Background: The change in the respiratory pattern has an influence on the change in the autonomic nervous system, which in turn has an influence on the EGG to measure a gastric activity. However, the study on the influence on the EGG parameters by respiratory control and on the correlation between t...
Background: The change in the respiratory pattern has an influence on the change in the autonomic nervous system, which in turn has an influence on the EGG to measure a gastric activity. However, the study on the influence on the EGG parameters by respiratory control and on the correlation between the HRV and EGG through respiratory control has not been perform yet. Objective: It is to perform a series of experiments to find out how the EGG parameters are influenced by the controlled respiration and what correlation there may exist between the EGG and HRV to measure the change in the autonomic nervous system after controlled respiration. Methods: 1st Experiment: During a 15minutes' voluntary respiration, HRV was measured, and it was measured again during another 15 minutes' controlled respiration. 2nd Experiment: After an eight hours' fast, EGG was measured for a period of 30 minutes, and then after another 15 minutes' voluntary respiration, a test-meal was offered for 10 minutes and again EGG was measured. The next day, after an 8 hour's fast, EGG was measured for 30 minutes, and after a 15 minutes' controlled respiration and offered with a test-meal for 10 minutes and then EGG was measured again for 30 minutes. Results: 1. It was observed in all the channels that the power ratio increased more after controlled respiration than after voluntary respiration. No statistical significance, however, could be observed. 2. Through controlled respiration, the HF of HRV and the power ratio of EGG Channel 4 was negatively correlated, while the LF/HF of HRV and the power ratio of EGG channel 1 & 4 was positive correlated. Such correlations as mentioned above, however, could not be observed in HRV & EGG through voluntary respiration. Conclusions: 1. It was concluded that the increase in the power of gastric contractile after controlled respiration is bigger than the increase in the power of gastric contractile after voluntary respiration. 2. It was concluded that the gastric contractile power and sympathetic activity through controlled respiration was negatively correlated, while the gastric contractile power and parasympathetic activity through controlled respiration was positively correlated.
Background: The change in the respiratory pattern has an influence on the change in the autonomic nervous system, which in turn has an influence on the EGG to measure a gastric activity. However, the study on the influence on the EGG parameters by respiratory control and on the correlation between the HRV and EGG through respiratory control has not been perform yet. Objective: It is to perform a series of experiments to find out how the EGG parameters are influenced by the controlled respiration and what correlation there may exist between the EGG and HRV to measure the change in the autonomic nervous system after controlled respiration. Methods: 1st Experiment: During a 15minutes' voluntary respiration, HRV was measured, and it was measured again during another 15 minutes' controlled respiration. 2nd Experiment: After an eight hours' fast, EGG was measured for a period of 30 minutes, and then after another 15 minutes' voluntary respiration, a test-meal was offered for 10 minutes and again EGG was measured. The next day, after an 8 hour's fast, EGG was measured for 30 minutes, and after a 15 minutes' controlled respiration and offered with a test-meal for 10 minutes and then EGG was measured again for 30 minutes. Results: 1. It was observed in all the channels that the power ratio increased more after controlled respiration than after voluntary respiration. No statistical significance, however, could be observed. 2. Through controlled respiration, the HF of HRV and the power ratio of EGG Channel 4 was negatively correlated, while the LF/HF of HRV and the power ratio of EGG channel 1 & 4 was positive correlated. Such correlations as mentioned above, however, could not be observed in HRV & EGG through voluntary respiration. Conclusions: 1. It was concluded that the increase in the power of gastric contractile after controlled respiration is bigger than the increase in the power of gastric contractile after voluntary respiration. 2. It was concluded that the gastric contractile power and sympathetic activity through controlled respiration was negatively correlated, while the gastric contractile power and parasympathetic activity through controlled respiration was positively correlated.
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문제 정의
그러나 부교감신경에 의해 영향을 받게 되므로 교감신경에 대한신뢰성 있는 정보를 주지는 못하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 HF 대 LF의 비율인 LF/HF의 지표로 비교하였다. 반면, HF는 호흡 활동과 관련 있는 상대적인 고주파 성분으로서 심장에 대한 부교감신경계의 활동성에 대한지표로 활용되므로 그대로 사용하였다.
호흡의 변화는 자율신경의 변화에 영향을 주며, 위 운동 기능을 측정하는 위전도는 자율신경의변화에 영향을 받는다. 따라서 호흡 조절로 인한변화가 위전도 지표에 어떤 영향을 주는지 또한호흡 조절 시 자율신경 변화를 측정할 수 있는 심박변이도와 위전도와는 어떤 상관성이 있는 지를살펴보고자 본 연구를 하게 되었으며, 일정 의의가 있어 보고하는 바이다.
본 연구에서는 호흡 조절이 위 운동과 자율신경에 끼치는 영향을 파악하기 위하여 32명을 대상으로 호흡 조절로 인한 위전도의 변화와 호흡조절 시 심박변이도와 위전도와의 상관관계를 분석 검토한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.
가설 설정
그리고 호흡 조절 후의 심박변이도와 위전도 지표간의 상관관계 분석을 위해상관분석을 하였다. 모든 통계 분석은 SPSS 13 for windows를 활용하였고 유의수준의 p<0.05로설정하였다.
본 연구에서는 심박변이도 측정과 위전도 측정이 동시에 이루어지지 않았다. 그러므로 심박변이도 지표와 위전도 지표 간 상관성 분석결과는 피험자의 측정 당시 자율신경 상태와 위 기능과의상관관계 보다는 피험자의 자율신경 경향성과 위기능과의 상관관계로 해석하는 것이 타당하다.
제안 방법
4Hz)로 이 2개의 지표를 연구에 사용하였다. 15 분간의 호흡 동안 자율신경의 변화가 일정하지않을 것을 대비하여 전체 15분을 5분씩 나누어서각 호흡 별로 whole(전체)과 1st(첫 5분), 2nd(다음 5분), 3rd(마지막 5분)로 구분하여 분석하였다. 심박변이도는 주파수가 지수함수로 증가하여 정규 분포를 이루지 않으므로 평가지표는 모두 로그 변환하여 분석에 활용하였다.
전극을 부착한후 피험자는 휴식용 긴 의자에 앉아서 몸과 마음을 이완시키고 자의적 호흡을 15분간 적용하면서심전도를 측정하고, 그 다음 조절 호흡을 15분간시행하며 심전도를 재차 측정한다. 2번의 호흡을적용하는 구간은 모두 부착된 센서를 이용하여심전도를 측정하였다(Figure 1).
2일 동안 1일 1회씩 총 2번 측정하였다. 위전도검사는 시험 식 (test meal: 식빵 2개, 사과 주스 4oz) 복용 전후 각 지표의 변화를 검출하므로 하루에 한 가지 패턴의 호흡조절을 시행하였다.
심박변이도는 호흡 조절을 시행하는 동안 측정한 심전도를 이용하여 분석하였다. 분석에는 Complexity 2.
위전도 검사 시 8시간 이상 금식한 후 시험 식을 복용하도록 하고, 시험 식 복용 전 30분간 위전도 신호를 검출하였다. 그 후 15분간 자의적 호흡을 하도록 하고, 자의적 호흡을 마친 후 시험식을 10분간 먹도록 하였다.
위전도 검사는 전극부착 부위에 피부 처치용크림을 거즈에 발라 각질이 벗겨져 피부가 붉게될 때까지 문지른 후, 전극을 일정한 위치에 순서대로 부착하고, 4개의 채널을 사용하여 측정을 시작하였다. 먼저 channel 3은 中肮部에, channel 2 는 channel 3에서 45도 상방 좌측 4~6cm 지 점 에, channel 1은 가lanmel 3에서 45도 상방 좌측 8T2cm 지점에/ channel 4는 channel 3의 수평으로 우측 4~6cm 지점에, Reference 이ectrode는 검상돌기 위 에, Ground electrode는 channel 3의 수평으로 좌측 10cm 지점에 각각 부착하였다(Table 1)(Figure 3).
시험 식 섭취 후 30 분간 위전도 신호를 검출하였다. 위전도 실험 둘째 날은 위전도 검사 시 8시간 이상 금식한 후 시험 식을 복용하도록 하고, 시험 식 복용 전 30분간 위전도 신호를 검출하였다. 그 후 15분간 조절호흡을 하도록 하고, 조절 호흡을 마친 후 시험식을 10분간 먹도록 하였다(Figure 2).
위전도검사는 시험 식 (test meal: 식빵 2개, 사과 주스 4oz) 복용 전후 각 지표의 변화를 검출하므로 하루에 한 가지 패턴의 호흡조절을 시행하였다.
이번 연구는 대조군으로서 자의적 호흡(평상시안정 상태의 호흡)과 호흡 시의 호기와 흡기의 비율을 조정한 조절 호흡으로 15분간 호흡하게 한후 위전도에 미치는 영향과 또한 호흡 후 위전도지표와 심박변이도와의 상관성을 연구하였다. 건강한 피험자들은 호흡 이외의 자율신경에 미치는요소를 가능한 배제한 후 호흡의 길이를 조절하기 위해 제작된 장비가 내는 음향의 고저에 따라호흡의 길이를 맞추어 숨을 쉬게 하였다.
뒤 계속 검사를 시행하였다. 전극을 부착한후 피험자는 휴식용 긴 의자에 앉아서 몸과 마음을 이완시키고 자의적 호흡을 15분간 적용하면서심전도를 측정하고, 그 다음 조절 호흡을 15분간시행하며 심전도를 재차 측정한다. 2번의 호흡을적용하는 구간은 모두 부착된 센서를 이용하여심전도를 측정하였다(Figure 1).
조용하고 약간 어두운 방에서 실시되었으며, 심전도 측정 전 피험자는 의자에 기대어 앉고, 호흡 조절 연습을 30분간 시행하였다. 심전도는 Ag-AgCl 전극을 전극용 풀(electrode paste)을 사용하여 표준흉부유도 V4의 위치에 부착하여 신호를 수집하였다.
위서파는 정상인에서 식후에 증가하며, 심장의 부교감신경의 활동과 일치되고 있는데 이는 식후 위장 부위에 미주신경 활동성이 증가하기 때문이다. 주 파워는 위전도의진폭의 크기를 나타내며 이의 식후/식전을 power ratio라고 하여 위 수축력을 반영하므로 위 활동의 지표로서 이번 연구에 사용하였다.
측정 과정에서 motion artifact가 섞이지 않도록 피험자로 하여금 불필요한 동작을 삼가고, 눈을 가볍게 감되 각성상태를 유지토록 하였고, 실험자는 monitor에 나타난 뇌전도 소견과 피험자의 관찰을 통해 각성 상태를 수시로 검사하여 피험자가 수면 상태를 보이는 경우에는 환기하여깨운 뒤 계속 검사를 시행하였다. 전극을 부착한후 피험자는 휴식용 긴 의자에 앉아서 몸과 마음을 이완시키고 자의적 호흡을 15분간 적용하면서심전도를 측정하고, 그 다음 조절 호흡을 15분간시행하며 심전도를 재차 측정한다.
심전도는 Ag-AgCl 전극을 전극용 풀(electrode paste)을 사용하여 표준흉부유도 V4의 위치에 부착하여 신호를 수집하였다. 측정 장비는 다중생체신호 측정장비 인 HSYS-REC-LD(Stellatte systems INC, Gnada)를 이용하여 256sample/sec의 표본 주줄속도로 동시 측정하였고, 데이터획득 과정에서 전원라인을 통해 유입된 60Hz 전원 노이즈를 필터링하여 text파일로 저장하였다.
90)이 참가하였다. 피험자는 검사 전 24시간 이내 담배, 아스피린, 커피, 녹차, 알코올 섭취와 심장 및 위 운동성에 영향을주는 약물의 복용을 피하고, 48시간 이내에 자율신경에 영향을 주는 약물의 복용을 금하였다. 본연구에 관한 모든 사항은 경희의료원 한방병원임상시험 심사위원회 (IRB, Institutional Review Boards)에서 심의, 승인을 받은 후 시 행하였다.
6)과 속도(1회/6초)를 유지하도록하였다. 호흡 변화양상을 모니터를 통해 확인함으로써 어느 정도 일정한 tidal volume을 유지 할 수있도록 연습하였다.
통해 확인할 수 있게 하였다. 호흡조절 속도는 미리 제작된 호흡 조절 음을 컴퓨터를 통해 재생하면서 피험자는 소리의 고저에 따라 호기와흡기의 비율(1:1.6)과 속도(1회/6초)를 유지하도록하였다. 호흡 변화양상을 모니터를 통해 확인함으로써 어느 정도 일정한 tidal volume을 유지 할 수있도록 연습하였다.
호흡조절은 비강부에 thermistor를 장착한 후자신의 호흡에 따른 thermistor 변화양상을 모니터를 통해 확인할 수 있게 하였다. 호흡조절 속도는 미리 제작된 호흡 조절 음을 컴퓨터를 통해 재생하면서 피험자는 소리의 고저에 따라 호기와흡기의 비율(1:1.
시험 식 섭취 후 30분간 위 전도 신호를 검출하였다. 환자는 시험 식 복용 시간 이외에는 앙와위의 자세를 취하였고, motion artifact를 줄이기 위하여 말하는것과 과도한 심호흡을 하지 않고 가능한 움직이지 않으며, 또한 졸지 않도록 사전 지도하였다.
대상 데이터
또한 본 연구는 비교적 단기간 동안 호흡훈련을 받은 일반인들을 대상으로 진행되었다. 향후일정기간 호흡훈련을 받은 실험군이 일반인인 대조군에 비해 호흡조절시 어느 정도의 위전도 및심박변이도 지표의 변화를 나타내는지도 추가연구가 필요하다고 사료된다.
본 연구는 2006년 11월부터 2007년 1월까지 3 개월간 건강한 남녀 성인을 모집하여 총 32명(남: 여=18:14, 나이 23.84±1.90)이 참가하였다. 피험자는 검사 전 24시간 이내 담배, 아스피린, 커피, 녹차, 알코올 섭취와 심장 및 위 운동성에 영향을주는 약물의 복용을 피하고, 48시간 이내에 자율신경에 영향을 주는 약물의 복용을 금하였다.
데이터처리
Statistical significance is evaluated by correlation analysis.
시행하였다. 그리고 호흡 조절 후의 심박변이도와 위전도 지표간의 상관관계 분석을 위해상관분석을 하였다. 모든 통계 분석은 SPSS 13 for windows를 활용하였고 유의수준의 p<0.
먼저 각 채널의 자의적 호흡 후와 조절 호흡 후의 파워 비의 변화를 보기 위해 paired sampled t-test를 시행하였다. 그리고 호흡 조절 후의 심박변이도와 위전도 지표간의 상관관계 분석을 위해상관분석을 하였다.
분석에는 Complexity 2.0(Laxtha, Korea)프로그램을 이용하였다. 심박변이도의 측정지표로 시간영역 분석 (time domain analysis)과 주파수영역 분석 (frequency domain analysis)이 있는데, 주파수영역분석은 심장 박동의 변화를 주파수영역에서 분석하여 각 주파수영역의 신호가 상대적으로 어떤강도(power spectral density; PSD)로 있는지 보는 방법으로서, 주요 주파수 대역은 0~0.
성능/효과
1) 조절 호흡 후의 위 수축력이 자의적 호흡 후의 위 수축력보다 증가하였다.
2) 조절 호흡 시의 심박변이도의 HF와 위전도의 파워 비는 음의 상관관계를, LF/HF와 위전도 파워 비는 양의 상관관계를 이루었다. 단, 자의적 호흡 시에는 이러한 상관관계가없었다.
이것은 호흡 조절 후 일정 시간이 경과한후의 자율신경 지표가 위전도 파워 비와 의미 있는 상관관계를 이룬다고 하겠다. 또한 LF/HF와위전도 채널1과 4의 파워 비, HF와 위전도 채널4 의 파워 비와 의미 있는 상관관계를 이루었다. 채널1과 4의 일반적 위치는 위 전정부와 유문부의체표로서 이들의 파워 값 변화가 특정 위 부위의서파를 반영한 것인지 개인별 위 위치의 상이성24) 으로 인한 것인지는 불분명하다.
이번 연구의 결과, 위전도의 모든 채널에서 조절 호흡 후의 파워 비가 자의적 호흡 후의 파워비보다 증가하였으나 통계적인 유의성은 없었다. 이에 대해서는 추가 연구가 필요하다고 사료된다.
조절 호흡 후의 심박변이도 HF와 위전도 채널 4의 파워 비는 음의 상관관계였다(Table 3).
조절 호흡 후의 심박변이도 LF/HF와 위전도 채널1과 4의 파워 비는 양의 상관관계였다(Table 4).
자의적 호흡 시에는 이러한 의미있는 상관관계가 없었다. 즉, 조절 호흡을 한 후교감 신경이 우세한 군은 위 수축력이 감소하고부교감 신경이 우세한 군은 위 수축력이 증가하였다. 이는 조절 호흡을 할 때 위장 운동과 자율신경과의 관계가 보다 의미 있게 나타난다고 할수 있겠다.
호흡 조절 시 심박변이도와 위전도 지표와의상관관계 연구에서 조절 호흡 후의 심박변이도 刑와 위전도 채널4의 파워 비는 음의 상관관계이고 LF/HF와 위전도 채널1과 4의 파워 비는 양의상관관계였다. 자의적 호흡 시에는 이러한 의미있는 상관관계가 없었다.
후속연구
그러므로 심박변이도 지표와 위전도 지표 간 상관성 분석결과는 피험자의 측정 당시 자율신경 상태와 위 기능과의상관관계 보다는 피험자의 자율신경 경향성과 위기능과의 상관관계로 해석하는 것이 타당하다. 향후 심박변이도 측정과 위전도 측정이 동시에 이루어져 측정 시의 심장 자율신경 상태와 위 기능과의 상관 분석에 대한 추가연구가 필요하다고사료된다.
향후일정기간 호흡훈련을 받은 실험군이 일반인인 대조군에 비해 호흡조절시 어느 정도의 위전도 및심박변이도 지표의 변화를 나타내는지도 추가연구가 필요하다고 사료된다.
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