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근전도 검사

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목차

1. 개요

근전도 검사는 다양한 임상 및 생물 의학 분야에서 활용되는 검사법으로, 근육의 전기적 활동을 측정하여 신경근 질환 진단, 운동학 연구, 보철물 제어 등에 사용된다. 침 근전도 검사와 표면 근전도 검사, 가속도 근전도 검사 등 다양한 기법이 있으며, 신경 전도 검사와 함께 시행되기도 한다. 검사 결과는 근육 및 신경 질환, 신경근 접합부 장애, 운동 신경 질환 등을 진단하는 데 활용되며, 1666년 전기 가오리의 근육에서 전기를 발견한 프란체스코 레디의 실험을 시작으로 역사가 시작되었다. 최근에는 보철물 제어, 음성 인식, 컴퓨터 제어 등 연구 분야에서도 활용되고 있다.

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근전도 검사
개요
명칭근전도 검사
영어 명칭Electromyography (EMG)
일본어 명칭筋電計 (きんでんけい, Kindennkei)
설명근육의 전기적 활동을 기록하고 분석하는 전기진단 의학 기술
목적근육, 신경, 신경-근육 접합부의 기능 평가
신경근 질환 진단
검사 방법
종류침 근전도 검사: 바늘 전극을 근육에 삽입하여 전기적 활동 측정
표면 근전도 검사: 피부 표면에 부착된 전극을 사용하여 전기적 활동 측정
측정근육 수축 시 발생하는 전기적 신호 측정
안정 시 근육의 전기적 활동 측정
보행 종료 시 EMG, 왼쪽 하단은 원시 EMG, 오른쪽은 정류된 패턴
보행 종료 시 EMG, 왼쪽 하단은 원시 EMG, 오른쪽은 정류된 패턴
활용 분야
진단근육병
신경병
신경근 접합부 질환 (예: 중증 근무력증)
신경 압박 증후군 (예: 손목 터널 증후군)
운동신경원 질환 (예: 근위축성 측삭 경화증)
연구생체역학 연구
운동 제어 연구
인간-로봇 상호작용 연구
분석
주요 지표활동 전위의 크기
활동 전위의 지속 시간
활동 전위의 빈도
해석전문적인 지식을 가진 의료진에 의해 수행됨
주의 사항
금기 사항출혈 경향이 있는 환자
심박 조율기 삽입 환자 (일부 경우)
부작용통증
출혈
감염 (매우 드물게)
기타
관련 용어신경전도 검사 (NCS): 신경의 기능 평가를 위한 검사
전기진단 의학: 전기적 방법을 이용한 질병 진단 및 치료 분야

2. 임상적 활용

근전도 검사는 다양한 임상 및 생물 의학적 응용 분야에서 활용된다. 침 근전도 검사는 신경근 질환을 식별하는 데 사용되거나, 운동학과 운동 조절 장애를 연구하는 연구 도구로 사용된다.[5] 표면 근전도 검사는 기능적 진단 및 기기 운동 분석에 사용된다.

일반적으로 근전도 검사는 신경의 전도 기능을 측정하는 신경 전도 검사 (NCS)와 함께 수행된다. 침 근전도 검사와 NCS는 사지 통증, 척추의 신경 압박으로 인한 쇠약, 또는 다른 신경학적 손상이나 장애가 있을 때 시행된다.[10] 척추 신경 손상은 목, 등 상부 통증 또는 요통을 유발하지 않으므로, 근전도 검사 또는 NCS가 축성 요추 통증, 흉부 통증 또는 경추 척추 통증의 원인을 진단하는 데 도움이 된다는 증거는 없다.[10] 침 근전도 검사는 손목 터널 증후군, 좌골 신경통과 같은 신경근 손상, 그리고 근육 또는 신경의 다른 문제의 진단을 돕는 데 사용될 수 있다. 덜 흔한 의학적 상태로는 근위축성 측삭 경화증, 중증 근무력증, 근이영양증 등이 있다.

2. 1. 진단 도구

신경근 질환을 식별하는 진단 도구인 침 근전도 검사는 운동학과 운동 조절 장애를 연구하는 연구 도구로 사용된다.[5] 근전도 신호는 보툴리눔 독소 또는 페놀 주사를 근육에 주입하는 데 사용되기도 한다. 표면 근전도 검사는 기능적 진단 및 기기 운동 분석에 사용된다. 근전도 신호는 인공 손, 팔 및 하지와 같은 보철물 장치의 제어 신호로도 사용된다.

가속도 근전도 검사는 신경근 차단 약물을 사용한 전신 마취 중 신경근 모니터링에 사용하여 수술 후 잔류 마비 (PORC)를 방지할 수 있다.[6][7][8][9]

근전도 검사는 보통 신경의 전도 기능을 측정하는 전기진단 의학 검사인 신경 전도 검사 (NCS)와 함께 수행된다. 침 근전도 검사와 NCS는 사지 통증, 척추의 신경 압박으로 인한 쇠약, 또는 다른 신경학적 손상이나 장애가 있을 때 시행된다.[10] 척추 신경 손상은 목, 등 상부 통증 또는 요통을 유발하지 않으므로, 근전도 검사 또는 NCS가 축성 요추 통증, 흉부 통증 또는 경추 척추 통증의 원인을 진단하는 데 도움이 된다는 증거는 없다.[10] 침 근전도 검사는 손목 터널 증후군과 같은 신경 압박 또는 손상, 좌골 신경통과 같은 신경근 손상, 그리고 근육 또는 신경의 다른 문제의 진단을 돕는 데 사용될 수 있다. 덜 흔한 의학적 상태로는 근위축성 측삭 경화증, 중증 근무력증, 근이영양증 등이 있다.

2. 2. 치료 보조

근전도 신호는 보툴리눔 독소 또는 페놀 주사를 근육에 주입하는 데 사용된다. 표면 근전도 검사는 기능적 진단 및 기기 운동 분석에 사용된다. 근전도 신호는 인공 손, 팔, 다리와 같은 보철물 장치의 제어 신호로도 사용된다.

가속도 근전도 검사는 신경근 차단 약물을 사용한 전신 마취 중 신경근 모니터링에 사용하여 수술 후 잔류 마비(PORC)를 방지할 수 있다.[6][7][8][9]

2. 3. 신경근 모니터링

가속도 근전도 검사는 신경근 차단 약물을 사용한 전신 마취 중 신경근 모니터링에 사용하여 수술 후 잔류 마비 (PORC)를 방지할 수 있다.[6][7][8][9]

2. 4. 보철물 제어

근전도 신호는 인공 손, 팔, 다리와 같은 보철물 장치의 제어 신호로 사용된다.

3. 검사 기법

근전도 검사 기법은 크게 표면 근전도 검사와 침 근전도 검사로 나눌 수 있다.
표면 근전도 검사(Surface EMG)는 피부 표면에 전극을 부착하여 근육의 활동을 기록하는 방식이다. 얕은 근육의 기능을 평가하는 데 유용하며, 물리 치료에서 환자의 근육 활성화를 돕는 생체 자기 제어(biofeedback) 등에 활용된다. 하지만 깊은 근육의 활동을 측정하기 어렵고, 피하 조직 두께에 따라 결과가 달라질 수 있으며, 주변 근육 신호를 명확히 구분하기 어렵다는 한계가 있다.[11]
침 근전도 검사(Intramuscular EMG)는 바늘 전극을 근육 내에 직접 삽입하여 근육 섬유의 활동을 측정하는 방식이다. 단극 또는 동심 바늘 전극 등 다양한 종류의 전극이 사용된다. 근육의 휴식 및 수축 상태를 모두 평가하며, 근육 및 신경 질환 진단에 중요한 정보를 제공한다. 특히, 세동(fibrillation)과 속상 수축 전위(fasciculation potential)와 같은 비정상적인 자발적 활동을 감지하여 신경 또는 근육 질환을 진단할 수 있다.[12]

근전도 검사 시 근육의 최대 수의적 수축(MVC)을 측정하여 근육 활성화 정도를 평가하기도 한다.[16] MVC는 근육 그룹 유형에 따라 다르며, 척추 근육과 하지 근육 등 특정 근육 그룹에 따라 달라질 수 있다.[18][19] 근전도 신호의 평균값, 진폭, 주파수 변화 등을 분석하여 근육 피로도를 평가할 수도 있다.

근전도 신호는 여러 운동 단위 활동 전위(MUAP)의 조합으로 구성되는데, 이를 분석하기 위해 웨이블릿 변환 등의 방법을 사용하여 신호를 분해하기도 한다.[26] 또한, 원시 근전도 신호를 분석에 용이하게 만들기 위해 정류(rectification) 과정을 거치기도 한다.[27]

3. 1. 피부 준비 및 위험

피부 준비의 일반적인 첫 단계는 알코올 솜으로 피부를 닦는 것이다.

바늘 전극의 배치는 여러 요인에 따라 달라질 수 있는데, 특정 근육의 선택과 해당 근육의 크기 등이 고려된다. 근전도 검사는 표면 근육의 활동 전위를 우회하여 깊은 근육을 감지할 수 없으므로, 표면 근육에 더 효과적이다. 또한, 체지방이 많을수록 근전도 신호는 약해진다. 근전도 센서를 배치할 때 이상적인 위치는 근육의 배(belly)의 종축 중앙선이며, 이곳은 근육의 운동점(중간)과 힘줄 삽입점 사이로 볼 수 있다.

심장 박동기 및 이식형 심장 제세동기(ICD)를 가진 환자에게 일상적인 전기 진단 검사를 수행하는 것이 안전 위험을 초래한다는 증거는 없다. 그러나 신경 전도 검사(NCS)의 전기적 자극이 장치에 의해 잘못 감지되어 의도하지 않은 결과가 발생할 수 있다는 이론적인 우려가 있다. 일반적으로 자극 부위가 박동기 및 페이싱 리드에 가까울수록 박동기를 억제할 가능성이 더 크다. 그럼에도 불구하고, 일상적인 NCS에서 즉각적이거나 지연된 부작용은 보고되지 않았다.

임산부에게 바늘 근전도 검사 또는 NCS를 수행하는 데 알려진 금기 사항은 없으며, 이러한 절차로 인한 합병증이 보고된 바 없다. 유발 전위 검사 역시 임신 중에 어떠한 문제도 일으키지 않는 것으로 보고되었다.[11]

림프부종이 있거나 림프부종의 위험이 있는 환자는 일반적으로 림프부종 또는 연조직염의 발병 또는 악화를 방지하기 위해 영향을 받는 사지의 경피적 시술을 피하도록 주의를 받는다. 림프부종 환자에서 근전도 검사와 관련된 연조직염, 감염 또는 기타 합병증에 대한 보고는 없지만, 합병증을 피하기 위해 림프부종 부위에서 바늘 검사를 수행할 때 주의를 기울여야 한다. 육안적 부종과 팽팽한 피부가 있는 환자의 경우, 바늘 전극에 의한 피부 천자는 만성적인 장액성 액체의 삼출을 초래할 수 있으며, 이는 연조직염의 위험을 증가시킬 수 있다. 따라서 검사를 진행하기 전에 의사는 검사의 잠재적 위험과 얻을 수 있는 정보를 신중히 고려해야 한다.[11]

3. 2. 표면 근전도 검사 (Surface EMG)

표면 근전도 검사(surface EMG)는 피부의 근육 위 표면에서 근육 활동을 기록하여 근육 기능을 평가하는 방법이다. 이 검사는 전극 한 쌍 또는 여러 전극으로 구성된 복잡한 배열로 기록할 수 있다. 두 개 이상의 전극이 필요한 이유는 근전도 기록이 두 개의 별도 전극 간의 전위차(전압 차이)를 보여주기 때문이다.

하지만 표면 전극 기록은 다음과 같은 제한 사항이 있다.

  • 얕은 근육에만 국한된다.
  • 환자의 체중에 따라 매우 가변적일 수 있는 기록 부위의 피하 조직 깊이의 영향을 받는다.
  • 인접한 근육의 방전을 확실하게 구별할 수 없다.


이러한 위험을 최소화하여 신뢰할 수 있는 검사를 제공하기 위해 특정 전극 배치와 기능 검사가 개발되었다.

표면 근전도 검사는 여러 환경에서 사용된다. 예를 들어, 물리 치료 클리닉에서는 근육 활성화를 모니터링하고 환자가 근육을 활성화할 때 청각 또는 시각 자극을 받는 생체 자기 제어(biofeedback)에 사용된다. 2008년에 발표된 문헌 검토에 따르면 표면 근전도 검사는 신경근 질환의 존재를 감지하는 데 유용할 수 있지만(등급 C, 클래스 III 데이터), 신경병증과 근병증 상태를 구별하거나 특정 신경근 질환을 진단하는 데 유용성을 뒷받침할 데이터는 부족하다.[11] 최근 스포츠 분야에서 기술 발전과 함께, sEMG는 코치가 연조직 부상 발생률을 줄이고 선수 성과를 향상시키는 데 중점을 두는 영역이 되었다.

3. 3. 침 근전도 검사 (Intramuscular EMG)

근육 내 근전도 검사는 다양한 유형의 기록 전극을 사용하여 수행할 수 있다. 가장 간단한 방법은 단극 바늘 전극이다. 가는 와이어는 표면 전극을 기준으로 근육에 삽입될 수 있으며, 두 개의 가는 와이어가 서로를 기준으로 근육에 삽입될 수도 있다. 진단용 단극 근전도 전극은 일반적으로 절연되어 피부를 관통할 만큼 튼튼하며, 팁만 노출되어 표면 전극을 기준으로 사용한다.

이보다 약간 더 복잡한 디자인은 동심 바늘 전극이다. 이 바늘은 주사 바늘의 배럴을 채우는 절연층에 내장된 가는 와이어가 있으며, 노출된 샤프트가 있고, 샤프트는 기준 전극 역할을 한다. 가는 와이어의 노출된 팁은 활성 전극 역할을 한다.

근육 내 근전도 검사를 수행하려면 일반적으로 단극 또는 동심 바늘 전극을 피부를 통해 근육 조직에 삽입한다. 그런 다음 바늘을 이완된 근육 내의 여러 지점으로 이동하여 삽입 활동과 근육의 휴식 활동을 모두 평가한다. 정상적인 근육은 바늘 움직임에 의해 자극될 때 짧은 근섬유 활성화가 나타나지만, 이는 100ms를 넘는 경우는 거의 없다. 근육의 가장 흔한 두 가지 병리학적 유형의 휴식 활동은 다음과 같다.

  • 속상 수축 전위: 운동 단위의 자발적 활성화로, 때로는 육안으로 근육 경련 또는 표면 전극으로 볼 수 있다.
  • 세동: 바늘 근전도 검사로만 감지되며, 일반적으로 신경 또는 근육 질환의 결과로 개별 근섬유의 고립된 활성화를 나타낸다. 종종 세동은 바늘 움직임(삽입 활동)에 의해 유발되고 움직임이 멈춘 후 몇 초 이상 지속된다.


휴식 및 삽입 활동을 평가한 후, 근전도 검사자는 자발적인 수축 중 근육의 활동을 평가한다. 결과로 생성되는 전기 신호의 모양, 크기 및 주파수를 판단한다. 그런 다음 전극을 몇 밀리미터 후퇴시키고 다시 활동을 분석한다. 운동 단위 기능에 대한 결론을 도출하기 위해 때로는 10~20개의 운동 단위에 대한 데이터를 수집할 때까지 이를 반복한다. 각 전극 트랙은 전체 근육 활동의 매우 국소적인 그림만 제공한다. 골격근은 내부 구조가 다르기 때문에 정확한 연구를 얻기 위해 다양한 위치에 전극을 배치해야 한다. 근전도 검사 연구의 해석을 위해서는 검사된 근육 운동 단위의 매개변수를 평가하는 것이 중요하다. 이 과정은 적절한 소프트웨어를 사용하여 부분적으로 자동화될 수 있다.[12]

단일 섬유 근전도 검사는 운동 단위 내 개별 근섬유의 수축 간 지연을 평가하며, 약물, 독극물 또는 중증 근무력증과 같은 질병으로 인한 신경근 접합부 기능 장애에 대한 민감한 검사이다. 이 기술은 복잡하며 일반적으로 특별한 고급 훈련을 받은 사람만 수행한다.

일부 미국 주에서는 비의사가 바늘 근전도 검사를 수행하는 것을 제한한다. 뉴저지 주는 이것을 의사 보조에게 위임할 수 없다고 선언했다.[13][14] 미시간 주는 바늘 근전도 검사가 의료 행위라고 명시하는 법률을 통과시켰다.[15] 근전도 검사를 통한 의학 질환 진단에 대한 특별한 훈련은 신경과, 임상 신경 생리학, 신경근 의학, 물리 의학 및 재활 분야의 레지던시 및 펠로우십 프로그램에서만 요구된다.

3. 4. 최대 수의적 수축 (Maximal Voluntary Contraction, MVC)

근전도 검사의 기본적인 기능 중 하나는 근육이 얼마나 잘 활성화되는지 확인하는 것이다. 이를 측정하는 가장 일반적인 방법은 검사 대상 근육의 최대 수의적 수축(MVC)을 수행하는 것이다.[16] 각 근육 그룹 유형은 서로 다른 특성을 가지며, MVC 자세는 근육 그룹 유형에 따라 다양하다. 따라서 연구자는 피험자로부터 더 높은 근육 활성 수준을 유도하기 위해 MVC 자세 유형을 선택할 때 매우 신중해야 한다.[17]

MVC 자세 유형은 척추 근육, 하지 근육 등, 고려되는 특정 근육 그룹에 따라 근육 유형에 따라 달라질 수 있다.[18][19]

기계적으로 측정되는 근육 힘은 일반적으로 근육의 근전도 활성 측정과 높은 상관관계를 보인다. 일반적으로 표면 전극으로 평가하지만, 이는 일반적으로 표면에 가까운 근육 섬유에서만 기록한다는 점을 인식해야 한다.

근육 활성도를 결정하기 위한 여러 분석 방법이 응용 분야에 따라 일반적으로 사용된다. 평균 근전도 활성 또는 최대 수축 값의 사용은 논쟁의 대상이다. 대부분의 연구에서는 최대 수의적 수축을 목표 근육에 의해 생성된 최대 힘과 힘을 분석하는 수단으로 일반적으로 사용한다. "피크 및 평균 정류 근전도 측정: 코어 운동 평가에 어떤 데이터 축소 방법을 사용해야 하는가?"라는 기사에 따르면[20] "평균 정류 근전도 데이터(ARV)는 피크 근전도 변수에 비해 코어 근육의 근육 활성도를 측정할 때 유의하게 변동성이 적다"는 결론이 나왔다. 따라서 이 연구자들은 "코어 운동을 평가할 때 ARV 근전도 데이터를 피크 근전도 측정과 함께 기록해야 한다"고 제안한다. 독자에게 두 세트의 데이터를 제공하면 연구의 타당성이 향상되고 연구 내의 모순을 잠재적으로 제거할 수 있다.[21][22]

3. 5. 기타 측정

근전도 검사(EMG)는 근육의 피로 정도를 나타내는 데에도 사용될 수 있다. 근전도 신호의 평균 절대값 증가, 진폭 증가, 근육 활동 전위의 지속 시간 증가, 전반적인 저주파수 이동과 같은 변화는 근육 피로를 나타낼 수 있다. 다양한 주파수 변화를 모니터링하는 것은 근전도를 사용하여 피로 수준을 결정하는 가장 일반적인 방법이다. 낮은 전도 속도는 더 느린 운동 신경원이 활성 상태를 유지하도록 한다.

운동 단위는 하나의 운동 신경원과 그것이 지배하는 모든 근육 섬유로 정의된다. 운동 단위가 발화하면 임펄스(활동 전위)가 운동 신경원을 따라 근육으로 전달된다. 신경이 근육과 접촉하는 부위를 신경근 접합부 또는 운동 종판이라고 한다. 활동 전위가 신경근 접합부를 가로질러 전달된 후, 해당 운동 단위의 모든 지배된 근육 섬유에서 활동 전위가 유발된다. 이 모든 전기적 활동의 합을 운동 단위 활동 전위(MUAP)라고 한다. 여러 운동 단위의 이러한 전기 생리학적 활동은 일반적으로 근전도 검사 중에 평가되는 신호이다. 운동 단위의 구성, 운동 단위당 근육 섬유의 수, 근육 섬유의 대사 유형 및 기타 여러 요인이 근전도에서 운동 단위 전위의 모양에 영향을 미친다.

신경 전도 검사는 신경 질환을 진단하기 위해 근전도 검사와 동시에 수행되는 경우가 많다.

어떤 환자는 이 절차가 다소 고통스럽다고 느끼는 반면, 다른 환자는 바늘을 삽입할 때 약간의 불편함만 느낀다. 검사받는 근육은 시술 후 하루나 이틀 동안 약간의 통증이 있을 수 있다.

3. 6. 근전도 신호 분해

근전도 신호는 기본적으로 여러 운동 단위의 중첩된 운동 단위 활동 전위(MUAP)로 구성된다. 철저한 분석을 위해, 측정된 근전도 신호는 구성 MUAP로 분해될 수 있다. 서로 다른 운동 단위의 MUAP는 서로 다른 특성 모양을 가지는 경향이 있는 반면, 동일한 전극으로 동일한 운동 단위에서 기록된 MUAP는 일반적으로 유사하다. 특히 MUAP의 크기와 모양은 전극이 섬유에 대해 어디에 위치하는지에 따라 다르며, 전극 위치가 변경되면 다르게 보일 수 있다. 근전도 분해는 쉽지 않지만, 많은 방법이 제안되었다.[26]

3. 7. 근전도 신호 처리

정류는 원시 근전도 신호를 단일 전기적 극성(보통 양극)을 가진 신호로 변환하는 것이다. 신호를 정류하는 목적은 원시 근전도 신호가 양수 및 음수 성분을 가져 평균이 0이 되지 않도록 하는 것이다. 정류에는 전파 정류와 반파 정류 두 가지 유형이 있다.[27] 전파 정류는 기준선 아래의 근전도 신호를 기준선 위의 신호에 더하여 모든 신호가 양수인 조정된 신호를 만든다. 기준선이 0이면 이는 신호의 절댓값을 취하는 것과 같다.[28][29] 전파 정류는 분석을 위해 모든 신호 에너지를 보존하기 때문에 선호되는 정류 방법이다. 반파 정류는 기준선 아래의 근전도 신호 부분을 버린다. 이렇게 하면 데이터의 평균이 더 이상 0이 아니므로 통계 분석에 사용할 수 있다.

4. 검사 결과

근전도 검사 결과는 정상과 비정상으로 나눌 수 있다.


  • '''정상 결과''': 근육은 휴식 시 전기적으로 조용해야 하며, 자발적 수축 시 활동 전위가 나타나고, 완전 수축 시 무질서한 활동 전위 그룹(간섭 패턴)이 나타난다.[33][34]
  • '''비정상 결과''': 다양한 근육, 신경, 신경근 접합부 질환을 나타낼 수 있다.

4. 1. 정상 결과

근육 조직은 휴식 상태에서 정상적으로 전기적 활동이 없다. 바늘 삽입으로 인한 전기적 활동이 가라앉은 후에는, 근전도 검사에서 비정상적인 자발적 활동이 감지되지 않아야 한다. 즉, 휴식 상태의 근육은 전기적으로 조용해야 하며, 신경근 접합부 영역은 예외로 한다. 신경근 접합부는 정상적인 상황에서 매우 자발적으로 활동한다. 근육을 자발적으로 수축시키면 활동 전위가 나타나기 시작한다. 근육 수축 강도가 증가함에 따라 더 많은 근섬유가 활동 전위를 생성한다. 근육이 완전히 수축되면 다양한 속도와 진폭의 무질서한 활동 전위 그룹이 나타나야 한다. 이를 '''간섭 패턴'''이라고 할 수 있다.[33][34]

4. 2. 비정상 결과

근전도 검사에서 비정상적인 결과는 다양한 의학적 상태를 나타낼 수 있다. 다음은 비정상적인 근전도 검사 결과와 관련된 질환의 일부이다.

분류질환
근육 장애다발성 근염, 피부근염, 봉입체 근염, 선천성 근강직증, 뒤시엔 근이영양증, 베커 근이영양증, 안면견갑상완 근이영양증, 사지-어깨 근이영양증, 중심핵 근육병증, 근긴장성 근이영양증, 미토콘드리아 근육병증, 염증성 근육병증
신경근 접합부 장애중증 근무력증, 람베르트-이튼 근무력 증후군, 보툴리즘 중독, 유기 인산염 중독, 고마그네슘혈증, 저칼슘혈증
신경 장애손목 터널 증후군, 팔꿈치 척골 신경병증, 요골 신경 마비, 비골(종아리) 신경 마비, 당뇨병성 신경병증, 알코올 관련 신경병증, 영양성 신경병증, 아밀로이드 신경병증, AIDP, CIDP, 벨 마비, 후두 신경병증, 음부 신경병증, 대퇴 신경병증, 좌골 신경병증, 경골 신경병증, 족근관 증후군, 샤르코-마리-투스병, 대상 포진 신경병증, 눈돌림/안면/미주/삼차/설인/부신경 신경병증, 반쪽 얼굴 연축, 다발성 운동 신경병증, 액와 신경병증, 긴 흉부 신경병증, 견갑상 신경병증, 독성 신경병증, 약물 유발 신경병증, 복합 부위 통증 증후군(CRPS)
신경총 장애신경성 근위축증, 외상성 상완 신경총 병증, 요추 천골 신경근 병증, 히라야마병
신경근 장애경추/흉추/요추/천골 신경근 병증, 척추 협착증, 거미막염, 연수막 장애
운동 신경 질환근위축성 측삭 경화증, 웨스트 나일 바이러스, 소아마비, 케네디 증후군 (척수 구근 근위축증)


5. 역사

프란체스코 레디는 1666년 전기 가오리(전기뱀장어)의 특화된 근육이 전기를 생성한다는 것을 발견하면서 근전도 검사(EMG)에 관한 최초의 실험을 기록했다.[35] 1773년 월시는 뱀장어의 근육 조직이 전기 스파크를 발생시킬 수 있음을 증명했다. 1792년 루이지 갈바니는 전기가 근육 수축을 유발할 수 있음을 증명했다. 1849년 에밀 뒤 부아-레몽은 자발적인 근육 수축 중에도 전기적 활동 기록이 가능함을 발견했다.[35] 1890년 에티엔-줄 마레이는 이러한 활동을 처음으로 기록하고, 근전도 검사라는 용어를 도입했다.[36]

1922년 개서와 조셉 얼랭어는 오실로스코프를 사용하여 근육의 전기 신호를 관찰했다. 1930년대부터 1950년대까지 근전도 신호 감지 기술이 향상되면서, 연구자들은 근육 연구에 개선된 전극을 활용하기 시작했다. 1953년에는 미국 신경근전기진단학회(AANEM)가 설립되어 이 기술의 과학 및 임상적 발전을 도모했다. 1960년대에는 특정 질환 치료에 표면 근전도(sEMG)가 사용되기 시작했으며, 1966년 하디크와 연구원들이 sEMG를 최초로 활용했다. 1980년대 초, 크램과 스테거는 EMG 감지 장치를 이용해 다양한 근육을 스캔하는 임상적 방법을 개발했다.[37]

1954년 7월 12일 메이요 클리닉 의학 EMG 연구소. 의자에 앉은 어빈 L 슈미트와 전극을 잡고 있는 밀드레드 윈데샤임의 팔.


1950년대 초, 에드워드 H. 램버트 박사(1915–2003)는 미국 미네소타주 로체스터의 메이요 클리닉에서 EMG 연구를 진행했다. "EMG의 아버지"로 알려진 램버트는,[38] 독학으로 전기 기술자가 된 연구 기술자 어빈 L. 슈미트의 도움을 받아 이동과 사용이 용이한 EMG 기계를 개발했다. 당시 오실로스코프는 저장이나 인쇄 기능이 없어, 폴라로이드 카메라를 힌지에 부착하여 스캔을 사진으로 기록했다. 메이요 연구원들은 이 도구의 유용성을 인지했고, 메이요는 발명품 판매에 관심이 없었기에 슈미트는 수십 년간 자신의 지하실에서 기계를 개발하여 ErMel Inc.라는 이름으로 판매했다.

1980년대 중반, 전극 통합 기술 발전으로 작고 가벼운 계측 장비와 증폭기 대량 생산이 가능해졌다. 현재 다양한 증폭기가 상업적으로 판매되고 있다. 최근 연구를 통해 표면 EMG 기록의 특성이 더 잘 이해되고 있다. 표면 근전도 검사는 임상 및 운동역학 프로토콜에서 표면 근육 기록에 널리 사용되며, 근육 내 전극은 심부 근육 또는 국소화된 근육 활동 조사에 사용된다.

6. 연구 분야에서의 활용

근전도 검사(EMG)는 움직임이 없는 등척성 근육 활동을 감지하는 데 사용될 수 있다. 이를 통해 주변 환경을 방해하지 않고 눈에 띄지 않게 인터페이스를 제어하기 위한 미묘한 무동작 제스처를 정의할 수 있다. 이러한 신호는 보철물을 제어하거나 휴대폰 또는 PDA와 같은 전자 장치의 제어 신호로 사용할 수 있다.

EMG 신호는 비행 시스템 제어 대상으로 선정되었다. 캘리포니아주 모펫 필드에 있는 NASA 에임스 연구 센터의 휴먼 센스 그룹은 사람을 컴퓨터에 직접 연결하여 인간-기계 인터페이스를 발전시키고자 한다. 이 프로젝트에서 EMG 신호는 기계식 조이스틱과 키보드를 대체하는 데 사용된다. EMG는 또한 고글 기반 디스플레이와 함께 비행에 필요한 스위치 및 제어 스틱을 조작하기 위해 EMG 기반 제스처를 사용하는 "웨어러블 조종석" 연구에도 사용되었다.

무성 또는 침묵 음성 인식은 음성과 관련된 근육의 EMG 활동을 관찰하여 음성을 인식한다. 이는 시끄러운 환경에서 사용하기 위해 목표로 하며, 성대가 없거나, 실어증이 있거나, 발성 장애가 있는 사람들에게 도움이 될 수 있다.[39]

EMG는 또한 컴퓨터 및 기타 장치의 제어 신호로 사용되어 왔다. EMG 스위치를 기반으로 한 인터페이스 장치는 이동 로봇 또는 전동 휠체어와 같은 움직이는 물체를 제어하는 데 사용할 수 있다.[40] 이는 조이스틱으로 제어되는 휠체어를 조작할 수 없는 개인에게 도움이 될 수 있다. 표면 EMG 기록은 일부 대화형 비디오 게임에 적합한 제어 신호일 수도 있다.[41]

마이크로소프트, 시애틀에 있는 워싱턴 대학교, 캐나다에 있는 토론토 대학교가 참여하는 공동 프로젝트는 손 제스처의 근육 신호를 인터페이스 장치로 사용하는 것을 연구했다.[42] 이 연구를 바탕으로 한 특허는 2008년 6월 26일에 제출되었다.[43]

2016년에는 Emteq Labs라는 스타트업이 안면 표정을 측정하기 위해 EMG 센서가 내장된 가상 현실 헤드셋을 출시했다.[44] 2019년 9월, 페이스북(나중에 메타 플랫폼스로 이름 변경)은 EMG를 연구하는 CTRL-labs라는 스타트업을 인수했다.[45] 2024년, 메타는 근전도를 사용하여 사용자의 손 제스처를 읽는 손목 밴드와 페어링된 증강 현실 안경을 공개했다.[46]

참조

[1] 서적 Research Methods in Biomechanics https://www.worldcat[...] Champaign, IL: Human Kinetics 2014-01-20
[2] 논문 A Wireless Body Sensor Network for Clinical Assessment of the Flexion-Relaxation Phenomenon 2020-06
[3] 문서 Electromyography
[4] 논문 Thumbs up, thumbs down: non-verbal human-robot interaction through real-time EMG classification via inductive and supervised transductive transfer learning Springer Science and Business Media LLC 2020-03-07
[5] 논문 Electromyography Pattern Likelihood Analysis for Flexion-Relaxation Phenomenon Evaluation 2020-12
[6] 간행물 Actions of durarizing preparations in the human. Journal of Pharmacology And Experimental Therapeutics 1941
[7] 논문 Comparison of simultaneously recorded electrical and mechanical activity in myasthenia gravis patients and in partially curarized normal humans
[8] 논문 The St. Thomas's Hospital nerve stimulator in the diagnosis of prolonged apnoea
[9] 논문 Double burst stimulation (DBS): A new pattern of nerve stimulation to identify residual neuromuscular block
[10] 논문 Five Things Physicians and Patients Should Question http://www.choosingw[...] North American Spine Society 2013-03-25
[11] 웹사이트 Not Found - American Association of Neuromuscular & Electrodiagnostic Medicine http://www.aanem.org[...] 2014-12-26
[12] 논문 THE USE OF DIFFERENT METHODS OF COMPUTER ANALYSIS OF MOTOR POTENTIALS IN EMG RECORD. https://zenodo.org/r[...] 2010
[13] 법률 Arthur C. Rothman, MD, v. Selective Insurance Company of America Supreme Court of New Jersey
[14] 법률 Texas Court of Appeals, Third District, at Austin, Cause No. 03-10-673-CV 2012-04-05
[15] 법률 Section 333.17018 Michigan Compiled Laws http://legislature.m[...]
[16] 논문 Intermuscle differences in activation https://onlinelibrar[...] 2002-01-28
[17] 웹사이트 The ABC of EMG https://www.noraxon.[...]
[18] 논문 MVC techniques to normalize trunk muscle EMG in healthy women https://www.scienced[...] 2010-02-01
[19] 논문 Normalization of EMG Signals: Optimal MVC Positions for the Lower Limb Muscle Groups in Healthy Subjects https://doi.org/10.1[...] 2023-04-01
[20] 논문 Peak and average rectified EMG measures: Which method of data reduction should be used for assessing core training exercises? https://linkinghub.e[...] 2011-02
[21] 논문 Neuromusculoskeletal Modeling: Estimation of Muscle Forces and Joint Moments and Movements from Measurements of Neural Command https://journals.hum[...] 2004-11
[22] 논문 Roller massager improves range of motion of plantar flexor muscles without subsequent decreases in force parameters 2014-02
[23] 간행물 Surface EMG based muscle fatigue evaluation in biomechanics. Clinical Biomechanics 2009
[24] 웹사이트 Electromyography (EMG) and Nerve Conduction Studies: MedlinePlus Medical Test https://medlineplus.[...] 2023-11-26
[25] 웹사이트 Electromyography (EMG) https://my.cleveland[...] 2023-11-26
[26] 논문 EMG signal decomposition: how can it be accomplished and used? https://linkinghub.e[...] 2001-06
[27] 논문 Techniques of EMG signal analysis: detection, processing, classification and applications 2006-03-23
[28] 논문 Linearity and reliability of the IEMG v. torque relationship for the forearm flexors and leg extensors
[29] 논문 Surface eletromyography in relation to force, muscle length and endurance.
[30] 논문 The Effect of Subcutaneous Fat on myoelectric signal amplitude and cross talk 2003-04
[31] 서적 Biomechanics of the Musculo-Skeletal system Wiley 1999
[32] 웹사이트 Fitwise https://www.fitwise.[...] Brian T. 2009-06-24
[33] 논문 Contents https://onlinelibrar[...] 2024-04-20
[34] 웹사이트 Unit 9: Electromyography https://grants.hhp.u[...]
[35] 서적 Emil du Bois-Reymond The MIT Press
[36] 논문 Techniques of EMG signal analysis: detection, processing, classification and applications (Correction) 2006
[37] 논문 EMG scanning in the diagnosis of chronic pain. 1983-06
[38] 웹사이트 Edward H. Lambert | AANEM Foundation https://web.archive.[...] 2019-05-01
[39] 논문 Non-Invasive Silent Speech Recognition in Multiple Sclerosis with Dysphonia http://proceedings.m[...] PMLR 2020-04-30
[40] 문서 EMG Switch Navigation of Power Wheelchairs http://www.tinkertro[...] Andreasen, DS.; Gabbert DG,: RESNA 2006.
[41] 문서 Wireless input device for a fighting action game based on the EMG signal and acceleration of the human forearm. http://melab.snu.ac.[...] Park, DG.; Kim, HC. Muscleman
[42] 웹사이트 The Future of Video Game Input: Muscle Sensors http://www.livescien[...] 2009-10-29
[43] 웹사이트 Recognizing Gestures from Forearm EMG Signals https://web.archive.[...] United States Patent and Trademark Office 2008-06-26
[44] 웹사이트 Emteq's Facial Tracking for VR Reads Your Muscle Impulses and More https://uploadvr.com[...] 2016-10-27
[45] 웹사이트 Facebook acquires neural interface startup CTRL-Labs for its mind-reading wristband https://www.theverge[...] 2019-09-27
[46] 웹사이트 I tried out Meta's Orion AR glasses. I'd buy them in a heartbeat — if they were actually for sale. https://www.business[...] 2024-09-28


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