天醫

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대구대학교 재활과학대학 물리치료학과

교수 이학박사 박 래 준

E-mail:( rjpark@daegu.ac.kr )

미세전류의 정의

종래 사용되었던 전기자극치료(EST), 경피신경전기자극치료(TENS), 고압맥동치료(HVPC) 등은 모두 전류가 밀리암페어(mA)의 단위로 자극되고 있다. 1A 는 1,000mA 이며 1mA 는 1,000 ㎂이다. 따라서 1 ㎂는 백만분의 1A 이다. 1,000 ㎂ 미만을 송출하는 전기치료장치를 마이크로암페어 장치라고 한다.

이러한 저전압 맥동 마이크로암페어 자극을 MENS(microcurrent electrical neuromuscular stimulation : 미세전류 신경근 전기자극) 라고도 하며 단순히 마이크로 커런트라고도 한다. 이러한 미세전류 치료기에서 사용되는 ㎂와 일반 저주파 치료기나 경피신경 전기 자극치료에서 사용되는 mA 와의 차이에 대한 의미가 어떻게 다른 것인가 하는 것은 생체전기에 대한 의미를 이해하면 쉽게 수긍이 갈 수 있을 것이다.

Becker 는 생체전기공학 분야의 저명한 학자 중에 한 사람으로서 그의 저서인 신체의 전기에서 자연스럽게 발생하는 “상처의 전류”를 측정할 수 있다는 이론을 주장하였고, 이 전류가 상처부위의 뉴런을 둘러싼 신경초와 미엘린 껍질을 통해 전도되어 조직의 회복과 재생이 시작된다는 가설을 제시하였다. 상처전류에 대한 최근의 연구는 놀랄 만큼 오랜 근원을 가지고 있어서 1860 년 남북전쟁 당시 뒤보아 - 레이몽 (Dubois-Reymond) 이 상처전위와 상처전류를 측정했던 때로 거슬러 올라간다. 일링워스 (Illingworth) 와 바커 (Barker, 1980) 는 그 후 120 여 년이 흐른 후인 1980 년에 한 어린이의 손톱이 절단된 부분에서 발생된 전기를 측정하였다. 이 부분의 전류가 10~30 ㎂ /C ㎡ 범위의 미세전류임이 발견되었다. 비록 최근에야 그들의 발견에 대한 의미를 이해하고 이런 미세전류를 치료방법으로 적용할 수 있게 되었음에도 불구하고 이러한발견들을 여러 학자들에 의해 계속 보고 되었다 (Borgens 등 ; Barker, Jasffe 및 Vanable, 1982 ; Borgens 등, 1980).

임상의 적용방법

미세전류는 통증, 종창(swelling), 염증, 근위축 및 상처회복 등에 유효 하다. 그러나 위축에 대한 효과는 통증의 경감에 비해 부차적인 효과라고 할 수 있다. 왜냐하면 일반적으로 미세전류 자극으로는 근수축이 되지 않기 때문이다.

무감각적인 미세전류로 대개 시술한지 3분이나 5분 안에 일어나는 즉각적인 전기적 무통각증(electroanalgesia)은 현재까지도 해결하지 못하는 수수께끼이다. 통증을 경감시킨다는 "관문조절설"에 대한 종래의 이론(Melzak 와 Wall, 1965)은 미세전류 자극의 적용 가능성을 의심하게 한다. 우리는 어떤 감각 수용기가 전기적으로 자극되지 않은 상태인 미세전류를 거쳐 고통으로 통하는 "게이트(관문)"를 닫을 수 있을까? 무감각적인 수준의 미세전류 자극으로 엔돌핀이나 엔케팔린의 방출을 개시하는 trigger 의 역할이 가능할까? 유해한 자극을 받아들이는 외상수용기(nociceptor)를 초극(hyperpolarization)하여 상대적으로 저항력을 키우고 덜 민감하게 만들 수 있을까? 국소적 염증성 생화학물인 키닌(kinins)의 급속한 효소 퇴화(enzymatic degeneration)를 용이하게 할 수 있을까?

미세전류는 염증을 진정시키기 위한 국소적인 미세 순환에 직접적으로 영향을 줄 수 있을까? 이러한 미세전류에 관한 관심과 그에 대한 연구를 하는 사람들은 끊임없는 여러 가지 의문을 제기하게 될 것이다.

단기간의 전기적 무통각증으로 쉽게 통증을 억제했다고 하더라도 그것은 미세전류 치료 이후 24 내지 48 시간 안에 나타나는 이월효과처럼 축적된 조직의 회복과 재생의 반사작용으로 나타나는 것은 아닌 것으로 보인다. 장단기의 결과에 대한 적절한 효과를 얻기 위해 치료의 여러 가지 변수를 살펴보고 그것들을 어떻게 조절할 수 있는가를 고려해 보는 것은 가치가 있을 것이다.

즉각적인 무통효과는 세 가지 주요 변수(마이크로암페어, 주파수, Wave slop, Ramp time)를 높이 올리면 (즉, 200~600 ㎂, 30pps, Sharp Ramp-Time) 그 효과를 얻기 위해 치료의 여러 가지 변수를 살펴 본 다음 치료에 대한 이월효과는 보다 낮은 세팅 (즉, 10~100 ㎂, 0.3pps, Gentle Ramp Time(Wallace, MANUAL, 1988) 으로 보다 뚜렷하게 나타난다. 이것은 신체자체의 미묘한 생체 전류에 보다 가까이 접근하면 할수록 장기적인 치료증대의 효과를 볼 수 있다는 것을 가리키는 것이다.

미세전류의 평균 치료 시간은 15~20 분이며 신경근의 통증 또는 요방형근(quadratus lumborum)과 같은 커다란 근육에 대해서는 시간을 증가시킬 수 있다 (Wallace, MANUAL, 1988). 할당된 치료시간의 거의 절반은 탐침(probe)의 사용과 도수치료로, 그 다음 절반은 패드만 대는 방법으로 이루어진다.

즉각적인 통증의 경감과 적절한 이월효과를 얻기 위한 접근법은 다음과 같다. 보다 높은 무통각 설정에서 미세전류치료를 시작하고, 위에서 말한 대로 최대의 이월효과를 위해서는 패드를 사용하여 보다 낮은 변수로 끝내는 것이 좋다.

대부분의 의사나 치료사들(Kleven, 1988)은 상대적으로 높은 변수를 사용하는 것보다 미세전류를 무감각으로 유지하도록 권고 한다.

대부분의 환자들이 전류를 거의 느끼지 못하는 감각이하의 범위는 비록 적용방법의 전류밀도와 환자 개개인의 피부저항에 따라 다르기는 해도 대개 60 내지 120 ㎂ 이하이다.

미세전류 자극과 운동

가장 좋은 치료 결과를 나타내는 치료기술은 전기자극이 전혀 느껴지지 않는 무감각적인 수준에서 유지되어야 하며 능동적 - 수동적 스트레칭과 함께 사용하는 것이 효과적이다.

본문내용

1) EST (전기자극치료기)
전기자극치료(electrical stimulation therapy, EST)는 전기적으로 근육이나 신경을 자극함으로서 근수축을 유도해내는 치료방법이다.
신경지배가 정상인 경우에는 정상적인 근육의 활동과 관계있는 물리·화학적 현상을 재현하고 근육의 생리적 활동 회복을 촉진시키기 위해서 사용한다. 또한 혈액과 임파액의 순환을 유지하고 촉진하며, 유착 형성 예방 및 부종 감소를 위해서 사용한다. 그리고 비정상적인 근경련 감소와 근육의 재교육에도 적용한다. 신경지배가 비정상적인 탈신경근인 경우에는 근위축 발생 예방이나 진행속도를 늦고 신장성 감소 방지, 근육이 마비되어 있는 동안 근수축 감각 유지를 위해 사용한다. 근수축과 이완에 따른 혈액순환 증진과 섬유화 같은 조직 변화를 방지하기 위해서도 사용한다.
<효과>
① 탈신경근의 전기자극 효과
탈신경근에 강한 강도로 반복적인 전기자극을 가하며 근섬유 직경이 증가하고 근육의 무게 감소율이 지연되어 위축이 예방된다. 높은 주파수의 전기자극은 Ⅰ형 섬유를 Ⅱ형 섬유로 변화시키며 낮은 주파수 전기자극은 정도는 약하지만 Ⅱ형 섬유를 Ⅰ형 섬유로 부분적으로 변화시킨다. 또한 생리적 반응을 증진시키고 근육의 호기성 대사가 활발해져서 혈류량, 산소소모량, 글루코스 소모량이 증가하며 근육의 펌프작용으로 삼출물 흡수를 촉진하고 정맥 및 림프순환을 증진시킨다.
② 신경지배근의 전기자극 효과
골격근은 여러 가지 요인에 의해 근육의 특성이 변하게 되는데 전기자극을 가하는 경우에는 특히 Ⅱ형 근섬유가 보다 민감하여 저주파 전기자극시 Ⅰ형 근섬유의 특성을 보이게 된다. 장기간 전기자극을 가하면 호기성 대사가 뚜렷하게 증가되고 근육의 기능이 증가되며 여러 가지 효소 활성도의 변화를 보인다. 또한 모세혈관의 분포를 증가시키고 혈관을 확장하며 이에 따라 혈류량이 증가되고 피부온도의 상승이 나타난다. 전기자극은 근력, 근수축력, 근셤유의 크기 증가 등 전반적인 근기능를 증진 혹은 유지시키며 운동시와 유사하게 사지의 둘레를 증가시킨다.

⊙ 경피신경 자극과 미세전류 신경근 자극이 베타 - 엔돌핀과 동통역치에 미치는 영향
(대한물리치료학회지 제9권 제1호)
안동의료원 김형남, 대구 대학교 재활과학대학 물리치료학과 박래준

미세전류 신경근자극 (MENS)이 동통에 대단히 유해한 것으로 대두되고, 있으며 미세전류는 낮은 전류로서 신체자체의 생리적 전류 범위 정도이기 때문에 근수축이 일어나지 않으며 감각적으로 편안하며 부작용도 거의 없으며 적은 양의 전류만으로 상처치유 촉진과 동통조절에 효과가 있으며 (Gersh,1992) 또한 급성 외상 치유를 가속화 시킨다고 합니다 (Leffmann,Arnall,Holmgren and Cornwall,1994)
저주파 (TENS)는 mA(밀리암페어)단위로 자극이 있으나 미세전류는 ㎂ (마이크로 암페어)단위로 전류 자극이 인체내 세포에 흐르는 생체 전기 (Bio-current)를 통하여 Ca++ 체널을 작동시켜 동통을 야기 시키는 신경이나 근육의 손상을 회복시키는 것이다.
그러므로 동통을 완화시킬 목적으로 경혈자극시엔 낮은 전류인 미세전류기가 유효하며, 베타 - 엔돌핀의 농도와 동통역치에도 영향을 미칠 것이다.

⊙ 실험적 통증 유발 모델에서 조기 발현 유전자에 대한 미세전류자극의 효과
(대한물리치료학회지 제 16 권 제 3 호)
동신대학교 한의과대학 물리치료학과 김계엽, 김용억, 김선은, 김기도, 정미선
동신대학교 한의과대학 간호학과 서영숙

Capsaicin 으로 통증을 유발시킨 모델에서 저주파수 미세전류자극치료와 고주파수 미세전류자극 치료의 효과를 알아보기 위해 척수 후각에서 조기 발견 유전자인 c-fos 단백질을 항원으로 면역조직화학적 연구를 하였다.
실험결과 급성 통증모델에서 통증 유발 후 c-fos 단백질을 항원으로 하는 면역 조직화학적 실험에서 c-fos 면역반응 양성 세포가 통증 유발 2 시간 후에 통계학적으로 유의한 감소를 보였다.
이상결과로 볼 때 통증유발백서에서 미세전류자극이 통증억제에 효과가 있음을 확인 할 수 있다.

⊙ 경피신경전기자극과 미세전류자극이 정상인의 교감 신경 긴장도에 미치는 영향
(대한물리치료학회지 제 9 권 제 1 호)
대구대학교 재활과학대학 물리치료학과 박래준

경피신경전기자극군 (저주파)은 전기자극 20 분까지 온도가 증가하였고, 미세전류자극군은 전기자극 후 10 분경에 원래의 온도로 회복되어 짧은 시간 전기자극은 교감신경의 긴장도를 감고시키는 것으로 나타났다.
경피신경전기자극 (저주파)에 따른 교감신경 긴장도는 연령과 관계가 있는 것으로 나타났으나 미세전류에서는 차이가 없어서 전류의 형태에 따라 다르게 나타났다.
경피신경전기자극 (저주파)과 미세전류가 초기에는 두 방법 공희 교감 신경의 긴장도를 감소시키나 미세전류가 빨리 교감 신경 긴장도의 역전을 가져 올수 있는 것으로 나타났다.

⊙ 고전압 맥동전류 자극과 미세전류 신경근 자극의 세균성장 억제효과 비교
(한국전문물리치료학회지 제 3 권 제 1 호)
연세대학교 보건과학대학 재활학과 강은진, 노정석, 이재승, 이충휘
원주 기독병원 물리 치료실 김태호

전기자극을 가하지 않은 대조군에서는 전극 주변으로 세균 억제 대가 전혀 생기지 않았으며, 고전압 맥동전류 자극과 미세전류 신경근 자극을 한 실험군에서는 세균 성장 억제 대가 나타났다. 전기 자극의 종류에 따라 세균 성장 억제 대의 유의한 차이가 있었으며, 미세 전류 신경근 자극이 더 효과 적이었다.
미세전류 신경근 자극이 포도상구균을 억제하는데 가장 큰 효과 를 보였다.

⊙ 미세전류가 수부체성경혈점의 실험적 통증 역치에 미치는 영향
(대한물리치료학회지 제 6 권 제 1 호)
대구대학교 재활과학대학 재활치료학과 박래준, 조정선
김천보건전문대학 물리치료과 전제균

경혈의 이용은 모든 수술에 대해 5% 만 제한을 받고 95% 는 효과적이라는 결과가 있다.(Bishop,1980)
이것은 통증 조절을 위한 약물치료와 수술적 치료가 많은 부작용을 남긴다는 사실에 비해 최초의 비습관적이고 비침투적인 통증 조절방법이 각광을 받고 있다는 것과 일련의 관계가 있다.(Krause 등,1987;Paris,Baynes 와 Gucker 1983),Lee 등 (1990)은 경혈점이 압통점과 약 80% 일치함을 보고 하였다.
본 연구는 체성경혈점 자극 결과이므로 미부경혈을 자극한 Noling(1988)등과 달리 자극 후 30 분에 감소됨을 보였으며 같은 자극 위치라도 인체내 삽입되지 않은 표면전극 자극결과는 자극후 30 분 이후는 통증역치가 감소하므로 순간적이거나 급성통증을 조절하는데 효과적이다.

⊙ 맥동전자장에너지의 미세전류가 가토의 상처치유에 미치는 영향
(대한물리치료학회지 제 12 권 제 3 호)
김 준 정형외과 권원안 대구대학교 재활과학대학 물리치료학과 박래준
대구 보건대학 물리치료학과 박윤기 전남과학대학 물리치료학과 황태연

미세전류에 대한 많은 임상연구 (Alon,1986 ; Barron 1985 ; Carley, Wainapel,1985)와 동물실험 (Alvare,1983 ; Bourguigron, 1987 ; Cheng,1982 ; Suzuki, 1986)을 보면 미세전류자극이 조직치유와 회복과정을 활성화 시킨다는 것을 알 수 있고, 조직 또는 배양세포를 이용한 연구에서는 세포내의 ATP 재합성, 단백질 합성, 그 리고 DNA 복제 비율이 직접적인 전기 자극에 의해 증가되는 증거를 제시하고 있다.

-Web site 에서

⊙주식회사 KTA 생명공학 중에서

전기 자극의 효과

통증완화 : 활동전위의 전파를 직접적으로 차단하여 통증감소
부종감소 : 체액의 이동으로 부종이 감소
근육에 대한 전기자극의 효과 : 근육은 신경세포를 통한 전기자극으로 움직인다. 전기 치료기로 근육표면에 자극을 주어 일정한 양의 전기가 들어가면, 즉 근 위축 (근육이 소모되어 크기가 감소된 상태)의 진행을 지연시킬 수 있으며 수축과 이완의 반복 작용으로 운동효과가 있고 협력근도 활성화 된다. 근육의 전기 자극에 의한 효과는 다음과 같이 분류 될 수 있다.
- 대사작용의 변화 : 자극을 받은 근육은 젖산이 감소되는 등 피로를 덜 느끼고 효소의 변화로 인하여 산화효소활동을 막을 수 있다는 등이 실험을 통해 증명되었다.
- 혈관의 변화 : 근육에서 모세혈관의 분포가 증가됨에 따라 말초혈관이 확장되어 혈류증진에 도움이 된다.

< 참고문헌 >(민경옥저 (1993)전기치료학 제 9 장 258~261P 출판사 현문사)

⊙ 기구를 이용한 물리치료학 저자 박래준

제 5 장 전기적 동인 P265 내용중 미세전류는 급성 그리고 만성 통증, 급성 그리고 만성 염증, 부종의 감소, 염좌, 근육 당김 현상, 타박상, 외상적 치료, 상처 조직, 신경 질환 (Neuropathies)에 효과

⊙ 복부비만 / 미세전류를 흘려 지방세포 분해 큰 효과
을지한의원장 현용권

비만 부위의 경혈에 미세전류를 흘려 지방세포를 분해하는 방법이다. 지속적인 통전으로 발생하는 열 및 자극인자가 세포
에너지의 이동을 촉진시켜 지방을 분해시켜준다.

⊙ MEDIGATE NEWS.COM

미세전류, 만성통증 개선에 효과 탁월
(강남 성모병원 신경외과 이태규, 김문찬 교수팀)
주파수 0.5~100Hz 전류 100~300 마이크로암페어의 미세전류를 이용한 방법이 만성 통증의 개선에 뛰어난 효과를 나타낸다는 연구 결과를 발표.
연구팀은 통증을 겪어도 기간에 따른 치료반응을 관찰한 결과
치료 받기 2~4 개월 전부터 통증이 지속되어 온 환자들은 94~100% 매우 높은 치료 효과를 나타냈다는 점이 특징이라 밝혔다. 특히 환자들에게선 어떠한 부작용도 나타나지 않았다.
이태규 교수는 "대상 환자들이 기존의 일반적인 약물요법으로 통증치료 효과가 전혀 나타나지 않았던 환자들이어서 이번 임상실험 결과는 큰 의미를 지니고 있다."고 밝혔다.
"단기간의 통증 뿐 만 아니라 오랜 기간 지속된 만성통증에 대해서도 좋은 효과를 나타나 만큼 기존 약물치료와 병행하면 좋은 효과를 기대할 수 있을 것"이라고 설명했다.

⊙ 미약 (미세)전류 우리신체에 이렇게 작용한다

인체에는 생체전류라는 미약 (미세)한 전류가 흐르는데 이 전류로 대뇌와 장기 기관은 서로 정보를 전달해서 건강을 유지
하고 있다. 그런데 건강이 안 좋아 지면 생체전류도 약해지고 불안정함을 나타낸다. 토르마린은 가장 건강한 생체 전류와
동일한 60 ㎂ 전류를 방출하여 신진대사와 혈액순환을 활발하게 돕고 결국 자연치유력을 높이는 기능이있다.

60 ㎂ 의 미약한 전류가 신경기능 (神經機能)을 컨트롤하고 지탱해 준다.

○ 혈액의 약 알칼리성 , 혈관의 확장, 혈압의 정상화, 이뇨작용촉진
○ 맥박의 정상화, 심장강화,
○ 콜라겐 합성률 증가
○ 백혈구 이동 촉진, 살균효과 세균, 성장 억제, 대장균 성장 억제
○ 미세혈관 혈액순환증진, 단백질합성능력 촉진, 치료속도 2 배 증가
○ 피로회복촉진, 자율신경의 정정화,
○ 발육촉진, 수분정화, 냄새제거
○ 진정효과, 숙면효과, 식욕증진효과
○ 세포활성화, 면역력증진

Gault 와 Gatens(1976)

미세전류는 사지마비, 하지마비, 편마비, 당뇨, 화상, 말초혈관질환, 골절, 피부궤양을 세포이동촉진으로 치료속도를 2
배증가 시킨다.

* 참고논문 한국전문물리치료학회지 제 3 권 "고전압 맥동전류자극과 미세 전류 신경근 자극의 세균성장 억제효과 비교"