목 적: 바이오피드백은 정신생리연구에서 중요한 위치에 있으며 정신생리장애 치료에도 유용하다. 만성통증은 매우 흔히 관찰되는 대표적 정신생리장애이다. 이 연구에서는 바이오피드백 기기를 이용한 스트레스 반응 검사로 만성통증 환자와 정상인 간에 생리신호의 특성을 비교하였다. 방 법: 만성통증 환자 42명(남자 17명, 여자 25명, 44.67${\pm}11.10$세)에게 치료 첫째 시간에 바이오피드백 기기를 이용하여 스트레스 반응검사를 하였다. 그 결과를 정상인 42명(남자 17명, 여자 25명, 45.17${\pm}10.46$세)과 비교하였다. 스트레스 반응검사에서는 기저, 스트레스, 그리고 회복 상태에서 각각 전두근 근전도(frontalis electromyography), 피부전도(skin conductance), 피부체온(skin temperature)을 각각 2분씩 측정하여 평균값을 산출하였다. 측정값들의 양 군간 비교에는 독립 t-검정(independent t-test), 각 상태에 따른 측정값의 변화는 대응표본 t-검정(paired-test)로 분석하였다(양측검정, p<0.05). 결 과: 만성 통증 환자는 정상인에 비해 기저, 스트레스, 그리고 회복 상태 모두에서 전두근이 더 긴장해 있었다 (기저: $8.10{\pm}10.465.97{\mu}V$ vs $4.72{\pm}1.52{\mu}V$, t=-3.56, p<0.01; 스트레스: $11.25{\pm}6.89{\mu}V$ vs $8.49{\pm}4.78{\mu}V$, t=-2.13, p<0.05; 회복: $7.12{\pm}3.77{\mu}V$ vs $4.78{\pm}1.59{\mu}V$, t= -3.70, p<0.01). 또한 만성 통증 환자는 세 상태 모두에서 피부전도가 더 잘 되었다(기저: $1.06{\pm}1.0{\mu}S$ vs $0.42{\pm}0.29{\mu}S$, t=-4.0. p<0.01; 스트레스: $1.87{\pm}2.05{\mu}S$ vs $1.03{\pm}0.86{\mu}S$, t=-2.47, p<0.05; 회복: $1.74{\pm}1.77{\mu}S$ vs $0.64{\pm}0.59{\mu}S$, t=-3.8, p<0.01). 그러나 피부체온은 기저, 스트레스, 그리고 회복 상태 모두에서 두 군 사이에 유의한 차이가 없었다(p<0.05). 결 론: 만성 통증 환자는 정상인에 비해 전두근 근전도와 피부전도 측정값이 전반적으로 증가된 소견을 보였다. 이는 통증으로 인하여 교감신경계가 정상인에 비해 자극에 더 예민한 상태에 있음을 시사한다.
목 적: 바이오피드백은 정신생리연구에서 중요한 위치에 있으며 정신생리장애 치료에도 유용하다. 만성통증은 매우 흔히 관찰되는 대표적 정신생리장애이다. 이 연구에서는 바이오피드백 기기를 이용한 스트레스 반응 검사로 만성통증 환자와 정상인 간에 생리신호의 특성을 비교하였다. 방 법: 만성통증 환자 42명(남자 17명, 여자 25명, 44.67${\pm}11.10$세)에게 치료 첫째 시간에 바이오피드백 기기를 이용하여 스트레스 반응검사를 하였다. 그 결과를 정상인 42명(남자 17명, 여자 25명, 45.17${\pm}10.46$세)과 비교하였다. 스트레스 반응검사에서는 기저, 스트레스, 그리고 회복 상태에서 각각 전두근 근전도(frontalis electromyography), 피부전도(skin conductance), 피부체온(skin temperature)을 각각 2분씩 측정하여 평균값을 산출하였다. 측정값들의 양 군간 비교에는 독립 t-검정(independent t-test), 각 상태에 따른 측정값의 변화는 대응표본 t-검정(paired-test)로 분석하였다(양측검정, p<0.05). 결 과: 만성 통증 환자는 정상인에 비해 기저, 스트레스, 그리고 회복 상태 모두에서 전두근이 더 긴장해 있었다 (기저: $8.10{\pm}10.465.97{\mu}V$ vs $4.72{\pm}1.52{\mu}V$, t=-3.56, p<0.01; 스트레스: $11.25{\pm}6.89{\mu}V$ vs $8.49{\pm}4.78{\mu}V$, t=-2.13, p<0.05; 회복: $7.12{\pm}3.77{\mu}V$ vs $4.78{\pm}1.59{\mu}V$, t= -3.70, p<0.01). 또한 만성 통증 환자는 세 상태 모두에서 피부전도가 더 잘 되었다(기저: $1.06{\pm}1.0{\mu}S$ vs $0.42{\pm}0.29{\mu}S$, t=-4.0. p<0.01; 스트레스: $1.87{\pm}2.05{\mu}S$ vs $1.03{\pm}0.86{\mu}S$, t=-2.47, p<0.05; 회복: $1.74{\pm}1.77{\mu}S$ vs $0.64{\pm}0.59{\mu}S$, t=-3.8, p<0.01). 그러나 피부체온은 기저, 스트레스, 그리고 회복 상태 모두에서 두 군 사이에 유의한 차이가 없었다(p<0.05). 결 론: 만성 통증 환자는 정상인에 비해 전두근 근전도와 피부전도 측정값이 전반적으로 증가된 소견을 보였다. 이는 통증으로 인하여 교감신경계가 정상인에 비해 자극에 더 예민한 상태에 있음을 시사한다.
Objectives: Chronic pain is one of the most common experiences of humans and a typical psychophysiological disorder. The aim of this study was to measure the psychophysiological responses in chronic pain patients using a biofeedback system, and to compare them with the results from normal healthy su...
Objectives: Chronic pain is one of the most common experiences of humans and a typical psychophysiological disorder. The aim of this study was to measure the psychophysiological responses in chronic pain patients using a biofeedback system, and to compare them with the results from normal healthy subjects. Methods: Forty two patients with chronic pain (17 males and 25 females, average age $44.67{\pm}11.10$ years) and 42 normal healthy controls (17 males and 25 females, average age $45.17{\pm}10.46$ years) participated in this study. Electromyography (EMG), skin conductance (SC), and skin temperature (ST) were recorded using biofeedback system during the 3 phases (baseline, stress, and recovery) of stress reactivity test, and average values of them were calculated. Difference of values between two groups in each corresponding phase was analyzed with independent t-test, and change of values across phases of stress reactivity test was analyzed with paired t-test (all two-tailed, p<0.05). Results: Compared to normal controls, chronic pain patients had higher value of EMG (baseline: $8.10{\pm}5.97{\mu}V$ vs $4.72{\pm}1.52{\mu}V$, t=-3.56, p<0.01; stress: $11.25{\pm}6.89{\mu}V$ vs $8.49{\pm}4.78{\mu}V$, t=-2.13, p<0.05; recovery: $7.12{\pm}3.77{\mu}V$ vs $4.78{\pm}1.59{\mu}V$, t=-3.70, p<0.01) and SC (baseline: $1.06{\pm}1.0{\mu}S$ vs $0.42{\pm}0.29{\mu}S$, t=-4.0. p<0.01; stress: $1.87{\pm}2.05{\mu}S$ vs $1.03{\pm}0.86{\mu}S$, t=-2.47, p<0.05; recovery: $1.74{\pm}1.77{\mu}S$ vs $0.64{\pm}0.59{\mu}S$, t=-3.8, p<0.01) in all the 3 phases. But, skin temperature comparison did not reveal significant differences in all the 3 phases between two groups. Conclusion: Psychophysiological responses of chronic pain patients in stress reactivity test were different from those of normal healthy controls. These results suggest that sympathetic nervous system is more activated in chronic pain patients.
Objectives: Chronic pain is one of the most common experiences of humans and a typical psychophysiological disorder. The aim of this study was to measure the psychophysiological responses in chronic pain patients using a biofeedback system, and to compare them with the results from normal healthy subjects. Methods: Forty two patients with chronic pain (17 males and 25 females, average age $44.67{\pm}11.10$ years) and 42 normal healthy controls (17 males and 25 females, average age $45.17{\pm}10.46$ years) participated in this study. Electromyography (EMG), skin conductance (SC), and skin temperature (ST) were recorded using biofeedback system during the 3 phases (baseline, stress, and recovery) of stress reactivity test, and average values of them were calculated. Difference of values between two groups in each corresponding phase was analyzed with independent t-test, and change of values across phases of stress reactivity test was analyzed with paired t-test (all two-tailed, p<0.05). Results: Compared to normal controls, chronic pain patients had higher value of EMG (baseline: $8.10{\pm}5.97{\mu}V$ vs $4.72{\pm}1.52{\mu}V$, t=-3.56, p<0.01; stress: $11.25{\pm}6.89{\mu}V$ vs $8.49{\pm}4.78{\mu}V$, t=-2.13, p<0.05; recovery: $7.12{\pm}3.77{\mu}V$ vs $4.78{\pm}1.59{\mu}V$, t=-3.70, p<0.01) and SC (baseline: $1.06{\pm}1.0{\mu}S$ vs $0.42{\pm}0.29{\mu}S$, t=-4.0. p<0.01; stress: $1.87{\pm}2.05{\mu}S$ vs $1.03{\pm}0.86{\mu}S$, t=-2.47, p<0.05; recovery: $1.74{\pm}1.77{\mu}S$ vs $0.64{\pm}0.59{\mu}S$, t=-3.8, p<0.01) in all the 3 phases. But, skin temperature comparison did not reveal significant differences in all the 3 phases between two groups. Conclusion: Psychophysiological responses of chronic pain patients in stress reactivity test were different from those of normal healthy controls. These results suggest that sympathetic nervous system is more activated in chronic pain patients.
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문제 정의
이 연구의 결과는 만성통증 환자가 정상인과 다른 정신 생리적 특징을 가지고 있고, 통증으로 인하여 교감신경계가 자극에 예민한 상태에 있음을 알려준다. 바이오피드백을 사용하여 만성통증의 치료 뿐만 아니라 생리 특성을 측정, 분석함으로써 통증의 진단, 정량화, 치료효과 판정에 이용할 수 있는 가능성을 이 연구에서 확인하였다.
본 연구는 만성통증 환자에서 바이오피드백 기기를 이용해 자율신경계 활성을 반영하는 근전도, 피부전도, 그리고 피부체온을 측정하고, 이를 정상인의 결과와 비교함으로써 만성통증 환자의 생체신호 특성을 조사하였다. 만성통증 환자에서는 스트레스 반응검사의 세 단계 모두에서 근전도와 피부전도값이 정상인에 비해 증가하였다.
그러나 아직 대표적인 정신신체장애인 만성통증 환자를 대상으로 바이오피드백을 이용한 체계적인 연구는 많지 않았다. 본 연구는 바이오피드백을 이용한 스트레스 반응검사를 통해 만성통증 환자의 정신생리적 특징을 조사하고자 하였다.
제안 방법
근전도는 전두근(frontalis muscle)에 전극을 붙여 측정하였다(측정단위：microvolt, μV).
바이오피드백 시스템을 이용하여 근전도(EMG), 피부전도(skin conductance), 그리고 피부체온(skin temperature)을 측정하였다. 근전도는 전두근(frontalis muscle)에 전극을 붙여 측정하였다(측정단위：microvolt, μV).
서울대학교병원 통증클리닉에서 스트레스·바이오피드백 클리닉으로 의뢰된 만성통증 환자 42명에게 치료 첫째 시간에 바이오피드백 기기를 이용하여 스트레스 반응검사를 하고 그 결과를 기록하였다.
스트레스 과제로는‘100-7 검사’(serial seven)와 이를 변형시켜‘1000-7’을 연속적으로 수행하도록 하였다.
양 군 모두에서 성별에 따라 세 가지 상태(기저, 스트레스, 회복)에서 근전도, 피부전도, 피부체온을 측정한 값과 연령을 비교하였다. 그 결과 정상인에서는 회복 상태의 피부체온이 남자에서 여자에서 보다 더 높았고(33.
측정단위는 전기전도도(electrical conductance)의 단위인 microsiemens(μS)로 하였다.
근전도는 전두근(frontalis muscle)에 전극을 붙여 측정하였다(측정단위：microvolt, μV). 피부전도(skin conductance)는 오른손 검지와 약지에 피부전도 센서를 고정시켜 측정하였다. 측정단위는 전기전도도(electrical conductance)의 단위인 microsiemens(μS)로 하였다.
대상 데이터
의무기록을 후향적으로 검토하여 통증이 시작된 지 6개월 미만인 환자는 제외하였다. 만성통증 환자의 결과를 서울대학교병원 강남센터에서 정상인을 바이오피드백을 이용해 스트레스 반응 검사한 자료 중에서 선택한 42명의 결과와 비교하였다. 통증이 있거나 정신과적 질환, 신체 질환을 앓고 있는 경우는 정상 대조군에서 제외하였다.
검사실은 안정된 환경을 만들기 위하여 외부의 소음으로부터 차단된 방음 상태였다. 피험자가 사용한 의자는 팔걸이가 있는 안락의자로 편안한 상태의 높이로 조절할 수 있었다. 바이오피드백 시스템은 Procomp+, 그리고 신호처리 소프트웨어는 Biograph version 2.
데이터처리
만성통증 환자와 정상 대조군 사이에 측정값들을 비교해 위해 독립 t-검정(independent t-test)을 사용하였다. 스트레스 반응검사의 세 가지 상태(기저, 스트레스, 회복) 사이에서 측정값을 비교하는 데는 대응표본 t-검정(paired ttest)을 썼다.
만성통증 환자와 정상 대조군 사이에 측정값들을 비교해 위해 독립 t-검정(independent t-test)을 사용하였다. 스트레스 반응검사의 세 가지 상태(기저, 스트레스, 회복) 사이에서 측정값을 비교하는 데는 대응표본 t-검정(paired ttest)을 썼다. 연령과 각 측정값의 연관성은 Pearson 상관 분석을 써서 분석하였다.
스트레스 상태 종료 후 2분 동안 가장 편안한 자세로 휴식을 취하도록 하면서 생리 활동을 측정하여 평균값과 표준편차를 계산하였다.
스트레스 반응검사의 세 가지 상태(기저, 스트레스, 회복) 사이에서 측정값을 비교하는 데는 대응표본 t-검정(paired ttest)을 썼다. 연령과 각 측정값의 연관성은 Pearson 상관 분석을 써서 분석하였다. 통계적 유의성은 양측검정, pvalue<0.
인지적 스트레스에 대한 생리적 활동을 2분 동안 측정하여 평균값과 표준편차를 계산하였다. 스트레스 과제로는‘100-7 검사’(serial seven)와 이를 변형시켜‘1000-7’을 연속적으로 수행하도록 하였다.
편안히 앉은 상태에서 2분 동안 안정을 취하도록 지시하고 생리 활동을 측정하여 평균값과 표준편차를 계산하였다.
이론/모형
피험자가 사용한 의자는 팔걸이가 있는 안락의자로 편안한 상태의 높이로 조절할 수 있었다. 바이오피드백 시스템은 Procomp+, 그리고 신호처리 소프트웨어는 Biograph version 2.1(Thought technology Ltd., Quebec, Canada)을 사용하였다.
성능/효과
양 군 모두에서 성별에 따라 세 가지 상태(기저, 스트레스, 회복)에서 근전도, 피부전도, 피부체온을 측정한 값과 연령을 비교하였다. 그 결과 정상인에서는 회복 상태의 피부체온이 남자에서 여자에서 보다 더 높았고(33.82℃ vs 32.50℃, t=2.34, p<0.05), 연령이나 다른 측정값에서는 성별에 따른 차이가 없었다(모두 p>0.05).
기저 상태와 비교해 스트레스 상태에서 근전도와 피부전도값, 피부체온 모두 유의하게 증가하였다(t=-5.00, p<0.01； t=-5.99, p<0.01；t=-2.99, p<0.01).
또한 만성통증 환자는 정상인에 비해 기저, 스트레스, 그리고 회복 상태 모두에서 피부전도가 더 잘 되었다(기저상태：1.06±1.0 μS vs 0.42±0.29 μS, t=-4.0, p<0.01；스트레스 상태：1, .87±2.05 μS vs 1.03±0.86 μS, t=-2.47, p<0.05；회복 상태：1.74±1.77 μS vs 0.64±0.59 μS, t=-3.8, p<0.01).
만성통증 환자에서도 스트레스 상태의 근전도값만이 연령과 유의한 상관관계를 보였다(r=0.33, p<0.05).
만성통증 환자의 스트레스 상태에서도 기저 상태와 비교해 근전도와 피부전도값이 증가하였다(t=-2.96, p<0.01； t=-3.87, p<0.01).
이 연구의 결과는 만성통증 환자가 정상인과 다른 정신 생리적 특징을 가지고 있고, 통증으로 인하여 교감신경계가 자극에 예민한 상태에 있음을 알려준다. 바이오피드백을 사용하여 만성통증의 치료 뿐만 아니라 생리 특성을 측정, 분석함으로써 통증의 진단, 정량화, 치료효과 판정에 이용할 수 있는 가능성을 이 연구에서 확인하였다.
정상인에서는 스트레스 상태의 근전도값(r=0.32, p>0.05)만이 연령과 유의한 상관관계를 보였다.
회복 상태에서는 스트레스 상태와 비교해 근전도 값은 유의하게 감소하였지만(t=4.13, p<0.01), 피부전도 값과 피부체온의 유의한 변화는 관찰할 수 없었다(t=1.83, p=0.08；t=-0.41, p=0.68)(그림 1).
회복 상태에서는 스트레스 상태와 비교했을 때 근전도와 피부전도값이 유의하게 감소하였으나(t=5.20, p<0.01；t=6.76, p<0.01), 피부체온은 변화가 없었다(t=-1.14, p=0.26)(그림 1).
후속연구
이것은 개인별 차이, 검사실 환경, 측정 당시 각성 및 정서 상태 등이 영향을 줄 가능성을 시사한다. 따라서 집단을 대표하는 기준값 설정에는 어려움이 있으며 추가적인 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
만성통증이란 무엇입니까?
통증은 기간에 따라 급성통증(acute pain)과 만성통증(chronic pain)으로 나눈다. 만성통증은 손상 후 자연적 치유기간보다 오래 지속되는 통증이다(3). 임상적으로는 일반적인 치료 방법에 의해 호전되지 않거나 3~6개월 이상 지속되는 통증을 만성통증이라고 한다(5). 급성통증과 달리 만성통증의 발생과 유지에는‘통증 행동’(pain behavior)이 중요한 역할을 한다(6,7).
바이오피드백은 무엇을 통해서 치료 도구로 사용되었습니까?
바이오피드백(biofeedback)의 시초는 1920년대에 Jacobson이 환자들의 근육 긴장도를 측정하고자 원시적인 근전도(electromyography, EMG) 기구를 사용한 것이다. Schultz가 정신신체장애(psychosomatic disorder)와 신경증(neurotic syndrome) 환자 치료를 위한 자율훈련법(autogenic training)을 소개하면서 치료 도구로 사용되었고(12) 바이오 피드백의 치료 효과는 지속적으로 보고되고 있다(5,13-17). 국내에서도 1980년대 이후 긴장성 두통, 불안장애를 비롯한 여러 정신신체장애에 바이오피드백을 적용하여 정신생리적 특성과 치료 효과를 보고한 연구들이 있다(12,18-20).
통증의 정의는 무엇입니까?
인구의 약 20%가 만성통증으로 고통받고, 이로 인한 사회적 비용은 미국의 경우 1,500억불에 달한다(1,2). 통증의 일반적인 정의는‘실제 또는 가능성 있는 조직 손상과 연관되거나 이런 손상으로 설명되는 불쾌한 감각 및 정서 경험’이다(3). 따라서 통증은, 대개 신체 질환이나 외상에 의한 조직 손상으로 유발되지만, 직접적인 원인을 알 수 없는 경우에도 생길 수 있는, 심리적인 요인과 밀접한 관련이 있는 주관적 현상이다(4).
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