발한 운동 시 땀의 전기화학적 전도성 한계에 대한 평가


소개


큐바이오스캔은 한선 기능에 대한 정확한 평가가 가능하도록 만들어졌다. 검사는 환자의 손과 발을 스테인리스강 전극 위에 올려놓은 후 일정하게 증가하는 낮은 직류 전기(4V보다 낮음)를 2분간 통과시키는 방법으로 측정한다. 이 과정에서 전극과 한선에 대한 낮은 전압의 전기자극에 의한 염화물의 전기화학적 반응을 측정한다. 이는 능동적이고 새로운 방법으로서 보통 생리적 조건에서는 감지할 수 없는 발한 장애에 대한 정보와 증거를 제공한다. 손과 발의 생체전기적 전도성(BEC, 단위: 마이크로 시멘스,µS)은 위험점수가 인구통계학 데이터와 BEC 값을 통하여 정략적 결과를 표현한다.

큐바이오스캔 시스템은 코드 번호 21 CFR 882.1540 규정에 의하여 전기적 피부 반응 장비를 제시하여 컴퓨터 스크린에서 피부 전도성 검사를 제공한다.

큐바이오스캔은 전기적 피부 반응 스트레스 검사와 비슷하게 능동적 검사로서 한선이 전기화학적 자극을 받은 후 염화이온을 방출하는 능력을 측정하다. 이는 피부에 부착하고 가변 진폭의 낮은 전압 자극을 받는 전극의 전기화학적 반응에 의한 전기적 전위차를 측정하는 것을 통하여 작동한다. 큐바이오스캔은 신체의 발이나 손바닥 및 기타 한선이 많은 부위에 부착하는 5개의 독립적인 전극으로 구성되었다.

큐바이오스캔은 환자 심혈관 대사의 위험을 밝히는 정보를 제공한다. 검사는 전기적 피부 반응 스트레스 검사와 동일하게 한선이 전기화학적 자극에 반응하여 염화이온을 방출하는 능력을 측정하다.
장점: 큐바이오스캔은 환자가 채혈이나 금식과 같은 어떤 사전 준비도 필요하지 않으며 단순히 2분간의 짧고 간단한 비 침습성 검사로 바로 사용 가능한 결과를 직접 보여준다.
큐바이오스캔은 일반 가정의, 약사, 심장병 전문의 및 신경과 전문의가 사용할 수 있도록 개발되어 환자의 심혈관 대사 위험성을 효과적으로 검사할 수 있도록 도와주고 있다.

분석적 요약


• 작은 무수 C 섬유는 한선의 기능을 책임진다.
• 발한 운동 장애는 말단 소섬유 신경장애의 신경생리학적 이상을 밝히는 가장 빠른 증세 중의 하나임이 입증되었다.
• 발한 반응의 정량적 평가는 자율신경 장애의 분포와 심각성 지표로써 사용되었다. 이는 또한 소섬유 재생의 조기 지표로도 이용되었다.
• 당뇨병 환자에서 한선을 발달시키는 작은 C 섬유의 악화 현상이 관찰되었다.
• 큐바이오스캔은 작은 C 섬유 상태를 반영하는 한선의 염화이온 전달 능력과 직접 연관된 생체 전기화학적 한선 피부 전도성(BEC)을 측정한다.
• 큐바이오스캔은 한선 기능을 측정하는 신속하고 쉬운 검사 방법이다.

장점


• 큐바이오스캔이 당뇨병성 신경병증 검출의 민감성과 정확성에 대한 분석과 검사 및 당뇨병성 신경병증 진단을 위한 기존의 표준적 검사와의 비교.
• 큐바이오스캔 평가는 당뇨병 환자의 자율신경 장애와 신경장애성 통증을 평가하는 도구로 사용된다.
• 큐바이오스캔은 당뇨병성 신경병증 검출, 특히는 통증성 당뇨병성 신경병증의 혁신적이고 섬세한 진단 도구이다. 한선을 구성하는 작은 C 섬유는 통증 전도로에도 관련된다. 한선 기능에 대한 정확한 측정은 이런 원인도 규명할 수 있다.
• 큐바이오스캔은 당뇨병 환자의 신경장애를 검출하는 민감한 장비로서 80%의 민감성과 95%의 특이성을 가지고 있다.
• 무통성 신경장애와 비교하여 통증성 당뇨병성 신경병증 환자의 발 BEC는 현저하게 감소하였다.
• 이런 결과는 말초 자율신경계는 통증성 당뇨병성 신경병증에 영향을 준다는 것을 알려준다.
• 큐바이오스캔 결과는 임상 신경장애 점수, 통증 점수 및 자율신경 장애 검사와 상당히 연관되어있다.

발한 운동 기능의 평가


왜 발한 운동 기능을 평가하는가?
발한 기능이 자율신경 활동성을 반영하고 신경절 후의 자율신경 분포에 단서를 제공한다고 알려진 관계로 발한 운동에 대한 검사는 자율신경 장애를 평가하는 유용한 도구임을 보여준다.
최근의 임상 연구는 기존의 검사는 글라이시미어(혈당증) 레벨의 영향을 받는다고 보여주었다. 그러나 큐바이오스캔은 그에 영향받지 않는 재현성이 있는 정량적 검사 방법임이 증명되었으며 큐바이오스캔의 바이오 전기화학적 한선 전도성(BEC)이 교감신경 의존성 한선 기능을 반영한다고 하였다.

빠른 발한 운동 기능 검사의 수요
발한 운동 기능 평가는 현재 새로운 메데이아 기술로 더 빠르고 간단하게 실행될 수 있다.
전기화학적 자극에 대한 반응으로써 한선의 염화이온 방출 기능을 측정하고 한선 기능 이상을 검출한다. 기능 이상이 의심되거나 확인되면 더 특정적인 검사를 하여 이상 원인을 진단하도록 건의한다.

당뇨병에서 발한 운동 기능의 평가
신경 손상의 중요한 원인 중 하나가 당뇨병이다. 당뇨병 환자가 대사장애와 그와 관련된 염증성 단계에 처하면 주로 그들의 소섬유의 무수초 축삭 돌기가 관련되며 말초 신경장애의 아류형인 당뇨병성 자율신경병증(DAN)으로 알려졌다.
DAN을 검출하는 메데이아의 새로운 기술을 검증하기 위하여 최근 여러 가지 임상 연구가 진행 중이다.



소섬유는 당뇨병의 초기 피해자이다.
당뇨병은 증상이 전임상 단계에 있어도 말초 신경계에 영향 준다고 알려졌으며 작은 신경섬유가 보통 그 첫 번째 피해자이다. 큐바이오스캔은 당뇨병과 연관된 부작용을 추적 관찰하는 새로운 장비로 개발되었다.



왼쪽 - 건강한 사람 다리 말단 한선의 정상 분포
오른쪽 - 당뇨병 환자의 감소한 한선 분포

이론적 배경과 방법


2형 당뇨병의 가장 보편적인 합병증은 말초 신경장애이다. 심혈관 자율신경성 신경장애(CAN)는 당뇨병 환자의 무증상 허혈의 가장 높은 위험요소임이 증명되었다. 그럼에도 불구하고 신경장애 분야에서 이는 아마 여전히 가장 무시되는 영역일 것이다. 비 편파적이고 비 침습성으로 심박 수의 교감신경과 부 교감신경 조절을 평가하는 방법은 HRV 혹은 심장 박동변화 측정이다. 부 교감신경계가 고주파(HF) 구성요소를 제어하는 데 반해 교감신경은 저주파(LF) 구성요소를 제어한다는 사실은 크게 인정받았다. HRV 분석의 정확성은 미국 신경학 협회와 미국 당뇨병 위원회(ADA)의 공동 협의 성명의 승인에 따른 운동으로 증가할 수 있다. 두 단체 모두 심혈관 자율신경 반응 검사(CARTS)의 시리즈인 CAN의 평가는 보통 유잉 검사 방법으로 불리는 자세성 수축기 혈압 하강을 관찰하면서 기립 자세 혹은 심호흡 상태에서의 HRV에 대한 평가로 실행되어야 한다고 건의하였다.

한선은 얇은 무수초 교감신경 C 섬유에 의해 자극되는데 그들의 길이에 따라 자극 정도가 달라지며 말초 신경장애에 의해 손상을 받을 수 있다. 발한 운동의 기능 장애는 당뇨병 전 단계와 당뇨병에서 확인되었다고 알고 있는바, ADA는 합의 설명에서 발한 운동 기능은 당뇨병 환자 신경장애의 조기 검출을 위한 진단 검사의 한 부분이어야 한다고 제안하였다. 이런 사실에도 불구하고 발한 운동 장애의 진단을 위한 여러 가지 방법이 개발되었는데 신속성과 사용의 용이성이 결핍하여 임상에서 광범하게 사용되는 것을 방해하였다. 발한 운동 기능의 정략적 평가를 위한 새로운 장비 큐바이오스캔이 개발되었다. 이는 비 침습성 방법으로 빠른 결과를 얻으며 심지어 많은 연구에서 보여주었듯이 내당능 장애(IGT) 혹은 당뇨병 환자의 교감신경계 장애를 검출하는 도구로도 유용하다.

낭포성 섬유증(CF)을 진단하기 위하여 한선 검사를 하여 염화물 농도가 증가하여야 한다. 시간 소모가 많고 기술이 필요한 한선 검사는 오직 선택된 환자에만 사용할 수 있어서 절차를 줄이기 쉽고 매우 빠르게 이상 한선 염화물 농도를 보여주는 새로운 기술이 필요하다. 이런 장점들을 고려하여 새로운 특허기술인 큐바이오스캔이 설계되었다. 낮은 직류 전압을 증가시켜(<4V) 역방향의 이온 전리를 생성하여 염화물과 연계된 BEC(생체 전기화학적 피부 전도성) 측정이 가능하게 한다 - 염화물은 땀에서 가장 농도 높은 이온이다.

외분비선인 한선은 당뇨병의 초기 피해자이다.


작은 신경섬유는 당뇨병의 가장 최초의 피해자이며 심지어는 증상이 전 임상 단계인 상황에서 말초 신경계에 영향을 끼친다고 알려졌다. 최근의 연구에 의하면 당뇨병 진화의 초기 단계에 벌써 외분비 한선의 교감신경 분포가 점점 감소한다고 한다. 체온과 육체적 운동과 관계없이 한선 자율신경의 대체 제어는 최종적으로 한선 전도성의 이온 평형 기울임을 초래한다.

역행성 이온 전리는 한선 전도성에서의 이온 평형을 검출하게 한다.


이온을 검출하기 위하여 이들은 반드시 피부층의 안쪽에서 바깥쪽으로 전달되어야 한다. 이 과정을 역행성 이온 전리라고 한다. 이는 피부로 향한 진폭 변동이 가능한 낮은 전압 전극의 활용을 통해 이루어지며 이런 전극에서 발생하는 전기화학적 반응에 의한 전위차를 관찰한다. 큐바이오스캔 장비는 6개의 독립적인 니켈 전극을 한선이 많이 분포된 부위의 피부(손바닥, 발, 중요 부위)에 부착하여 데이터를 수집하여 개인의 당뇨병 전 단계(IGT), 당뇨병 및 합병증의 위험성을 설명하는 점수를 제공한다. 이 시스템은 다중 전극 배열로 자동으로 눈금 조절을 하며 약 2분 동안의 데이터 수집 후 결과를 도형 방식으로 스크린에 보여준다.

니켈 전극에 대한 진폭의 가변성을 지닌 낮은 전위을 이용한 응답에 관한 발병 포인트를 정의하기 위하여 의료 장비와 같이 구성된 니켈의 전기화학적 반응에 대한 연구가 진행되었다. 연구는 한선의 주요 변수가 전기화학적 전류를 조절하는 것은 염화물 농도 변화의 결과라는 명백한 증거를 제공하였다.

체외 실험과 임상 관찰은 니켈 전극 반응의 전기화학적 체외 측정과 임상 시험을 통하여 얻은 결과를 비교하여 그들이 인접함을 분명하게 입증하였다. 또한 전위(양극, 음극선 혹은 그들의 차이)의 기능을 하는 전류 곡선은 전극에서 염화물 농도의 편차를 감지하는 데 매우 효과적임을 진일보 입증하였다.

메데이아는 전기화학적 반응의 반응속도에 대한 염화물 농도의 영향도 분석하여 제안한 메커니즘의 이론 모델을 제공하고 얻어진 반응속도의 변수가 사용된다.

이런 맥락에서 체내에서의 전극과 체외에서의 전극 사이의 전기화학적 반응과 표면 조절에 대한 비교뿐만 아니라 서로 다른 구성의 스테인리스강의 전기화학적 반응에 대한 분석이 확실히 흥미로울 수 있다. 또 다른 흥미로운 측면은 양극 반응과 스테인리스강 전극 위에 생리 용액을 첨가했을 때 그들의 전기화학 반응속도에 대한 연구가 될 수 있다.