유전자 검사와 전기진단검사는 오랫동안 말초신경병변에 대한 표준 진단검사 방법이었다.¹ 이를 보완하는 검사로 초음파 검사를 고려할 수 있는데 초음파 검사는 기존 검사에 비해 상대적으로 비용이 저렴하고 비침습적이며 훨씬 유연한 검사 방법이며 말초신경에 대한 자세한 형태학적 정보를 얻을 수 있는 장점이 있다. 초음파 검사를 이용해 얻을 수 있는 말초신경 단면적(cross-sectional area, CSA)과 같은 형태학적 정보는 포착성 신경병증, 염증성 다발신경병증 등 국소 병변을 평가하는 데 유용하다.

초음파로 측정되는 말초신경의 크기는 다양한 요인에 영향을 받을 수 있다. 신경의 해부학적 위치, 성별, 신장, 체중, 연령, 인종 등에 영향을 받고 초음파 검사자에 따라 다르게 측정될 수 있다.^2-4 임상의가 관심을 가지는 말초신경의 병적 상태 즉 포착성 신경병증, 외상, 신경종 및 전신 신경병증을 포함한 다양한 말초신경 질환에서 정상 신경과 다른 초음파 소견이 관찰된다.^2,5-7 초음파 검사에서 보이는 말초신경 병변의 특징은 여러 가지가 있다. 신경의 위치 변화, 신경 주변 부종, 신경의 이동성 감소 여부, 신경상막의 비후(epineural thickening), 편평화 정도(flattening ratio), 혈류 변화, 초음파의 에코음영 변화, 포착성 신경병증의 경우에는 포착을 일으키는 구조의 확인 등을 고려할 수 있으나 이들 모두 진단기준으로의 신뢰성은 입증되지 않았다.⁸ 현재 초음파검사에서 말초신경 병변의 진단기준으로 가장 널리 인정되는 것은 정상과 다른 말초신경 단면적 크기의 변화이다.⁸

말초신경 병변에 대한 초음파 신경 단면적 평가의 유용성에도 불구하고 기준의 되는 각 주요 신경의 정상 단면적 값에 대해서는 논란이 있다. 각 실험실 마다 고유의 신경 단면적 정상치를 가지는 것이 가장 이상적이고 각 신경 질환에 해당하는 컷오프값이 있어야 할 것이다. 본고에서는 신경 검사의 표준화에 대한 정보를 제공하고자 말초신경 단면적 정상치에 대해 기존의 메타분석 연구들을 간략히 소개하고자 한다. 예를 들어 말초신경에 대한 초음파 관련 연구 시 실험군-대조군을 설정한다 하더라도 대조군의 숫자가 충분하지 않다면 실험군과의 대조군의 값 차이를 신뢰할 수 없는 문제가 발생한다. 메타분석으로 검증된 정상 말초신경 단면적에 대한 정보는 이러한 연구의 결과를 해석하는 데 도움을 줄 수 있을 것이다. 본고는 성인, 소아에서 모든 말초신경을 대상으로 하되 비교적 참고문헌이 많은 정중신경을 제외하고 다루고자 한다.

1. 정상 성인에서 상지 말초신경의 단면적

초기 초음파 검사에서 말초신경의 단면적은 신경 내외측 및 전후 직경(mediolateral and anteroposterior diameter)으로부터 계산하였다.⁹ 하지만 최근의 경향은 직경을 이용한 신경 단면적 측정 대신 초음파의 온디바이스 기능을 이용하여 신경 경계(nerve border)를 추적(tracing)하고 자동으로 단면적을 계산하는 방법으로 변경되었다. 신경 경계는 초음파에서 저음영에코로 나타나는 신경을 둘러싼 고음영에코의 내측 경계(the inner borders of the hyperechogenic rim surrounding the hypoechogenic nerve)를 따라 추적하게 된다. 메타분석 연구들에서 제시하는 정상 성인 상지의 말초신경 단면적은 표에 정리하였다(Table 1).^8,10 Fisse 등¹⁰은 2021년 74개의 연구를 최초로 메타분석하여 정상 성인 말초신경의 단면적에 대한 결과를 발표하였다. 초음파 주파수 범위는 3∼18 MHz였다. 총 4,186명의 건강한 사람의 상지 말초신경에 대한 총 18,226개의 측정값을 분석하였다. 모든 연구에는 18세 이상의 건강한 성인이 포함되었고 평균 연령은 42.7세이며 여성의 비율은 58%였다. 연구 결과 요골신경의 단면적은 분석 대상 연구마다 높은 이질성을 보였다. 이는 아마도 상완골 주위의 나선형경로(spiral grove)에서 요골신경을 검사하기가 어렵기 때문일 것으로 추정된다. 이 메타분석에 포함된 대부분의 연구에서 최대 연령이 60세인 환자를 조사하였으며 단 하나의 연구만이 평균 연령이 82세인 노인을 대상으로 하였고 다른 연구보다 더 큰 단면적 값을 보였다.¹¹ 따라서 60세 이상의 환자를 대상으로 추가 연구가 필요해 보인다. 하지만 전반적으로 말초신경 단면적과 연령, 키 및 체중의 상관관계는 약해서 성인 환자의 단면적에 대한 연령, 키 및 체중 의존 표준값은 반드시 필요하지는 않아 보인다.

Table 1 . Peripheral Nerve Cross-Sectional Area in Meta-Analysis.

Nerve	Site	Number of nerves	Mean nerve CSA (mm2)	95% CI	Heterogeneity (%)	Reference
Radial	Upper arm	1,787	5.1	4.0∼6.2	56.66	Fisse et al. (2021)
Peroneal	Fibula head	1,166	8.4	6.8∼9.9	0	Fisse et al. (2021)
	Popliteal fossa	995	7.9	6.6∼9.2	0
Tibial	Popliteal fossa	771	25.9	17.5∼34.4	84.4	Fisse et al. (2021)
	Medial malleolus	779	10	7.7∼12.4	25.72
Sural	Head of gastrocnemius muscle	312	2.4	1.7∼3.1	28.9	Fisse et al. (2021)
Radial	Spiral groove	1,810	5.14	4.33∼5.96		Eby et al. (2022)
Fibular	Fibula head	1,460	10.18	8.91∼11.45		Eby et al. (2022)
	Popliteal fossa	1,120	12.9	9.12∼16.68

CI: confidence interval, CSA: cross-sectional area..

2. 정상 성인에서 하지 말초신경의 단면적

하지의 주요 말초신경에는 좌골신경, 경골신경, 비골신경, 비복신경 등이 있다. 하지의 포착성 신경병증은 상지의 손목터널증후군, 척골신경증후군(cubital tunnel syndrome)처럼 빈도가 높지 않으며 상대적으로 연구도 충분하지 않다. 초음파 검사에서도 기술적으로 검사하기가 더 어려운 하지 신경은 측정값에 더 높은 이질성이 예상된다. 하지만 하지 저림은 임상에서 흔히 접하는 문제이며 척추질환에 의한 방사통처럼 원인이 밝혀지는 경우가 오히려 드물기 때문에 하지 말초신경의 문제 특히 포착성 신경병증에 대해서는 더 많은 관심이 필요하다. 메타분석 연구들에서 제시하는 정상성인 하지의 말초신경 단면적은 표에 정리하였다(Table 1).^8,12

Fisse 등¹²의 그룹은 2021년에 하지 말초신경의 단면적에 대한 정상 성인의 참고치에 대해서도 메타분석을 시행하였다. 이에는 비골두 및 슬와(popliteal fossa)에서의 비골신경, 슬와 및 내복사(medial malleolus)에서의 경골신경, 비복근의 두머리에서의 비복신경(sural nerve at the level of the two heads of gastrocnemius muscle)이 포함된다. 본 메타분석은 평균연령 47.9세의 1,001명의 지원자, 4,023건의 초음파 신경 검사를 다룬 16개의 연구가 포함되었다. 여성의 비율은 55%였다. 본 메타분석에는 건강한 성인 대상자를 대상으로 B모드 초음파 검사를 통해 말초신경의 단면적을 측정한 연구만 포함되었다. 초음파 주파수 범위는 5∼18 MHz였다. 하지 신경의 초음파 검사는 염증성 다발신경병증의 진단을 위한 상세한 검사 프로토콜을 사용한 경우가 많았고 비골신경의 경우 포착성 신경병증에 대한 검사도 많이 시행되었다.^13,14 하지에서 외상성 신경병변이나 신경종양은 상대적으로 적다고 보고된다.¹⁵ 단변량 또는 다변량 회귀 분석에서는 나이, 키, 체중의 유의한 영향이 기록되지 않았다. 성별 비율 분석에서는 신경 단면적 크기에 유의한 차이가 없었다. 이 메타분석에서는 슬와 경골신경에 대해서만 참고값의 높은 이질성이 관찰되었다.¹² 예상과는 다르게 그 외 모든 하지의 말초신경 부위는 이질성이 없거나 낮은 것으로 나타났다. 슬와에서 경골신경 단면적 값의 이질성이 큰 것은 슬와 부위에서 경골신경이 깊게 위치하여 신경 경계를 정의하기 어렵기 때문일 것으로 추정된다. 비만과 같은 해부학적 측면도 신경 초음파 측정의 신뢰성에 영향을 미칠 수 있다. 슬와의 원위부와 근위부 사이에서 경골신경의 단면적이 크게 변화하는 것도 이유일 것이다.¹⁶ 따라서 이러한 단면적 측정값의 이질성을 줄이기 위해서는 측정의 해부학적 단면 즉 슬와의 원위, 내측 또는 근위 부분 등의 정의가 명확해야만 한다. 다른 하지의 말초신경 단면적에 대한 메타분석에서도 신경의 단면적과 연령, 키, 체중의 상관관계가 발견되지 않아 실제 검사에서 연령, 키, 체중의 영향을 고려할 필요가 없음을 시사한다.⁸

3. 척골신경증후군 진단에 필요한 척골신경의 정상 단면적

척골신경증후군은 가장 흔한 포착성 신경병증 중 하나로 인구 10만 명당 연간 24.7명이 발생하고, 일반 인구 중 5.9%의 유병률을 보인다.^17,18 척골신경증후군의 진단은 증상, 신체검사 소견, 전기진단검사 결과를 토대로 이루어지며 초음파 검사도 전기진단검사의 대체 수단으로 꾸준히 연구되어 왔다. 초음파 검사의 다양한 측정 매개변수(직경, 신경 단면적, 위치에 따른 척골신경 비율), 측정 위치, 측정 중 팔꿈치 굴곡 정도가 논의되었지만 척골신경증후군 진단에 어떤 측정 기술이나 컷오프값이 최적으로 간주되어야 하는지는 여전히 불분명하다. 한 문헌은 전문가 의견임을 밝히며 척골신경 단면적과 팔꿈치의 신경 이동성에 대한 평가가 포함되어야 하고 손목에서 겨드랑이까지 척골신경 전체가 영상화되어야 한다고 하였다.¹⁹

19개의 연구, 1,961개의 검사를 포함한 2020년 메타분석에서 팔꿈치터널에서 측정한 척골신경 단면적의 컷오프값이 10∼10.5 mm²보다 큰 경우 민감도(80.4%, 95% CI, 75.4∼84.7%)가 가장 높았으며 신경 비율의 특이도(89.1%, 95% CI, 85.8∼91.8%)가 가장 높았다고 하였다.²⁰ 최대 신경 직경, 최대 단면적은 척골신경증후군 진단을 위한 척도로 유용하지 않았다. 다만 연구들 마다 신경 비율을 계산하기 위해 다양한 방법을 사용했기 때문에 데이터를 통합하고 가장 정확한 신경비율을 결정하는 것이 불가능하다고 하였다.²⁰ 신경비율에 대해서는 표준화되고 통일된 측정 기술과 컷오프값에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 보인다. 메타분석의 결과 초음파상 지표는 팔꿈치 굴곡 정도에는 영향을 받지 않았다.²⁰

77개의 연구를 대상으로 3,472명의 대상자로부터 5,772개의 데이터를 분석한 다른 메타분석 연구가 있다.¹⁹ 정상 척골신경 단면적은 팔꿈치터널에서 6.50 mm² (95% confidence interval, CI 5.80∼7.20, n = 1,211), 팔꿈치터널 입구(cubital tunnel inlet)에서 6.81 mm² (95% CI 6.26∼7.36, n = 1,452)였다. 해당 연구에서 팔꿈치터널 입구에서만 신경 단면적 값은 팔꿈치를 신전 상태에서(> 90º) 굴곡 시에 비해 더 낮았다고 하였다. 팔꿈치터널 입구에서 팔꿈치 굴곡 시 7.25 mm² (95% CI 6.70∼7.80), 신전 시 6.09 mm² (95% CI 5.72∼6.45)였다. 말초신경은 신축과 변형이 가능하기 때문에 상지를 어떤 위치로 잡고 검사했는 지가 척골신경의 기하학적 형태와 위치에 영향을 미치는 것이 당연할 것이다.²¹ 체질량지수(body mass index, BMI)는 극단적인 경우(> 35.2 kg/m²)를 제외하고는 신경 단면적에 미치는 영향은 미비하였다. 포함된 연구 중 하나에서는 체질량지수를 25 kg/m²를 기준으로 하위 그룹 간 척골신경의 신경 단면적 값을 비교한 결과 손목과 손에서 차이가 없는 것으로 나타났다.²² 그 외 아시아 인구에서 단면적 값이 더 낮아 수정된 참조값이 필요하며 성별에 따른 차이는 없다고 하였다.

4. 정상 소아에서 말초신경의 단면적

소아에서 말초신경 단면적 정상치에 대한 메타분석은 1개가 있다.²³ 이 메타분석에는 823명의 건강한 어린이(남학생 445명, 여학생 378명)를 대상으로 총 5,149개 신경을 포함하는 10개 신경을 측정한 16개 연구가 포함되어있다. 이 메타분석에서 주요 말초신경에 대한 연령에 따른 신경 단면적은 다음과 같다. 팔꿈치에서 측정한 척골신경의 단면적은 2∼4세, 5∼8세, 8∼12세, 12∼17세에서 각각 2.4 mm² (95% CI, 2.17∼2.63), 3.54 mm² (95% CI, 2.90∼4.18), 4.75 mm² (95% CI, 3.68∼5.81), 6.17 mm² (95% CI, 4.27∼8.06)였다. 위팔의 나선형경로에서 측정한 요골신경의 단면적은 4∼7세, 7∼11세, 12∼17세에서 각각 3.54 mm² (95% CI, 3.02∼4.05), 4.61 mm² (95% CI, 3.73∼5.49), 5.96 mm² (95% CI, 3.41∼8.51)였다. 슬와에서 측정한 경골신경의 단면적은 2∼4세, 4∼7세, 7∼12세, 12∼17세에서 각각 10.87 mm² (95% CI, 6.68∼15.06), 12.56 mm² (95% CI, 5.98∼19.14), 17.19 mm² (95% CI, 12.09∼22.28), 22.61 mm² (95% CI, 17.75∼27.48)였다. 내복사에서 측정한 경골신경의 단면적은 4∼7세, 7∼12세, 12∼17세에서 각각 6.92 mm² (95% CI, 3.07∼10.76), 6.29 mm² (95% CI, 5.81∼6.77), 10.48 mm² (95% CI, 6.54∼14.43)였다. 슬와에서 측정한 비골신경의 단면적은 13∼17세에서 6.52 mm² (95% CI, 5.34∼7.69)였다.²³

성장하는 소아는 연령대 마다 다른 참고치가 필요하다. 본 메타분석의 하위 그룹 연구에 따르면 말초신경의 단면적은 나이가 들수록 증가하는 것으로 나타났다.²³ 단, 메타분석 결과 내복사에서 측정한 경골신경의 단면적은 예외적으로 연령에 비례하지 않았다. 소아 말초신경 단면적은 성별과는 상관관계가 없는 것으로 나타났다.^2,24 메타분석 결과 각 연구마다 상지 및 하지 말초신경 모두 신경 크기의 상당한 이질성이 발견되었다. 연구설계, 연구의 질, 초음파 검사기기의 차이가 모두 영향을 주었겠으나 가장 큰 이유는 모집된 환자 수와 연령 계층화에 따라 연구가 다르기 때문으로 보인다. 소아의 경우, 이러한 이질성 때문에 발표된 기준값을 해석하는 데 각별한 주의가 필요할 것으로 여겨진다. Zaidman 등²은 연령 그룹 대신 키를 기준으로 데이터를 계층화하였다. 이 경우 다른 연구와 비교하려면 세계보건기구의 연령별 키 표를 사용하여 연구에서 보고된 키 간격에 해당하는 연령 그룹으로의 전환이 필요하다. 한 연구에서 체질량지수는 팔꿈치와 전완의 정중신경 분절, 발목의 경골신경, 발목의 비복신경 부위에서 소아의 신경 크기와 관련된 가장 중요한 변수였다고 하였으나, 대부분의 연구에서 신경 크기와 상관관계가 없는 것으로 나타났다.¹¹ 소아에서 말초신경 단면적의 정상치에 대한 향후 연구는 대상 소아를 연령 하위 그룹으로 나누고 명확한 결과를 얻기 위해 참가자의 임상 특성을 의도적으로 고려해야 할 것이다. 방법론적 차이를 피하기 위해서는 초음파 검사기기, 프로브의 종류, 주파수 등 국제 표준화된 프로토콜이 필요할 것으로 여겨진다.

5. 향후 연구 방향

말초신경 단면적 측정에서 정확히 신경의 어느 부위를 측정해야하는 가는 질환의 특성에 따라 다르다. 예를 들어 신경포착증후군인 손목터널증후군을 진단하기 위해서는 증가된 단면적은 신경의 압박이 가해지는 손목터널 바로 근위부에서 측정되어야 한다. 반면 염증성 다발신경병증의 경우에는 환자마다 잠재적으로 확대될 가능성이 있는 정확한 위치가 다르기 때문에 전체 신경을 동적으로 조사하는 것이 더 중요해 보인다.¹⁰ 각 초음파 검사실은 자체 정상값을 이 메타분석 결과와 비교하고 편차를 최대한 줄이는 것을 목표로 해야할 것이다. 또한 방법론적 차이를 피하기 위해서는 국제적으로 표준화된 프로토콜이 필요하다.

지금까지 정중신경을 제외한 초음파상 말초신경의 정상 단면적에 대해 기보고된 메타분석의 결과를 소개하였다. 손목터널증후군을 제외한 가장 흔한 포착성 신경병증의 하나인 척골신경병증에 대한 초음파 검사를 위해서도 정상 신경의 단면적을 알아야 한다. 팔꿈치터널 내의(팔꿈치터널 입구가 아님을 다시 한번 강조한다) 정상 단면적은 6.50 mm²이며, 척골신경증후군의 컷오프값은 10∼10.5 mm²일 경우 민감도가 가장 높았다. 성장하는 소아는 연령대 마다 다른 참고치가 필요하다. 메타분석의 하위 그룹 연구에 따르면 말초신경의 단면적은 나이가 들수록 증가하는 것으로 나타나 성인의 참고치나 특정 연령대의 참고치만으로는 소아의 말초신경병증을 진단할 수 없다. 말초신경병증에 대한 초음파 검사의 유용성을 높이기 위해서는 정상 말초신경의 형태학적 정보에 대해 향후 더 많은 연구가 필요할 것으로 여겨진다.