신경심장학의 발전으로 중추신경 활성이 심장의 전기적 활동도에 미치는 영향이 밝혀지고 있고, 심박동수변이(Heart rate variability, HRV)가 정신적 스트레스와 심혈관질환의 기계적 연관성을 나타내는 중요한 지표로 제기되고 있다. HRV란 자율신경계의 정상적 상호작용에 의해 나타나는 생리적인 심박수 변동을 타나내며, 자율신경 기능을 정량화하여 측정할 수 있는 방법론이다. 분석 방법은 시간 영역 분석과 주파수 영역 분석으로 나눌 수 있으며, 측정 시간대에 따라 단기간 측정과 24시간 측정 등의 방법이 확립되어 있다. 임상적으로는 변이 정도, 교감신경과 부교감신경의 활성과 균형도를 파악하여 다양한 질환과 스트레스 등의 진단과 치료 및 예후 판정에 활용되고 있다. HRV를 이용한 바이오피드백도 최근 자율신경 관련 질환의 치료에 활용되고 있다. 향후 다양한 프로토콜의 개발과 임상적 적용이 필요할 것으로 보인다.
신경심장학의 발전으로 중추신경 활성이 심장의 전기적 활동도에 미치는 영향이 밝혀지고 있고, 심박동수변이(Heart rate variability, HRV)가 정신적 스트레스와 심혈관질환의 기계적 연관성을 나타내는 중요한 지표로 제기되고 있다. HRV란 자율신경계의 정상적 상호작용에 의해 나타나는 생리적인 심박수 변동을 타나내며, 자율신경 기능을 정량화하여 측정할 수 있는 방법론이다. 분석 방법은 시간 영역 분석과 주파수 영역 분석으로 나눌 수 있으며, 측정 시간대에 따라 단기간 측정과 24시간 측정 등의 방법이 확립되어 있다. 임상적으로는 변이 정도, 교감신경과 부교감신경의 활성과 균형도를 파악하여 다양한 질환과 스트레스 등의 진단과 치료 및 예후 판정에 활용되고 있다. HRV를 이용한 바이오피드백도 최근 자율신경 관련 질환의 치료에 활용되고 있다. 향후 다양한 프로토콜의 개발과 임상적 적용이 필요할 것으로 보인다.
In this article, the effects of stress on central nerve system and heart function and the concept of heart rate variability were reviewed. HRV(Heart Rate Variability), the periodical change of the heart rate, is indicated larger in the healthier because they respond flexibly to various sorts of fact...
In this article, the effects of stress on central nerve system and heart function and the concept of heart rate variability were reviewed. HRV(Heart Rate Variability), the periodical change of the heart rate, is indicated larger in the healthier because they respond flexibly to various sorts of facts influencing on HR. HRV analysis is largely composed of the time domain analysis and the frequency analysis. In the former the flexibility of heart function is analysed, while in the latter autonomic nerve function is examined, which is the degree of sympathetic and parasympathetic nerve activity and the state of balance. Furthermore, existence or nonexistence of disease and/or level of stress can be estimated by measuring the variability and normality of heart rate, and balance of autonomic nerve system, and through HRV biofeedback the symptoms of anxiety disorder or asthma can be reduced.
In this article, the effects of stress on central nerve system and heart function and the concept of heart rate variability were reviewed. HRV(Heart Rate Variability), the periodical change of the heart rate, is indicated larger in the healthier because they respond flexibly to various sorts of facts influencing on HR. HRV analysis is largely composed of the time domain analysis and the frequency analysis. In the former the flexibility of heart function is analysed, while in the latter autonomic nerve function is examined, which is the degree of sympathetic and parasympathetic nerve activity and the state of balance. Furthermore, existence or nonexistence of disease and/or level of stress can be estimated by measuring the variability and normality of heart rate, and balance of autonomic nerve system, and through HRV biofeedback the symptoms of anxiety disorder or asthma can be reduced.
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문제 정의
일반적으로 편안하게 이완된 상태에서 규칙적으로 천천히 호흡할 때 HRV가 커진다. HRV 바이오피드백을 실시하면 피험자들은 자율적으로 호흡을 분당 4.5~6회 수준으로 조절하고 이완감을 보고한다. 이것은 HRV 바이오피드백이 심장에 영향을 미치고 있는 교감 및 부교감 신경계 활동의 균형성을 조절하여 주기 때문으로 간주된다.
HRV 바이오피드백은 일명 RSA 바이오피드백이라고도 하는데, 이처럼 호흡에 따라 변하는 심박리듬(heart rate oscillation)을 시각적 피드백으로 제시하면서 호흡률을 자율적으로 조절하도록 하여 RSA의 진폭을 증가시키도록 훈련시키는 것이다. HRV 바이오피드백의 궁극적인 목적은 RSA의 진폭의 크기 및 복잡성을 유도하여 자율신경계의 항상성(homeostatic function)을 향상시키고자 함이다21).
본고에서는 외부의 스트레스가 중추신경을 거쳐 심장에 작용하는 경로를 살펴보고, 심박동수 변이 측정법의 개념과 임상적 활용에 대해 고찰하고자 한다.
측정 시간을 자유롭게 조절할 수 있는 장비도 있으나, 국내 생산 제품은 대부분 일정하게 정해진 단시간(5분) 측정만 가능하므로 이를 기준으로 해석방법을 요약하 고자 한다.
가설 설정
(3) 교감신경계(SNS)와 부교감신경계(PNS)가 균형을 이루고 있는가?
1) HRV 바이오피드백이란?
대상 데이터
1. HRV signals from a healthy 25-year-old male.
성능/효과
1) 건강한 사람은 변이도가 크게 나타나지만 변이도가 감소한 사람은 어떤 질병 상태에 있음을 의미한다.
2) SDNN이 현저히 저하된 상태에서는 만성적인 질병 상태의 가능성이 높다.
3) 변이도 감소는 인체 조절 능력의 상실, 건강 상태 의 저하, 스트레스 대처 능력의 감소로 해석할 수 있다.
과도한 교감 신경 활성을 나타내는 환자는 LF변이가 건강인에 비해 증가하며, Propranolol 에 의해 LF 성분이 감소되므로 이 밴드가 베타 교감 신경 매개임을 알 수 있다. LF 밴드에 대한 부교감 신경성 영향은 호흡수가 분당 7회 이하 또는 깊은 호흡을 하는 경우에 잘 나타나며 특히, 교감 신경의 활성의 증가는 심실 세동의 위험 증가와 관련이 있다고 알려졌다.
가장 간편한 분석 방법으로 특정시간에서의 평균 심박수(Mean heart rate), QRS complex의 이웃하는 간격 (normal-to-normal(NN) interval), 평균 NN 간격, 최장 NN 간격과 최단 NN 간격의 차이 등을 구할 수 있다.
결론적으로 HRV 바이오피드백은 일반적으로 자율신경계 불균형으로 인한 신체적 및 심리적인 장애에 치료 효과를 보일 수 있을 것으로 보인다. HRV 바이오피드백에 대한 연구는 천식, 불안장애 및 본태성 고혈압의 치료 분야뿐만 아니라 스트레스에 대한 심장반응과 심장질환에 대한 행동 관리 측면에도 적용 가능할 것으로 사료된다.
스트레스와 관련된 자율신경계 기능을 신경심장학적, 신경생리학적으로 평가할 수 있는 방법으로서 심박동수 변이(Heart Rate Variability, HRV) 검사방법이 있는 데, 현재로서는 가장 민감하고 재현성이 뛰어난 검사법으로 자율신경과 관련된 다양한 질환과 병증에 폭 넓게 적용될 수 있을 것으로 판단된다. 방법의 특성상 질환에 고유한 지표가 되거나 범주적으로 특정 질병과 정상 상태를 구별한다기 보다는, 심장 및 자율신경계의 전반적인 건강 상태를 측정하는 도구로 적합할 것으로 보인다. 심박동수 변이의 각종 지표는 진단이나 치료 및 예후를 판정하는데 매우 유용한 정보로 활용되어 질 수있을 것이며, 향후 다양한 프로토콜의 개발과 아울러 지속적인 연구가 요구된다.
특히 HF 성분은 심장의 전기적인 안정도와 밀접한 관련이 있다고 알려져 있다. 심폐 기능이 노화되어 있거나 심장 돌연사로 사망한 환자의 경우 사망 전의 HF 성분은 현저하게 감소되어 있으며 만성적 스트레스, 공포, 불안 등의 인자도 HF를 감소시키는 것으로 나타났다. 부교감 활동도 감소, 즉 HF의 감소는 연령 (노화)에 따라 감소하는 HRV의 많은 부분을 설명해 주는데 다른 지표에 비해서 연령에 따라 그 감소의 폭이 크다.
심근경색 후 환자 중 HRV가 감소된 환자에서 사망률이 증가한다고 알려진 이래 심박동수 변이를 심근경색 환자의 예후 판정에 이용하려는 많은 노력이 있어왔다. 최근까지의 연구 결과를 종합해보면, HRV는 심근경색 후 사망의 위험인자로 확립된 좌심실 구혈율, 심실조기수축, late potentials 등과 함께 심근경색 후 사망률과 부정맥을 예측하는 중요 인자라고 볼 수 있다. 특히 부정맥에 의한 사망률을 예측하는데 우수하다고 한다.
후속연구
결론적으로 HRV 바이오피드백은 일반적으로 자율신경계 불균형으로 인한 신체적 및 심리적인 장애에 치료 효과를 보일 수 있을 것으로 보인다. HRV 바이오피드백에 대한 연구는 천식, 불안장애 및 본태성 고혈압의 치료 분야뿐만 아니라 스트레스에 대한 심장반응과 심장질환에 대한 행동 관리 측면에도 적용 가능할 것으로 사료된다.
스트레스와 관련된 자율신경계 기능을 신경심장학적, 신경생리학적으로 평가할 수 있는 방법으로서 심박동수 변이(Heart Rate Variability, HRV) 검사방법이 있는 데, 현재로서는 가장 민감하고 재현성이 뛰어난 검사법으로 자율신경과 관련된 다양한 질환과 병증에 폭 넓게 적용될 수 있을 것으로 판단된다. 방법의 특성상 질환에 고유한 지표가 되거나 범주적으로 특정 질병과 정상 상태를 구별한다기 보다는, 심장 및 자율신경계의 전반적인 건강 상태를 측정하는 도구로 적합할 것으로 보인다.
방법의 특성상 질환에 고유한 지표가 되거나 범주적으로 특정 질병과 정상 상태를 구별한다기 보다는, 심장 및 자율신경계의 전반적인 건강 상태를 측정하는 도구로 적합할 것으로 보인다. 심박동수 변이의 각종 지표는 진단이나 치료 및 예후를 판정하는데 매우 유용한 정보로 활용되어 질 수있을 것이며, 향후 다양한 프로토콜의 개발과 아울러 지속적인 연구가 요구된다.
자율신경 평가 도구로서의 심박동수 변이 분석은 측정 프로토콜이나 각각의 분석 지표에 대한 논란이 있기는 하지만, 현재로서는 가장 민감하고 재현성이 뛰어난 검사법으로 자율신경과 관련된 다양한 질환과 병증에 폭넓게 적용될 수 있을 것으로 판단된다. 다만 심박동수 변이 자체가 갖는 특성상 질환에 고유한 지표가 되거나 범주적으로 특정 질병과 정상상태를 구별한다기 보다는, 심장 및 자율신경계의 전반적인 건강 상태를 측정하는 도구로 생각하는 것이 타당할 것 같다.
한편 HRV의 원리를 이용한 바이오피드백도 일반적으로 자율신경계 불균형으로 인한 신체적 및 심리적인 장애에 치료 효과를 보일 수 있을 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
세로토닌의 역할은?
반대로 뇌에 베타 수용체 차단제를 주입하면 심실세동을 차단할 수 있다. 한편 세로토닌(serotonin)도 노르에피네프린과 반대로 심실세동의 역치를 올리는 역할을 한다. 또 후측 시상하부가 자극되면 심실 세동이 유발될 수 있다.
방어반응에 관여하는 뇌의 구조물은 무엇이 있는가?
즉 후측 시상하부는 각성과 방어 반응에서 자극된다. 방어반응에 관여하는 뇌의 다른 구조물들에는 편도, 중뇌 수도관주위 회백질(periaqueduc-tal gray matter of the midbrain) 등이 있다.
방어반응이 작동되는 환경이 일차성 고혈압 발생에 큰 역할을 하는 사례는?
반복적으로 방어반응(defense response)이 작동되는 환경은 일차성 고혈압이 발생하는데 매우 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 토끼의 외측 시상하부(lateral hy-pothalamus)를 자극하면 패퇴형(defeat-type)의 패턴인 동적 부동화(motoric immobilization), 전반적인 혈관수축과 미주신경이 매개하는 서맥이 나타나며, 이를 수일 혹은 수 주 동안 반복적으로 자극하면 혈압이 점진적으로 또 지속적으로 상승하였다4) . 혈압조절에 관여하는 다른 전뇌의 부위로는 편도, 중격핵(septal nuclei), 대상피질(cingulate cortex) 등이 있는데, 이들 부위가 학습, 감정반응 및 고위중추에서 나오는 정보를 통합하는 기능 등에 관여하는 것으로 볼 때, 환경적인 스트레스가 고혈압을 유발하는 병리기전에 중요한 역할을 한다는 사실을 알 수 있다.
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