# 전기자극의 단극법에서 큰 분산전극(dispersive electrode) 아래에서 감각이나 근수축이 거의 나타나지 않는 이유는?

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> subject: 과목별 모의고사 | 물리치료 기초

## 문제

전기자극의 단극법에서 큰 분산전극(dispersive electrode) 아래에서 감각이나 근수축이 거의 나타나지 않는 이유는?

## 보기

1. 분산전극 아래 조직은 전기 저항이 0이어서 전류가 흐르지 않기 때문이다
2. 분산전극은 전류가 흐르지 않는 접지 전용 전극이기 때문이다
3. 전극이 멀어 전류가 한쪽으로만 흘러 신경이 적응하기 때문이다
4. 전극이 클수록 자극 주파수가 낮아지기 때문이다
5. 전극 면적이 커서 전류밀도가 낮아 자극 문턱에 이르지 못하기 때문이다 **✔ 정답**

**정답: 5**

## 해설

같은 전류라도 전극 면적이 클수록 전류밀도가 낮아진다. 큰 분산전극 아래는 신경과 근육을 흥분시킬 문턱에 못 미쳐 반응이 없고, 작은 능동전극 아래에서만 전류가 집중되어 치료 효과가 나타난다. 따라서 능동전극은 작게, 분산전극은 크게 구성한다.

## 심화 해설

전기자극의 단극법(monopolar technique)에서 활성전극(active electrode)은 치료 부위에, 분산전극(dispersive electrode)은 신체의 다른 부위에 부착합니다. 두 전극은 같은 회로 안에 직렬로 연결되어 있으므로 전류량 자체는 두 전극에서 동일합니다. 그런데 분산전극 아래에서는 감각이나 근수축이 거의 느껴지지 않는 이유는 전극의 면적 차이 때문입니다.

전기자극에 대한 신경·근육의 반응을 결정하는 핵심 변수는 전류의 총량이 아니라 전류밀도(current density)입니다. 전류밀도는 단위 면적당 흐르는 전류량으로, 같은 전류가 흐르더라도 전극 면적이 넓어지면 전류밀도는 낮아집니다. 단극법에서 분산전극은 활성전극보다 훨씬 크게 만들어지므로, 분산전극 아래 조직의 전류밀도는 활성전극 아래보다 현저히 낮습니다. 신경이나 근섬유가 탈분극하여 활동전위를 발생시키려면 전류밀도가 자극 문턱(threshold)을 넘어야 하는데, 분산전극 아래에서는 전류밀도가 문턱 아래에 머물러 감각이나 근수축이 거의 나타나지 않습니다.

근거 자료의 연구에서도 전극 크기가 감각 및 운동 흥분의 문턱에 미치는 영향을 직접 확인할 수 있습니다. 고전압 단상 맥동전류를 넙다리네갈래근(quadriceps femoris)에 적용했을 때, 전극 크기가 달라지면 감각 흥분 문턱, 운동 흥분 문턱, 통증을 동반하지 않는 최대 운동 흥분, 최대로 견딜 수 있는 통증 자극에서의 최대 운동 흥분이 모두 달라졌습니다. 이는 전극 크기가 클수록 동일한 전압 출력에서 전하밀도(pulse-charge density)가 낮아져 흥분성 반응을 일으키기 어려워진다는 원리와 일치합니다. 연구에서 측정한 전압 출력, 맥동 전하밀도, 등척성 근토크의 관계는 전극 면적이 자극 효과를 좌우하는 핵심 변수임을 보여줍니다.

혼동 주의! 분산전극은 접지(ground) 전용 전극이 아닙니다. 단극법에서 분산전극도 활성전극과 마찬가지로 전류가 흐르는 회로의 한 축을 구성합니다. 다만 면적을 크게 하여 전류밀도를 낮춤으로써 치료 부위가 아닌 곳에서 불필요한 감각이나 근수축이 생기지 않도록 설계한 것입니다. 또한 분산전극 아래 조직의 전기 저항이 0이 되는 것도 아니며, 전극 간 거리나 자극 주파수가 직접적인 원인도 아닙니다.

핵심! 전기자극에서 생리적 반응을 결정하는 것은 전류의 총량이 아니라 전류밀도입니다. 단극법의 분산전극은 면적을 크게 하여 전류밀도를 낮추고, 이를 통해 자극 문턱 아래에 머물게 함으로써 치료 부위에만 선택적으로 자극을 집중시킵니다.

## 임상 시나리오

단극법 전극 배치의 임상 원리분산전극 크기와 전류밀도의 관계
단극법에서 분산전극은 활성전극보다 훨씬 큰 면적으로 제작하여, 동일한 전류가 흐르더라도 전류밀도를 낮춥니다. 전류밀도가 자극 문턱 아래에 머물면 신경 탈분극이 일어나지 않아 감각이나 근수축이 거의 나타나지 않습니다.

치료 부위에는 활성전극을 작게 부착하여 전류밀도를 높이고, 분산전극은 넓적다리나 등처럼 큰 근육 위에 부착합니다. 전극 배치 시 피부 접촉을 고르게 유지해야 국소 화상을 예방할 수 있습니다.

주의분산전극이 작아지면 전류밀도가 상승하여 원치 않는 근수축이나 통증이 발생할 수 있습니다. 또한 전극이 피부에서 부분적으로 떨어지면 접촉 면적이 줄어 전류밀도가 급증하므로 화상 위험이 커집니다.

## 핵심 개념

- **단극법** — 활성전극은 치료 부위에, 분산전극은 신체 다른 부위에 부착하는 전기자극 방법
- **전류밀도** — 단위 면적당 흐르는 전류량으로, 전극 면적이 클수록 낮아짐
- **분산전극** — 면적을 크게 하여 전류밀도를 낮춤으로써 불필요한 감각이나 근수축을 방지하는 전극
- **자극 문턱** — 신경이나 근섬유가 탈분극하여 활동전위를 발생시키기 위해 필요한 최소 전류밀도
- **활성전극** — 치료 부위에 부착하여 선택적으로 자극을 집중시키는 작은 면적의 전극

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