측두하악장애의 전기자극요법
부산대학교 치의학전문대학원 구강내과학교실1)
인제대학교 부산백병원 구강내과학교실2)
허준영
1)․김경희
2)․옥수민
1)․안용우
1)․정성희
1)측두하악관절장애(temporomandibular disorder, TMD)는 통증, 기능제한, 관절잡음등을 나타내는 복합적인 질병이다. 증상이 발생하여 병원에 내원하게 되면 주로 통증조절을 목적으로 치료를 받게 되는데 이때 대부분의 환자에게 손쉽게 적용할 수 있는 방법이 물리치료이다. 물리요법은 한냉요법, 온열요법, 전기자극요법, 이온영동치료법, 악관절가동술 등 여러가지 방법 이 있다. 본 종설을 통해 통증을 조절하는데 탁월한 결과를 보이는 전기자극요법에 대해서 다뤄보고자 한다.
주제어: 측두하악장애, 물리치료, 전기자극요법
1)Ⅰ. 서 론
측두하악관절장애(temporomandibular disorders, TMD) 는 통증, 기능제한, 관절잡음 등을 나타내는 복합적인 질병이다.1) 만성적인 진행을 보이는 질환의 특성상 서서히 진행되는 경우가 많으며 대부분 이악물기, 고 형식 저작, 턱괴기, 스트레스 등의 잘못된 생활습관의 영향을 받는다.2) 일단 증상이 발생하여 병원에 내원 하게 되면 주로 통증 조절을 목적으로 치료를 받게 되는데 이때 대부분의 환자에게 손쉽게 적용할 수 있 는 방법이 물리치료이다.3) 물리요법은 한냉요법, 온 열요법, 전기자극요법, 이온영동치료법, 악관절가동 술 등 여러가지 방법4)이 있는데 통증을 조절하는데 탁월한 결과를 보이는 전기자극요법에 대해서 다뤄 보고자 한다.
전기자극 요법은 경피성전기신경자극치료(TENS), 저주파자극요법, 전기침자극요법(EAST) 등이 현재
교신저자 : 정성희 경남 양산시 물금읍 범어리
부산대학교 치의학전문대학원 구강내과학교실 전화 : 055-360-5242
Fax : 055-360-5238
E-mail :[email protected]
* 본 연구는 2013년도 부산대학교 치과병원임상연구비지원으로
시행되고 있으며 치과의료보험 적용 항목이다.
Alessandro Volta(1745~1785)가 전지를 발명한 이후 전기치료가 치료에 도움이 되는 방법을 찾아보다가 Dr. Golding Bird(1814~1854)에 의해 전기치료가 정식 으로 물리치료의 방법으로 채택되었다. 이후 그가 근 무하는 Guy's hospital에 전기치료과가 설치되어 치료 에 응용되었다. 그 이후 전기치료는 소수에 의해서만 시행되어져 오다가 Wall &Melzack(1965)이 발표한 관 문조절설(Gate control theory) 등장으로 전기치료가 통 증 관리에 사용되는 발판을 마련하게 된다.5) 큰 직경 의 고유감각수용성신경을 선택적으로 활성화시켜 작 은 직경의 섬유에 의한 유해수용성자극을 차단하거 나 조절하여 동통을 감소시킨다는 관문조절이론6)은 전기치료를 통증치료에 적용하는 학문적인 근거를 마련하였을 뿐만 아니라 이를 토대로 다양한 적용이 시도되었다. 이외에도 전기치료가 진통작용에 영향을 준다는 근거는 양극전도차단이론, 피질억제설, 엔도 핀설 등으로 설명이 된다. 양극전도차단이론에서는 반복적 전기자극을 통하여 신경의 전도속도를 감소 하게 되어 자극역치를 상승시키게 되고 그 결과 Aδ, C섬유의 구심성전도가 일시적으로 차단되어 진통작 용이 나타난다고 설명한다. 피질억제설에서는 원격 말초부위의 고강도 자극을 통하여 광범위유해억제조 절(DNIC)의 활성을 감소하게 되어 결과적으로 통증 은 소실되고 실제의 진통작용은 고위중추에서의
serotonin분비와 관련이 있다고 설명한다. 엔도르핀설 에서는 전기자극을 통하여 β-엔돌핀의혈류내 분비가 증가되어 진통작용에 영향을 준다고 설명을 하고 있 다.7)
거의 대부분의 전기치료에서 사용하는 주파수대는 거의 저주파이며 1,000Hz이하의 영역이 여기에 속한 다. 이외에도 중주파(2,000-2,500 혹은 4,000-4,500 Hz) 치료기가 있으며 간섭파치료(Interferential Therapy)기 도 여기에 속한다. 1,000,000 Hz이상을 고주파로 정의 하는데 길이에 따라 장파(Long Wave), 단파(Short Wave : 10~100 MHz), 초단파(Ultra short Wave: 30~300 MHz), 극초단파(Microwave: 300~3,000 MHz)로 나뉜 다.
전기자극치료를 적용할 때는 통증의 감소, 부종의 저하, 근경련의 감소, TMD와 연관된 염증이나 대사 이상의 감소를 기대한다. 통증을 동반하는 근골격계 의 질환, 통증을 동반하는 신경계의 각종질환, 수술후 통증, 기타(암으로 인한 통증, 만성복통, 분만통, 생리 통, 불명통, 심인성 통증)이 적응증이 되며 피부개방 창상, 감염, 감각이상부위(마비, 과민), 심박조율기 (pacemaker) 장착환자, 임산부, 심장질환자(심부정맥, 급성심근경색증), 경동맥동(carotid sinus) 부위, 눈 위 또는 주위, 체모가 많은 부위에서는 그 적용을 금하고 있다. 발생가능한 부작용으로는 화상 또는 피부자극 증상(발적, 수포, 발진, 종창, 액체분비(weeping))가 보 고되고 있는데 이는 단상 직류전류 사용시에 주로 발 생한다고 하며 이상교류전류 사용시는 거의 문제없 다고 한다.8)
Ⅰ. Galvanic stimulation / EGS (Electrogalvanic stimulation therapy) 고전압 갈바닉자극기(high-voltage galvanic stimulator) 와 저전압교류 발생기(low-voltage AC generator) 및 간 섭전류저주파 자극기(Interference Current Therapy (ICT)) 등이 있다. 갈바닉 전기자극은 근육이 전기자극 시 수축을 일으킨다는 원리를 이용한다. 규칙적인 전 기자극을 근육에 가해 반복적인 불수의적 수축과 이 완을 야기하는 고전압 갈바닉자극기는 근경련, 부종, 관절기능장애의 치료에 주로 쓰인다.
고전압 갈바닉자극기는 규칙적인 전기자극 (Rhythmic electrical impulse)을 적용하여 불수의적인 수축과 이완을 반복하게 함으로써 근육경련을 차단 하고 근육의 혈류량이 증가되어 통증감소가 나타난
다. 근경련, 부종, 관절기능장애의 통증감소를 목적으 로 적용한다. 전압의 증가에 의해 조직 침투력이 증가 하고 혈관확장을 통한 말초순환의 개선작용으로 효 과가 나타난다. 적용강도는 환자가 통증을 느끼지 않 는 최고수준으로 정하고 시간은 20분에서 30분정도 로 적용한다. 그러나 운동신경에 상당한 자극발생시 실제 근육 통증이 악화될수 있다.4,9)
정형외과 영역에서 많이 쓰이는 간섭전류저주파 자극기(ICT)는 4,000Hz 영역에서 두가지의 중간대 주 파수 전류 사용하며, 1~100 Mz 범위의 간섭전류가 발 생하여 그 효과가 나타난다. 기기조작을 적게 하면서 투열 깊이를 증가시키며, 통증이 감소되고, 조직내 혈 관 확장이 나타난다는 장점이 있다. 그러나 넓은 부위 에서 사용할 것을 권장하고 있으므로 두경부 영역은 적용에 제한이 있으며 Payne는10) 측두하악장애 환자 에서 EGS치료가 효과적이지 않음을 보고한바 있다.
기전으로는 감각신경섬유가 자극되고, 정상적인 운동 신경 자극으로 근 수축이 유발되고, 혈관 확장에 의한 혈류량 증진 및 대사 과정 촉진의 생리적 효과가 있 다고 알려져 있다. 적응증으로는 근골격계 손상 및 질 환(류마티스성 관절염, 류마티스성 열, 퇴행성관절염
․강직성 척수염, 근염, 건초염, 근육통, 견수증후군, 요통, 인대손상, 타박상, 염좌, 골절, 가골형성 지연, 골수염, 골막염, 골관성 결핵, 선천성 고관절탈구, 평 편족)이 대표적이며, 신경계 손상 및 질환은 말초신경 손상, 안면신경마비, 편두통, 후두신경통, 삼차신경통, 늑간신경통, 신경염, 작열통, 환상지통, 다발성 신경 염, 지주막염, 척수염, 척수손상, 뇌손상, 편마비등에 적용된다. 순환계 질환으로는 버거씨병, 레이노병, 동 맥경화증, 동맥폐쇄성 질환, 당뇨병성 괴저, 욕창, 림 프수종에 적용되며, 피부질환으로는 심상성좌창, 대 상포진, 신경성피부염, 방사선손상, 화상, 동상등에 적용된다. 내과질환에도 적용되는데 만성 신장염, 신 경병증, 당뇨병, 비만증, 만성 위염, 위무력증, 소화성 궤양, 변비, 고혈압, 만성 간염, 기관지 천식 등에 적 용되므로 거의 대부분의 질병에 적용된다고 해도 무 방하다. 금기증으로는 급성 심부정맥 혈전증, 급성 혈 전성 정맥염 ,심박 조절기를 착용한 경우, 감염성 질 환, 피부질환,임신부의 복부와 요천추 부위 등이 있 다. 기대되는 치료 효과에는 진통효과, 혈류량 증진, 부종 및 혈종 흡수, 염증 완화, 창상 치유 과정 촉진 등이 있다.
Ⅱ. TENS(Transcutaneous electric nerve stimulation)
경피성 신경자극(TENS)은 통증과 기능장애의 치료 에 널리 사용되어 왔으며, 급 만성 턱관절장애 통증에 모두 효과적인 방법으로 인정받고 있다.11,12) 경피성 신경자극은 큰 직경의 교유감각수용성 신경을 선택 적으로 활성화하여 작은 직경 섬유에 의한 유해수용 성 자극을 차단하는 기전을 가진다. 즉, 통증성 장애 에서 감각의 역자극을 위해 사용된다. TENS의 강도 가 근육섬유가 활성화 되는 지점까지 증가한다면 TENS는 더 이상 통증조절을 위해서가 아니라 근육이 완을 위해 사용하는 EGS가 된다. 따라서 종종 TENS 와 갈바닉전기자극요법 용어는 빈빈히 상호교환적으 로 사용되어 혼란을 야기한다.13)경피성 신경 자극은 일반적으로 3가지 형태로 분류된다.
1. Conventional High Frequency TENS 가장 많이 쓰이는 TENS의 형태로 고빈도, 저강도 의 TENS이다. 50~100 Hz, pulse width: 40~75μsec, asymmetric biphasic wave의 형태로 사용되며 큰 직경 의 고유감각수용성 신경을 선택적으로 활성화시키며 유해수용성 자극을 차단하거나 조절하여 통증을 감 소시킨다. 통상적인 자극에서는 근수축이 나타나지 않으며 내인성 opioid 방출이 나타나지 않는다. 진통 유발이 빠르게 나타나지만 진통지속시간이 20-30분 으로 짧다.
2. Low Frequency Acupunture-like TENS 침술과 유사한 형태의 강하고 낮은 주파수(0.5~10 Hz, pulse width: 150~250μsec, asymmetric biphasic wave)의 TENS로 치료시 20-30 분간의 유도시간이 필 요하다. 해당 근육은 강하고 현저하게 수축되며 통증 경감 시간은 2-6시간으로 길지만 통증 부위의 강한 수축이 일어나게 된다. 이와 같은 자극은 예민한 두개 안면부에서는 사용하기가 싶지 않다.14)
3. Pulse Train
이와 같은 형태의 TENS는 높거나 낮은 강도에서 모두 사용되며 복합된 pulse train은 낮은 속도의 파동 으로 고주파의 격렬한 자극을 제공한다. 통상적인
TENS 보다 적은 전류가 필요하며 이는 TENS의 변조 나 강도를 높이는 수단으로도 사용된다.
이외에도 짧은 시간동안 강도를 높여서 적용하는 방법도 존재한다.
하지만 두개안면부 영역에서는 짧고 강한 TENS의 자극은 하악 거상근의 강한 수축을 유발시키며 이는 해당 부위의 허혈을 유발하여 아관긴급 상태와 유사 하게 되므로 주의하여야 한다. TENS는 주로 외상 또 는 수술 후 부종, 보호성 근긴장이 있을때 0.7~1Hz의 주파수로 적용하여 느리고 규칙적인 근수축을 유발 시 최적의 효과가 나타나게 된다.15)조 등은 경피신경 자극치료기의 기능별 주파수에 따른 교근과 피개상 피의 혈류변화에 관한 연구에서 1.5 또는 3.0hz 의 주 파수가 효율적이며, 주파수의 강도가 높아질수록 근 육에 미치는 영향이 바람직하지 않음을 보고했다.16) 4. 전극의 위치
경피성 신경자극치료에 있어서 전극의 위치는 치 료효과에 중요한 요인이며 통증의 원인, 유발부위, 특 성 등에 따라 선택하며 이용되는 위치는 다음과 같다.
① 통증 부위 (painful region)
통증이 심한 부위 및 통증 부위 주위에 전극을 위 치시키는 방법으로 보편적으로 많이 사용된다.
② 특수점 (specific point)
- 운동점 (motor point) : 근육에 의해 깊게 덮이지 않아서 미세한 전류로도 반응이 쉽게 유발되는 운동 점에 전극을 부착하여 치료한다.
- 발통점 (trigger point) : 근육조직 혹은 근막에 존 재하는 과긴장점인 발통점에 전극을 부착하여 통증 을 치료한다.
- 경혈 (meridian or acupuncture point) : 경락에 있는 특수한 반응점이 경혈의 표면에 전극을 부착하는 방 법이다. 주로 저빈도-고강도 경피신경전기자극을 이 용하며 경혈에 경피적 전기자극을 적용하므로 침자 입에 따른 통증이나 불안감 없이 치료할 수 있다.
③ 피절 (dermatome)
척수신경근의 감각신경이 지배하는 피부 표면 감 각 범위로 전극을 특수한 해부학적 점(point)이 아닌 감각영역에 부착한다.
④ 척수분절 (spinal cord segment)
통증부위를 지배하는 척수위(spinal cord level)의 신 경근에 전극을 위치시키는 방법으로 한 전극은 척수
신경근 부위에 부착하고 다른 전극은 이 신경근과 관 련되는 피절, 운동점, 경혈, 발통점 등에 부착하는 방 법이다.
⑤ 말초신경 (peripheral nerve)
대부분 말초신경은 피부표면과 가깝게 지나는 곳 (superficial point)이 하나 혹은 그 이상 존재하는데 한 전극은 근위부의 피부표면 주행부위에 부착하고 다 른 하나는 원위부의 피부표면 주행부위에 부착하는 방법이다.
⑥ 신경총(nerve plexus)
신경총에 한 전극을 부착하고 다른 전극은 말초신 경의 표면 주행부위에 부착하는 방법이다.
⑦ 무관부위 배치법 (unrelated area placement) 통증부위 및 원인과 관계가 없는 부위에 전극을 대 주는 방법으로 주로 척골신경, 정중신경, 척추의 상단 과 하단, 경추 상부 등이 좋은 무관부위로 알려져 있 다.
Mannheimer와 Lampe는17)전극의 위치 차이에서 발 생되는 결과에 대한 연구에서 악관절 및 경추 통증에 TENS를 적용시에는 가능하다면 전극을 같은쪽의 후 두하와 및 악관절에 부착시킬 것을 권고하였다.
요약하면 TENS의 성공적인 사용을 위하여 적절한 전극의 위치, 자극 강도의 선택, 적응증의 선택이 중 요하며 이를 위해서 일반적으로 통상적인 경피성 신 경 자극이 먼저 시도되며 치료시간은 최소 45분이상 으로 사용되야 한다. 또한 가정용으로 사용시 환자에 게 적절한 사용법을 주지시켜 효과 및 부작용이 없는 지를 점검해야 한다.18)
Ⅲ. EAST(Electroacupuncture stimulation therapy)
전기침자극요법(EAST)은 30-80mA의 다소 높은 전 류를 1~5Hz의 저빈도 저주파로 침이나 전극을 발통 점에 적용하는 치료법이다.19) 발통점에 최소한의 통 증성 자극을 주어 중추내 통증억제 기전중 내인성 아 편계의 분비를 유발하여 진통효과를 발휘하며 TENS 와는 달리 특정한 반응점을 사용한다는 점과 사용되 는 자극의 강도가 환자가 통증을 느낄 정도의 강한 자극을 이용한다는 점에서 확연히 구분된다. 또한 효 과의 발현이 느린 편이나 치료후 효과의 지속 시간이 TENS에 비해 오래 가며 주로 상위 중추신경효과가 나타난다. 김 등20)은 측두하악장애 환자를 대상으로 3 가지 치료법을 적용한 연구에서 전기침 자극 요법이
통증 강도를 낮추는데 효과가 있음을 보고했으며 정 은21) 구강안면영역에서의 경피성 신경자극과 전기침 자극요법이 전류인지역치에 미치는 영향에 관한 연 구를 통해 삼차신경영역의 모든 신경섬유에 걸쳐 고 른 전류인지역치의 증가를 나타낸걸로 보아 구강안 면통증감소에 둘다 효과적이고 유의할만한 차이가 없었음을 보고한바 있다.22) EAST의 적응증은 급성 통 증 및 안면통, 두통, 경부통, 근막통증을 포함한 만성 통증이며 기대되는 치료 효과에는 진통효과, 마취효 과, 혈액순환 개선, 소염효과 등이 보고되고 있다. 금 기증으로는 피부 개방창, 감염, 감각이상이 있는 부위 에 사용해서는 안되며 임산부의 안정성이 입증되지 않았다.
Ⅳ. IONTOPHORESIS
이온영동요법은 저전류상태의 갈바닉 직류를 이용 하여 이온화된 약물을 피부내로 주입하여 약효를 극 대화시키는 방법이다. 이때 약제의 이온 용액을 동일 한 이온 극성을 가지는 전극에 연결하여 사용하며 적 절한 활성 전극의 전류 밀도는 0.1-0.5 mA 또는 0.5-1 mA/ cm2이다. 사용되는 약제로는 살리실산, 스테로 이드, 진통제 등이 있으며 이는 이온화되어 염증성의 관절이나 조직에 투여된다.23) 이온영동법의 기전은 다음과 같은 3가지 효과로 설명된다.
1. Ionic effect(or Nernst-Planck effect) 전기와 이온의 상호작용으로 약물 이온에 추진력 이 부가되어 수동적으로 표피 각질층의 세포막 투과 를 촉진시킨다
2. Electro-osmosis (전기삼투)
피부가 전기장의 영향을 받으면 전기삼투가 증가 하여 분자의 이동이 원활해지며 전기삼투는 하전된 세포막을 가로질러 전위차가 발생했을 때 액체가 일 괄적으로 흐르는 현상이다.
3. Increased permeability (투과성 증가) 피부에 전류를 통전 시키면 시간 경과에 따라 피부 저항이 현저히 감소하고 투과성이 증가(약물이온에 의한 저항감소, 피부의 구조변화)된다.
이러한 기전을 이용한 Iontophoresis의 장점으로는 무통시술이며 전신작용이 없고 경구용 진통제에서 발생되는 위장장애를 포함한 위함한 부작용이 없다.
그리고 치유 시간이 단축되며 반흔이 감소되며 혈관 분포가 없는 국소부위에 약물 적용이 가능하며 또한 적용되는 약물 투여량 조절이 용이하다. 하지만 Iontophoresis를 적용시 화상, 과민반응, 전기자극에 의 한 통증에 주의해야 하며 금속매식부위, 피부 자극부 위, 열상, 개방창등 피부 병소에 적용해서는 안된다.
다른 물리치료법과 마찬가지로 측두하악장애에 이온 영동법이 적용된 임상 연구는 많지 않다. Reid 등은 관절성 측두하악장애 환자 53명을 대상으로 이온영 동법을 이용하여 dexamethasone을 관절 부위에 주입 하여 위약군과 비교한 결과 통증 점수나 관절 가동 범위에서 우월한 효과를 얻지 못했음을 보고한바 있 다.24) 하지만 Schiffman 등은 이온영동법을 이용하여 dexamethasone을 투여한 TMD 환자의 이중 맹검 임상 연구에서 이러한 치료법이 관절 가동범위를 증가시 킴을 보고하였다.25) 최근 TMJ의 Juvenile idiopathic arthritis를 가진 환자를 대상으로 Mina 등은 이온영동 법이 효과적임을 보고하였다.26)
결 론
물리 치료는 통증성 측두하악장애 환자를 치료하 는데 널리 이용되고 있다.27,28) 일반적으로 이러한 치 료가 관련된 증상과 통증을 감소시키는데 효과적임 이 널리 알려져 왔다. 측두하악장애 환자의물리 치료 방법은 다양하나 아직까지 어떠한 특정 치료법이 더 우수하다는 증거는 없다.2) 하지만 앞서 논의한 전기 자극 요법은 임상에서 현재 널리 쓰이고 있으며 환자 에게 간편히 적용 가능한 보존적인 치료법이라 사료 된다.
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ABSTRACT
Electrical stimulating therapy for patients with temporomandibular disorder
Jun-Young Heo1), Kyung-hee Kim2), Soo-min Ok1)
,
Yong-Woo Ahn1),
Sung-Hee Jeong1)Department of Oral Medicine, School of Dentistry, Pusan National University, Dental Research Institute1 Department of Oral Medicine, Busan Paik Hospital, Inje University2)
Temporomandibular disorder(TMD) is a complex disease presenting symptoms such as pain, functional limitation and joint noise.
When a patient is admitted to hospital with these symptoms, the aim of treatment is primarily pain management. In such a case, physical therapy can be easily applied to most patients. Physical therapy is comprised of cold therapy, heat therapy, electrical therapy, iontophoresis and joint mobilization. In this review article, electrical stimulating therapy, which has shown excellent results, will be introduced.
Key words : Temporomandibular disorder, Physical therapy, Electircal stimulating therapy
