바늘전극을 활용한 갑상선 수술 중 신경모니터링
Application of a Needle Electrode for Intraoperative Neuromonitoring of Recurrent Laryngeal Nerve During Thyroidectomy
Article information
Trans Abstract
A single needle electrode may be applied for intraoperative neuromonitoring (IONM) of recurrent laryngeal nerve (RLN) during thyroid surgery. Although electromyogram (EMG) tube has been utilized as a standard method of IONM for RLN, concerns have been raised regarding limitations of using EMG tube including false positive signals due to malposition of the tube and relatively high cost. In this article, we describe the techniques of using a single electrode for IONM of RLN during thyroid surgery.
서 론
갑상선 수술에서 반회후두신경과 상후두신경 외분지를 보존하는 것은 수술 후 환자의 삶의 질을 보존하기 위해 매우 중요하다. 근전도(electromyogram, EMG) 튜브를 이용한 수술 중 신경모니터링(intraoperative neuromonitoring, IONM)이 갑상선 수술에 활용되고 있지만, 튜브 고정이 잘 되지 않는 경우 튜브에 부착된 전극이 성대와 제대로 접촉하지 못하여 위양성 결과를 얻는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 국내에서는 EMG 튜브가 반회후두신경 손상의 위험이 높다고 판단되는 고위험 수술에서만 보험적용이 되는 한계가 있다. 이와 같은 문제를 극복할 수 있는 대안으로써 바늘전극을 갑상연골에 삽입하여 갑상선 수술의 IONM을 시행할 수 있다는 것이 보고된 바 있다[1-3]. 그러나, 그 구체적인 방법과 술기에 대해 자세히 기술된 문헌이 국내에 보고된 바가 없어 이 논문에서 정리해 보고자 한다.
방 법
전극 준비
저자가 사용하고 있는 전극은 하나의 전극에 두 개의 바늘이 있는 dual paired needle electrode (DSN 2299, Medtronic Xomed)이다(Fig. 1). 각각 양극과 음극에 해당하는 두 개의 바늘이 하나의 전극에 포함되어 있으므로 전극 하나로 성대 근육에서 발생한 전기 신호를 측정할 수 있어 간편하게 IONM을 시행할 수 있다.
모니터 세팅
편의상 저자의 기관에서 사용하고 있는 N IM-Neuro 3.0 System (Medtronic)을 기준으로 설명한다. NIM 3.0에서 지원하는 thyroid mode는 기본적으로 EMG 튜브를 이용한 IONM을 하도록 좌우 두 개의 채널로 설정되어 있다. 저자의 기관에서는 NIM 3.0의 customized mode에서 단일 채널로 설정된 ‘skin electrode’라는 모드를 만들어 두고 사용하고 있다(Fig. 2).
갑상연골 노출
저자는 갑상선엽절제술을 하는 경우, 협부 절제술을 먼저 시행하여 갑상선을 기관(trachea)의 전방부에서 박리한 후에 갑상선의 외측 박리를 진행한다. 협부 절제술에 이어서 상부의 피리미드엽(pyramidal lobe) 및 후두연골 전방의 델피안(Delphian) 림프절들과 섬유지방 조직들을 박리하여 절제하면 갑상연골의 하방을 쉽게 노출할 수 있다.
전극 삽입
갑상연골은 하방 1/3 정도만 노출해도 전극 삽입에 문제가 없다. 즉, 전극 삽입을 위해 불필요하게 피대근육 박리를 상부로 많이 하거나, 갑상연골의 노출을 위해 피판을 위로 많이 박리할 필요는 없다. 바늘의 삽입 방향은 갑상연골에 거의 평행하도록 위치시킨 후 상외측을 향해 비스듬하게 삽입하여 연골막을 관통하여 갑상연골 내로 1-2 mm 정도의 깊이로만 삽입되어도 IONM을 시행하는데 충분하다(Fig. 3). 바늘 전극을 다룰 때는 수술에 참여하는 모든 사람들이 이를 주시하도록 하여 조작 중 바늘에 의한 손상을 예방하도록 한다.

Insertion and fixation of needle electrode to thyroid cartilage. A: Needle electrode is positioned at the inferior third of the thyroid cartilage. B: The electrode has been inserted almost parallel to the lamina with 1 to 2 mm depth into the thyroid cartilage. C: The line of the electrode (arrow) has been fixed at the chin of the patient. TC, thyroid cartilage; P, pyramidal lobe; T, trachea.
전선 고정 및 모니터 연결
바늘전극에 연결된 전선은 환자의 턱에 고정시켜 수술 중 전극이 당겨지지 않도록 한다. 전선의 반대쪽에 있는 두 개의 전극을 i nterface c onnector b ox의 양극(+), 음극(-)에 각각 삽입한다(Fig. 4A). NIM 3.0에서 전극들이 제대로 삽입되었는지 확인하고 monitoring mode로 전환하여 IONM을 시행할 준비를 완료한다(Fig. 4B). 사전 설정된 단일 채널 모드 화면이 나타나면 시행할 준비가 완료된 것이다(Fig. 4C).
표준화된 수술 중 신경모니터링
신경모니터링을 위한 준비가 완료되면 나머지 과정은 근전도 튜브를 이용한 IONM과 동일하다. 미주신경(V1, V2)과 반회후두신경(R1, R2)을 자극하여 얻는 신호를 V1-R1-R2-V2의 순서대로 획득하여 모니터링한다. 바늘이 적절하게 잘 삽입되면 보통 1000 μV 이상의 amplitude 신호를 획득할 수 있다(Fig. 5). 상후두신경 외분지에 대한 모니터링도 갑상선의 상극 절제 전(S1)과 후(S2)로 나누어 각각 신호를 확인하여 신경의 위치와 보존 여부를 확인한다.
고 찰
갑상연골을 통한 바늘 전극 IONM은 Chiang 등[4]에 의해 처음 보고되었다. 이들은 저자들이 사용하는 것과 동일한 전극을 두 개 사용하는데 각각 좌우의 갑상연골에 삽입하는 방식을 보고했다. 그러나, 갑상선 반절제술을 시행할 때는 수술을 시행하는 쪽 갑상연골에만 전극을 삽입해서 단일 채널로 IONM이 가능하며 이에 대한 임상 결과가 발표된 바 있다[1]. 두 개의 바늘이 있는 전극을 사용하므로 하나의 전극에 양극/음극이 모두 포함되어 있기 때문이다. 이처럼 단일 채널로 IONM을 시행하면 불필요하게 반대측 갑상연골을 노출할 필요가 없고, 전극의 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다. 바늘전극은 EMG 튜브가 없거나, 기관절개창을 통해 삽관되어 EMG 튜브가 적용될 수 없는 환자에도 활용할 수 있다.
갑상연골에 바늘전극을 삽입하는 지점은 노출된 갑상연골의 아래쪽 1/3 지점으로, 방향은 갑상연골 측면(lamina)에 평행하게 상외측으로 비스듬히 연골막하로 삽입한다. 연골 내부로의 삽입 깊이는 1-2 mm 정도면 충분하다. 이를 통해 후두 내부로의 관통상을 피할 수 있으며, 갑상연골 측면의 상부가 노출되지 않아도 비교적 쉽게 전극을 삽입하고 고정할 수 있다.
갑상연골에 삽입되는 바늘 전극으로 IONM을 시행하면, EMG 튜브를 통해 얻는 전기 신호보다 유의하게 높은 신호(amplitude)를 얻을 수 있어 수술 중 amplitude의 변화를 관찰하는데 유리하다. EMG 튜브와 갑상연골 바늘전극으로 측정된 전기 신호를 비교하였을 때 모든 측정 단계에서 바늘 전극이 EMG 튜브보다 2배 이상 높게 나타나는 것으로 보고된 바가 있다[4]. 또한, 튜브의 전극 위치 이동에 의해서 발생할 수 있는 위양성 신호 소실 또는 위양성 신호 감쇄 현상을 피할 수 있다는 장점이 있다[2,3]. 피부 표면 부착형 전극을 이용한 IONM도 EMG 튜브를 이용한 IONM에 대한 대안이 될 수 있지만, 신호의 amplitude가 낮은 것이 단점[4,5]이므로 바늘전극은 높은 amplitude의 전기적 신호를 얻을 수 있다는 측면에서는 부착형 피부전극 보다 우월하다고 볼 수 있다[2].
바늘전극을 이용한 갑상선 수술 중 IONM은 저자들의 방법과 같이 갑상연골에 삽입하는 방법 외에도 피부를 통해 갑상선연골 방향으로 삽입하는 방법[6], 갑상윤상막(cricothyroid membrane)을 통해 성대근육에 삽입하는 방법[7] 등이 보고되고 있으므로 이와 같은 방법도 참고해 볼 수 있겠다.
바늘전극은 EMG 튜브에 비해 장점이 있지만, 여전히 구매 비용이 발생한다는 점을 고려해야 하며 현재로서는 보험급여 대상이 되지 않는다. 또한, 드물지만 갑상연골의 석회화가 많은 경우 충분한 바늘 삽입에 어려움이 있을 수 있으며, 이 경우 EMG 신호(amplitude)가 낮게 발생할 수 있다는 한계가 있다[1]. 그럼에도 불구하고, 바늘전극을 이용한 IONM은 높은 EMG 신호(amplitude)와 일관된 모니터링을 가능하게 하므로 갑상선 수술 중 IONM의 대안으로 고려해 볼 수 있을 것이다. 본 연구는 기관연구윤리심의위원회(Institutional Review Board)의 심사결과 면제를 받았다(KUGH 2024-12-015).
Supplementary Video
The Supplement is available with this article at https://doi.org/10.3342/kjorl-hns.2024.00584.
This video summarizes the procedures of needle electrode intraoperative neuromonitoring. Firstly, needle electrode is positioned at the inferior third of the thyroid cartilage. It is inserted almost parallel to the lamina with 1 to 2 mm depth into the thyroid cartilage. After insertion, the line of the electrode is fixed at the chin of the patient. When setup is complete, routine process of Intraoperative neuromonitoring (V1-R1-R2-V2) is conducted. The location of external branch of superior laryngeal nerve can also be mapped by observing the twitching of the cricothryoid muscle.
Notes
Acknowledgments
None
Author Contribution
Conceptualization: Hyoung Shin Lee. Data curation: Yeong Joon Kim, Hyoung Shin Lee. Formal analysis: Hyoung Shin Lee. Investigation: Yeong Joon Kim. Methodology: Yeong Joon Kim, Hyoung Shin Lee. Validation: Yeong Joon Kim, Hyoung Shin Lee. Writing—original draft: Hyoung Shin Lee. Writing—review & editing: Yeong Joon Kim.