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문제 정의
- 목 적：동일한 피험자에 동시 착용된 두 기종의 활동기록 기에서 얻어진 수면 관련 변수들을 서로 비교하고 이를 수면다원검사 결과와 비교하여 이들 두 기종의 활동기록기에서 얻어지는 수면변수를 상호 교환하여 사용할 수 있는 지를 평가하고자 하였다.
- 본 연구에서는 위의 두 기종을 동일한 피험자에게 동시 착용시킨 상태에서 야간 수면다원기록을 시행하여 두 기종 각각과 수면다원기록 간의 일치도, 두 기종 간의 일치도를 수면변수를 중심으로 평가하고자 시도하였다.
제안 방법
- 는 압전 가속 측정기(piezoelectric accelero-meter)를 이용하여 손목의 움직임을 탐지한다. 가속 측정 기는 요골-척골 축(radius-to-ulnar axis)의 움직임에 가장 민감하며(민감도>=0.01 g), 장축(longitudinal axis)과 횡축(transverse axis) 방향으로의 움직임도 측정한다. 가속도는 초 당 10회 간격으로 추출(sample)되어 8비트 아날로그-디지털 변환(8 bit A/D conversion)을 거쳐 기억 장치에 저장된다.
- 뇌파, 안전도, 하악근전도(chin EMG), 심전도(ECG), 호흡음(breathing sound), 구강 및 비 공기 흐름(oral and nasal airflow), 흉곽 호흡 운동(chest movement), 복부 호흡 운동(abdominal movement), 사지운동(limb movement), 그리고 혈중산소포화도(SaO2, arterial oxygen saturation)를 측정대상으로 삼았다. 뇌파 전극은 10~20 체계(6)에 근거하여 C3/A2, O1/A2, C4/A1, O2/A1에 부착하였다. 안전도 감지기는 외안각 외측 1 cm 상, 하방에 각각 부착하고, 근전도 감지기는 하악근 위에 부착하였다.
- 기존 연구는 5명의 피험자에 대해 반복 측정한 후 그 결과를 분석한 것으로 피험자들 사이의 차이가 적었다고 판단된다(13). 또 ActiWatch®는 30초 단위로 수면-각성을 판독하였고, SleepWatch®는 60초 단위로 수면-각성을 판정하였다. 따라서 두 기기 사이의 시간 해상 도(time resolution) 차이로 인하여 두 활동기록기 간의 총수면 시간 차가 생겼다고 생각된다.
- 본 연구에서 ActiWatch®은 30초 판독 단위(epoch)로 자료를 측정하여 수면-각성 상태를 판별하였다. 판독단위 당 40회 이상의 활동도(activity)를 보이면 각성(wake)으로 판정하는데 5 판독 단위를 평균하여 역치 이상이면 5 판독 단위 중 가운데 있는 3번째 판독 단위(central epoch)를“각 성”으로 정하고 그 이하이면“수면”으로 하였으며, 추출 비 (sampling rate)는 216회/초로 하였다.
- 본 연구에서 SleepWatch®는 60초 판독 단위(epoch)로 자료를 측정하여 수면-각성 상태를 판별하였다. 문턱 전압 (threshold voltage)은 최적의 민감도와 획득도(gain)를 얻기 위해 본 연구에서는 18로 책정하였다.
- 본 연구에서는 검사를 1회 시행하였다. 이 경우 피험자가 낯선 환경, 감지기, 모니터링 등의 영향을 받아 입면 잠복시 간이 길어지고, 수면 효율이 떨어지는 첫날밤 효과(first night effect)가 나타난다(12).
- 본 연구에서는 서로 다른 회사에서 제조된 활동기록기 두기종과 수면다원검사에서 산출된 수면변수를 비교하였다. 그결과 두 기종의 활동기록기에서 얻어진 결과들 사이에 유의한 차이를 보이지 않았으며, 이 두 기종들의 결과를 서로 교환해서 사용할 수 있을 것으로 생각된다.
- 6세)을 대상으로 하였다. 서울대학교병원 수면검사실 에서 두 가지 종류의 활동기록기를 동시에 착용한 상태에서 수면다원검사를 시행하였고, 이들 세 기기에서 산출된 수면 변수들을 각각 비교하였다.
- 초기 평가 시 내외과적 질환, 정신과적 질환 및 수면 장애가 발견되지 않았다. 자원자들은 서울대학교 병원 수면검 사실을 밤 8시까지 방문하여 검사 준비를 마친 후 자신의 평상시 취침일정에 따라 수면을 취하였으며, 다음날 아침 스스로 깨어날 때까지 ActiWatch®와 SleepWatch ® 를 동시에 착용하고 야간수면다원검사를 받았다.
- 저장된 기록은 2인의 수면 전문가가 분석용 소프트웨어를 사용하여 국제표준지침(7)에 따라 판독하였다. 판독 결과를 토대로 총수면 시간(total sleep time), 수면 효율(sleep efficiency), 입면 잠복시간(sleep latency) 을 구하였다. 총수면 시간은 입면 시점부터 검사 종료 시까지 수면 시간 모두를 합한 것으로, 수면 효율은 총수면 시간을 전체 검사 시간으로 나눈 값으로 정의하였다.
- 은 30초 판독 단위(epoch)로 자료를 측정하여 수면-각성 상태를 판별하였다. 판독단위 당 40회 이상의 활동도(activity)를 보이면 각성(wake)으로 판정하는데 5 판독 단위를 평균하여 역치 이상이면 5 판독 단위 중 가운데 있는 3번째 판독 단위(central epoch)를“각 성”으로 정하고 그 이하이면“수면”으로 하였으며, 추출 비 (sampling rate)는 216회/초로 하였다.
대상 데이터
- 각종 전극들(electrodes)과 감지 기들(sensors)을 표준화된 방법에 따라 대상자에게 부착하였다. 뇌파, 안전도, 하악근전도(chin EMG), 심전도(ECG), 호흡음(breathing sound), 구강 및 비 공기 흐름(oral and nasal airflow), 흉곽 호흡 운동(chest movement), 복부 호흡 운동(abdominal movement), 사지운동(limb movement), 그리고 혈중산소포화도(SaO2, arterial oxygen saturation)를 측정대상으로 삼았다. 뇌파 전극은 10~20 체계(6)에 근거하여 C3/A2, O1/A2, C4/A1, O2/A1에 부착하였다.
- 방 법：초기 평가 시 내외과적 질환, 정신과적 질환 및 수면 장애가 발견되지 않은 자원자 14명(남：여=5：9, 연령 28±4.6세)을 대상으로 하였다. 서울대학교병원 수면검사실 에서 두 가지 종류의 활동기록기를 동시에 착용한 상태에서 수면다원검사를 시행하였고, 이들 세 기기에서 산출된 수면 변수들을 각각 비교하였다.
- 본 연구에서는 정상인만을 대상으로 하였다. 수면변수들의 파악과 추적 관찰이 중요한 다양한 질환군을 대상으로 한 연구가 이어져야 할 것이다.
- 자원자 14명(남：여=5：9, 연령 28±4.6세)이 참가하였다. 초기 평가 시 내외과적 질환, 정신과적 질환 및 수면 장애가 발견되지 않았다.
데이터처리
- 수면다원기록과 두 기종의 활동기록기에서 산출한 수면변 인들(sleep parameters)인 총 수면 시간, 수면 효율, 입면 잠복시간을 서로 간에 비교하기 위해 paired t-test를 사용하였고. 측정 오차(ME：measurement error)를 산출하였 다.
- 획득된 자료를 ACTIWARE ® -SLEEP version 3.3(Mini Mitter Co., Inc.)을 사용해 분석하여 총수면 시간, 수면 효율, 그리고 입면 잠복시간을 산출하였다.
- 문턱 전압 (threshold voltage)은 최적의 민감도와 획득도(gain)를 얻기 위해 본 연구에서는 18로 책정하였다. 획득된 자료를 Ac-tion-4® 프로그램(version 1.13, Ambulatory Monitoring, Inc. U.S.A.)(9)으로 분석하여 총수면 시간(total sleep time), 수면 효율(sleep efficiency), 그리고 입면 잠복시간(sleep latency)을 산출하였다.
이론/모형
- 측정 오차(ME：measurement error)를 산출하였 다. 변인 간의 선형적 관계를 파악하기 위해 Pearson cor-relation을 사용하였다. 모든 통계분석에는 SPSS 12.
- 측정된 아날로그 신호는 디지털 신호로 변환되어 저장 매체에 저장되었다. 저장된 기록은 2인의 수면 전문가가 분석용 소프트웨어를 사용하여 국제표준지침(7)에 따라 판독하였다. 판독 결과를 토대로 총수면 시간(total sleep time), 수면 효율(sleep efficiency), 입면 잠복시간(sleep latency) 을 구하였다.
성능/효과
- ActiWatch®와 SleepWatch® 모두 수면다원검사에 비해 총수면 시간을 과대평가하는 경향을 보였다. 이는 활동기록 기가 피험자의 움직임으로 수면/각성을 판정함으로써 피험 자가 잠들지 않은 상태에서 움직이지 않으면 활동기록기가 이를 수면으로 판정하게 되어 생긴 위양성(false positive) 에 의한 것으로 생각된다.
- ActiWatch®와 SleepWatch®의 수면 변수를 수면다원검사 결과와 각각 비교한 결과, ActiWatch®와 SleepWatch® 각각 25.7분, 18.6분만큼 총수면 시간을 과대평가(overestimate) 하는 경향을 보였으며, SleepWatch®는 입면 잠복시간을 11.4 분만큼 과소평가(underestimate)하는 경향을 보였다(표 1).
- 결 과：ActiWatch®와 SleepWatch®의 수면 변수를 수면 다원검사 결과와 각각 비교한 결과, ActiWatch®와 Sleep-Watch® 모두 총수면 시간을 과대평가(overestimate)하는 경향을 보였으며, SleepWatch®는 입면 잠복기를 과소평가(un-derestimate)하는 경향을 보였다. 세 기기를 통해 측정된 각수면변수 비교 결과, 수면효율은 유의한 차이를 보이지 않았으며, SleepWatch®의 입면 잠복기를 제외한 모든 수면 변수에서 선형적인 관련성을 보였다.
- 결 론：두 기종의 활동기록기에서 얻어진 결과들 사이에 유의한 차이를 보이지 않아서, 두 기종들의 결과는 서로 교환해서 사용할 수 있을 것으로 판단한다. 일반적으로 활동기 록기가 수면다원검사를 대체하기는 힘들 것으로 생각되지만, 입면잠복기를 제외한 나머지 수면변수가 선형적 관련성을 보이므로 수면다원검사 시행 후 간단하게 치료반응에 대한 추적 관찰을 해야 하는 경우에는 활동기록기가 사용될 수 있을 것으로 생각한다.
- 본 연구에서는 서로 다른 회사에서 제조된 활동기록기 두기종과 수면다원검사에서 산출된 수면변수를 비교하였다. 그결과 두 기종의 활동기록기에서 얻어진 결과들 사이에 유의한 차이를 보이지 않았으며, 이 두 기종들의 결과를 서로 교환해서 사용할 수 있을 것으로 생각된다. 또 수면 상태를 반영하는 표준 검사인 수면다원검사와 비교한 결과 수면 효율에서는 차이를 보이지 않았다.
- 의 입면 잠복시간을 제외한 모든 수면 변수에서 선형적인 관련성을 보였다(표 1). 두 활동기록기에서 나온 수면 변수들 사이에는 유의한 차이가 발견되지 않았으며(표 2), 이들의 총수면 시간(r=0.86, p<0.01), 수면 효율(r=0.59, p<0.01) 사이에는 유의한 선형적인 관계가 있었다.
- 세 기기를 통해 측정된 각수면변수 비교 결과, 수면효율은 유의한 차이를 보이지 않았으며, SleepWatch®의 입면 잠복기를 제외한 모든 수면 변수에서 선형적인 관련성을 보였다. 두 활동기록기에서 나온 수면 변수들 사이에는 유의한 차이가 발견되지 않았으며, 이들 사이에도 유의한 선형적인 관계가 있었다.
- 그결과 두 기종의 활동기록기에서 얻어진 결과들 사이에 유의한 차이를 보이지 않았으며, 이 두 기종들의 결과를 서로 교환해서 사용할 수 있을 것으로 생각된다. 또 수면 상태를 반영하는 표준 검사인 수면다원검사와 비교한 결과 수면 효율에서는 차이를 보이지 않았다.
- 본 연구 결과, 활동기록기와 수면다원검사 간의 총 수면 시간의 차이는 ActiWatch®는 25.7분, SleepWatch®는 8.8분 으로, 2~10분 정도의 차이를 보이는 기존 연구에 비해 다소 큰 차이를 보인다. 기존 연구는 5명의 피험자에 대해 반복 측정한 후 그 결과를 분석한 것으로 피험자들 사이의 차이가 적었다고 판단된다(13).
- 세 기기를 통해 측정된 각 수면변수 비교 결과, 수면효율은 유의한 차이를 보이지 않았으며, SleepWatch®의 입면 잠복시간을 제외한 모든 수면 변수에서 선형적인 관련성을 보였다(표 1). 두 활동기록기에서 나온 수면 변수들 사이에는 유의한 차이가 발견되지 않았으며(표 2), 이들의 총수면 시간(r=0.
- 는 입면 잠복기를 과소평가(un-derestimate)하는 경향을 보였다. 세 기기를 통해 측정된 각수면변수 비교 결과, 수면효율은 유의한 차이를 보이지 않았으며, SleepWatch®의 입면 잠복기를 제외한 모든 수면 변수에서 선형적인 관련성을 보였다. 두 활동기록기에서 나온 수면 변수들 사이에는 유의한 차이가 발견되지 않았으며, 이들 사이에도 유의한 선형적인 관계가 있었다.
- 수면다원검사 결과, 총수면 시간은 451±62.3분, 수면 효율은 88.6±9.55%, 입면 잠복시간은 12.7±13분이었다.
후속연구
- 본 연구 결과 두 기종의 활동기록기들 사이에 수면변수들이 통계적으로 유의한 차이가 없어 두 기종의 결과를 상호 교환해서 사용할 수 있을 것으로 판단한다. 그러나 수면다 원검사와는 받아들이기 힘든 차이를 보여 활동기록기가 수면다원검사를 대체하기는 힘들 것으로 보인다.
- 본 연구에서는 정상인만을 대상으로 하였다. 수면변수들의 파악과 추적 관찰이 중요한 다양한 질환군을 대상으로 한 연구가 이어져야 할 것이다.
- 이 경우 피험자가 낯선 환경, 감지기, 모니터링 등의 영향을 받아 입면 잠복시 간이 길어지고, 수면 효율이 떨어지는 첫날밤 효과(first night effect)가 나타난다(12). 첫날 밤 효과를 배제할 수 있도록 활동기록기와 수면다원검사를 2일 이상 연속 측정하여 관련 성을 보는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 그러나 수면다 원검사와는 받아들이기 힘든 차이를 보여 활동기록기가 수면다원검사를 대체하기는 힘들 것으로 보인다. 한편, 입면 잠복시간을 제외한 나머지 수면변수는 선형적 관련성을 보이므로 수면다원검사 시행 후 추적 관찰을 해야 하는 경우나 전반적인 수면의 질(sleep quality) 변화를 추적 관찰하는 경우에는 사용할 수 있을 것으로 생각한다.
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