킨다.

또는 맥동기간을 적절히 선택하고 나서 환자가 감각이 가장 좋다고 느낄 때까지 자극 강도를 증가 시킨 다음 맥동빈도를 증가 또는 감소시키면서 환자가 가장 편안하다고 느끼는 지점에 고정시키고 치료한다. 단순한 방법으로는 맥동빈도를 85-125 pps정도 맥동기간을 75-150 ((S정도로 미리 고정하고 환자가 가장 좋다고 느끼는 지점까지 자극 강도를 서서히 증가시킨다.

이때 주의해야 될 점은 운동 신경이 함께 자극될 수 있기 때문에 이를 배제하기 위해서 최소가시수축 (mvc)이 유발되지 않는 상태에서 경피 신경 자극을 시행해야 된다.

저빈도-고강도 경피신경전기자극에서는 맥동빈도를 2, 4, 8, 10 Hz등으로 설정하고 높은 강도로 자극한다. 치료 후에는 전극을 댓던 부위의 피부 자극 증상 유무를 점검하고 만약 치료에도 통증이 더욱 증가되면 치료를 중단한다.
이상과 같은 방법으로 경피신경자극치료를 시행하면서 통증이 소실되는 시간 및 정도들을 측정 평가 한다. 경피신경전기자극 치료 시행 일정기간이 경과한 후 통증이 소실되었다면 1차 평가 치료시의 맥동빈도, 맥동기간, 전극의 위치 및 배치 방법 등의 여러 조건이 양호함을 시사하므로 이와 같은 조건으로 계속 치료를 한다.

1차 평가 치료에서 통증의 효율적 소실이 없었다면 전극의 위치 및 배치방법. 채널 사용의 수, 파형, 맥동빈도, 맥동기간등을 1차 평가치료와는 다른 방법으로 자극하여 통증이 효율적으로 제거될 수 있는 조건을 이어야 한다. 여러 차례에 걸친 평가치료로 맥동빈도, 맥동기간, 전극의 위치 및 배치방법, 채널 수 등 가장 효율적인 조건을 구하여 본격적인 통증치료를 한다.

통증이 만성적이고 계속적으로 유발되거나 치료 시설과 먼 거리에 있어 통원 치료가 어려운 환자에게는 일정기간 동안 평가치료를 받으면서 경피신경전기자극기의 정확한 사용 방법 및 기타 지식을 교육한 후 자가치료를 하고 자가치료 기간 중에도 정기적으로 병원에 방문하여 치료의 평가, 계속 사용 여부 및 기타 주의사항을 듣도록 한다.

6. 전극의 위치 및 배치방법 (electrode placement method)

 

• 채널의 선택

1) 단일채널 배치법 (single channel placement)
단일채널 배치법은 1개의 채널에서 나오는 2개의 전극을 배치하는 방법이다.

2) 이중채널 배치법 (dual channel placement)
이중 채널 배치법은 2개의 채널에서 나오는 4개의 전극을 배치하는 방법으로 일반적으로 널리 사용된다.

3) 다채널 배치법 (muti-Chennel placement)
다중채널 배치법은 3개 이상의 채널에서 나오는 6개 이상의 전극을 배치하는 방법이다.

 

• 전극배치방법

1) 일측배치법 (unilateral placement)
일측배치법은 통증이 있는 쪽에만 전극을 배치하는 방법이다. 예를 들면 왼쪽 팔에 통증이 있을 때 왼쪽 팔에 전극을 배치한다.

2) 양측 배치법 (bilateral placement)
양측 배치법은 통증이 있는 쪽과 반대쪽에 대칭으로 전극을 배치하는 방법이다 예를 들면 왼쪽 팔에 통증이 있을 때 왼쪽 팔과 오른쪽 팔에 전극을 배치한다.

3) 반대 측 배치법은 통증이 있는 부위의 반대 측 부위에 전극을 배치하는 방법이다. 작열통 (causalgia), 환상지통, prosthetic neuralgia 등 통증부위에 전극을 직접 접촉 부착하기가 어렵거나 전기자극을 하기 어려운 경우에 사용한다.

4) 교차 배치법 (crossed or bracket placement)
통증이 가장 심한 부위에서 전류가 집중되도록 전극을 교차 배치하는 방법이다. 예를 들면 견갑부 통증을 치료할 때 견갑 양쪽에 전극을 나란히 위치시키거나 또는 건갑 중심부에 전류가 집중되도록 전극을 대각선으로 교차시켜 배치한다.

5) 삼각 및 이중 삼각배치
①삼각배치 (triangular placement)
이중채널을 이용하여 삼각배치하는 방법이다. 후두통의 경우 한 음극전극 (single negative electrode)을 두정부에 위치시키고 양극전극 (positive electrode) 2개를 후두골 하부의 흉쇄유돌근 사이에 위치 시켜 삼각형으로 배치한다.

② 이중 삼각배치 (double triangular placement)
다전극을 이용하여 이중 삼각으로 배치하는 방법이다. 목과 허리에 통증이 있을 때 한 개의 양극전극을 제 12 흉추와 제 1요추의 극돌기부위에 위치시키고 두개의 음극전극을 경흉추옆 척추주위근에, 또 다른 두개의 음극전극을 요천추옆 척추주위근에 배치한다.

6) 다전극 배치법 (multi-electrode placement)
다전극배치 방법은 6개 이상의 전극을 특수 선로 (specific linear pathwaw)나 말초신경 주행로를 따라 배치하는 방법이다. 예를 들자면 하지의 방사통에 대해 좌골신경 주행로를 따라서 6개 이상의 전극을 배치시킨다. 이러한 방법은 단일 채널이나 양측 배치법으로 만족할 만한 효과를 얻지 못했을 때 사용해 봄직하다.

 

• 전극의 위치

경피신경전기자극치료에 있어 전극의 위치는 치료효과에 중대한 요인이 되며 통증의 원인, 통증의 유발부위, 통증의 성격 등에 따라 선택한다.

1) 통증 부위 (painful region)
통증이 심한 부위 및 통증 부위의 주위에 전극을 위치시키는 방법으로 보편적으로 많이 이용되고 있다.

2) 특수점 (specific point)
① 운동점 (motor point)
미세한 전류량으로 통증이 수반되지 않고 반응이 쉽게 유발되는 근육에 깊게 덮히지 아니한 지점인 운동점에 전극을 부착하여 통증을 치료한다.

② 발 통점 (trigger point)
근육조직 또는 근막에 존재하는 과긴장점인 발통점에 전극을 부착하여 통증을 치료한다.

③ 경혈 (meridian or acupuncture point)
14경락에 있는 특수한 반응점인 경혈에 표면전극을 대주는 방법이다. 주로 저빈도-고강도 경피신경전기자극때 이용하며, 경혈에 첨자입 대신 경피적 전기자극을 하기 때문에 침자입시의 통증 및 불안감 없이 치료할 수 있다. 경혈은 십이 정경과 임맥, 독맥 등 14경락에 있는 특수한 반응점으로 침 또는 뜸의 시술점으로서 대략 360-365개가 있는 것으로 알려져 있으나 해부학적, 조직학적으로는 특수 조직이나 구성체를 규명하지 못하고 있는 실정이다. 최근 중국에서는 특수한 신혈을 600여개나 발견하여 임상에 응용하고 있고 구미에서는 경혈에 전기자극을 하여 통증을 치료하고 있다.

Fox 와 Melzack (1976)은 요동환자에게 경피신경전기자극 및 전기침자극을 하여 통증역치가 57% 상승하였다고 보고하였고 Ernst 와 Lee (1987는 합곡에 전기침자극을 가하여 실험적 통증역치가 27.5 % 상승하였다고 보고하였다. Zhou 와 Xi (1986)는 토끼의 합곡과 외관에 경피신경전기자극 및 전기침자극을 가한 결과 통증역치가 유의하게 상승하였음을 보고하였다.

Leo는 소해, 합곡·청령에 경피신경전기 자극을 가하여 소아의 반사성 교감신경위축증을 부작용 없이 효과적으로 치유했다고 보고 한 바 있다.

Mannheimer는 어깨통증을 비노, 족삼리, 충양에 경피신경전기자극 치료를 시도한 바 있다.

1953년 Paul FM, Nogier 박사가 귀바퀴에 여러 기관의 기능이 반응하는 110여개의 점을 발견하여 이침법(aunculotherapy)이라 소개하였는데 효과가 양호하여 침구에서 널리 응용되고 있다. Oliven 등 (1986)은 이침점에 경피신경전기자극을 가하여 통증역치가 유의하게 증가하였다 하였고, Krause 등 (1987)은 이침혈에 저빈도고강도 경피신경전기 자극을 가한 곁과 실험적 동증역치가 유의하게 증가하였다고 보고하였으며, Lein 등 (1989)은 이침점 이침점과 경혈에 경피신경전기자극을 가하여 통증역치가 유의하게 상승하였고 이침점' 경혈, 이침점과 경혈자극군간에유의한 차이가 없었다고 보고 한바 있다.

3) 피절 (dermatome)
피절은 척수신경근의 감각신경이 지배하는 피부 표면 감각 부위로 전극을 특수한 해부학적 점이 아닌 감각영역에 부착한다. 피절안에 존재하며 같은 신경근이 지배하는 운동점, 경혈, 발통점 등을 자극하기도 한다. 예를 들자면 제 5요수 피절통 (L5 dermatome pain)이 있는 경우 제 5요수 피절 영역인 하퇴의 전외측부에 전극을 대고 치료하며, 피절내의 특수부위 즉 전경근 (tibialis anterior)의 운동점 및 발통점, 족삼리 지점에 전극을 위치시켜 치료하기도 한다.

4) 척수분절 (spinal cord segment)
통증부위를 지배하는 척수위 (spinal cord level)의 신경근에 전극을 위치 시키는 방법으로 한 전극은 척수신경근 부위에 위치 부착하고 다른 전극은 이 신경근과 관련되는 피절, 운동점, 경혈, 발통점 등에 부착하는 방법이다. 예를 들면 한 전극을 척추극돌기 사이 또는 제 5-7경수 분절의 측면에 부착하고 다른 전극은 제6경수의 신경근과 관련이 있는 피절, 피절내에 있는 운동점, 경혈 발동점 등 특수 부위에 부착하여 치료한다.

5) 말초 신경 (peripheral nerve)
대부분 말초신경은 표면과 가깝게 지나는 곳 (superficial point)이 하나 또는 그 이상이 있는데 한 전극은 근위부의 표면주행 지점에 부착하고 다른 전극은 원위부의 표면 주행 지점에 대고 치료한다. 예를 들면 척골신경의 주행을 따라 근위부와 원위부에 전극을 위치시키는데 자극하기 쉬운 지점 즉 표면 주행부위인 겨드랑 (axilla) 부위와 척골의 팔꿈치머리홈 (olecranon groove) 상부, 팔꿈치머리홈 하부와 척측수근굴근의 수근 관절 부위에 각각 전극을 부착하여 치료한다.

6) 신경총 (nerve plexus)
신경총에 한 전극을 부착하고 다른 전극은 말초신경의 표면 주행부위에 부착하는 방법이다. 가장 널리 이용되는 경우는 상완신경총으로 상지에 광범위한 통증 (diffuse pain)이 있을 때 사용되며 에르브점 (Erb's point)에한 전극을 대고 다른 전극은 제 1배측골간근 (first dorsal interosseus web), 경혈 (LI 4, 합곡), 제 1배측 골간근의 운동점, 모지내전근의 발통점 등에 대고 치료한다.

7) 선로 (linear pathway)
해부학적인 경로나 또는 해부학적 경로와 무관하게 어떠한 선을 따라 전극을 배치하여 치료한다. Lampe는 이 선로가 말초신경, 경혈, 연관동을 일으키는 발통점과 관계 될 수 있다고 하였다. 예를 들자면 근위부에서 가장 압통이 심한 부위 또는 발통점을 따라 자극한다.

8) 무관부위 배치법 (unrelated area placement)
통증 부위 및 원인과 관계가 없는 부위에 전극을 대준다. 주로 척골신경, 정중신경. 척추의 상단과 하단, 경추 상부 등이 좋은 무관부위로 알려져 있다.
Picaza는 두통을 제외한 다른 부위에 통증이 있을 때 척골신경에 전극을 배치시키는 방법이 가장 효과적이라고 보고한 바 있다. Tien은 척골신경을 자극하여 요통을 효과적으로 치유했음을 보고한 바 있으며 Shealy는 척골신경, 정중신경, 척추의 상단과 하단, 경추 상부 등이 전극배치의 좋은 무관부위 (good unrelated area)로 사용될 수 있다고 추천했다.

9) 두개 횡 배전법 (transcranial placement)
양 측두부에 전극을 배치시키는 방법으로 Shealy는 측두부 (temporal region)의 양측에 전극을 위치시켜 만성 통증

7. TENS(경피신경전기자극의 적응증 (Indications)

경피 신경 자극은 동통 치료 목적으로 사용하며 부수적으로 약간의 미열 및 마사지 효과가 나타나기도 한다. 급성 동통, 만성 동통, 심인성 동통등을 동반하는 제반 질환이 경피 신경 자극 치료의 적용증이 된다.

 

• 통증을 동반하는 근골격계의 각종 질환 및 손상

경추, 요추 등의 척추 및 기타 관절의 염좌 (sprain &strain of spine and other joints), 활액낭염 (bursitis), 건초염(tendinitis), 동결견 (adhesive capsulitis of shoulder), 상과염 (epicondylitis), 척추 및 각 관절의 퇴행성 관절염(degenerative arthritis of spine &other loint), 극근막통증증후군 (myofascial pain syndrome), 류마티스성관절염(rheumatoid arathritis), 사경 (torticollis), 턱관절기능장애 (temporomandibular dysfunction), Pellegrini-stieda 병퇴행성 추간판질환 (degenerative disc disease), 척추압박골절 (compression fracture of spine), 회전근개 (ratotor Cuff)파열, 반사성 교감신경위축증 (reflex sympathetic dystrophy), 근경축 (muscle spasm) 등 근골격계의 각종 질환 및 손상으로 인한 통증을 치료한다.

 

• 통증을 동반하는 신경계의 각종 질환 및 손상

신경통 (neuralgia), 작열통 (causalgia), 두통 (headache). 편두통 (migraine), 긴장성 두통 (tension headache), 환상지통(phantom limb pain), 대상포진 (herpes zoster), 수근관증후군 (carpal tennel symdrome), 당뇨병성신경병 (diabetic neu-ropathy), 말초신경염 (peripheral neuropathy), 시상증후군 (thalamic syndrome), 다발성경화증 (multiple sclerosis), 척수로(tabes dorsalis), 척수공동증 (synngomyelia), 척추 협착증 (spinal stenosis), 척수신경근손상 (nerve root injury), 말초신경손상 (peripheral nerve injury), 척수손상 (spinal cord injury동신경계의 각종 질환 및 손상으로 인한 통증을 치료한다.

 

• 수술 후 통증 (post-surgical pain)

요추궁절제술 (lumbar laminectomy), 개흉수술 (thoracotomy), 유방절제술(mastectomy), 흉골절개술 (stemotomy). 관절전치술 (joint replacement), 관절 성형술 (arthroplasty), 복부수술 (multiple abdominal surgery)등 각종 수술 후에 동반되는 통증을 치료한다.

 

• 기타

암으로 인한 동통 (cancer pain), 만성복통 (chronic abdominal pain), 분만동 (parturition pain), 생리통 (dysmenomhea), 불명동 (unknown pain)을 비롯하여 심인성 통증 (psychogenic pain)등을 치료한다.



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