목 적: 일차성 불면증(primary insomnia)은 자율신경계에도 영향을 주는 것으로 알려져 있는데 심박동률변이도 (heart rate variability: HRV)를 이용하여 일차성 불면증에서 심박동률변이도 지수와 수면구조(sleep structure) 관련 변인 간의 연관성을 분석하여 일차성 불면증의 야간수면 동안 자율신경계 변화의 특징을 연구하고자 하였다. 방 법: 일차성 불면증 33명(평균연령: 36.2${pm}$14.2세, 남:여=15:18)을 대상으로 1일밤 야간수면다원검사(nocturnal polysomnography:NPSG)를 시행하여 HRV 지수 중 저주파수/고주파수 비(high frequency/low frequency ratio:LF/HF ratio)와 NPSG에서 산출된 수면구조 관련변인 간의 상관관계를 분석하였다. 결 과: 연령과 성별을 통제한 상태에서 LF/HF ratio와 서파수면(slow wave sleep)의 시간과 분율, 2단계수면시간 (stage 2 sleep)과 분율이 각각 음의 상관관계($r_p$=-0.37, p=0.04, $r_p$=-0.4, p=0.02; $r_p$=-0.42, p=0.02, $r_p$=-0.43, p=-0.01)를 가지는데 비해 각성지수(arousalindex)와는 양의 상관관계($r_p$=0.65, p<0.001)를 보였다. 결 론: 일차성 불면증에서 수면구조 변화에 따라 자율신경계가 반응하고 있으며, 특히 비렘수면(Non-REM sleep)의 구성요소인 서파수면과 2단계수면의 감소와 각성 횟수의 증가가 교감신경 항진을 유발하여 불면증의 전형적인 수면 구조 변화가 심혈관계에 부정적 영향을 줄 수 있다는 것을 보여준다.
목 적: 일차성 불면증(primary insomnia)은 자율신경계에도 영향을 주는 것으로 알려져 있는데 심박동률변이도 (heart rate variability: HRV)를 이용하여 일차성 불면증에서 심박동률변이도 지수와 수면구조(sleep structure) 관련 변인 간의 연관성을 분석하여 일차성 불면증의 야간수면 동안 자율신경계 변화의 특징을 연구하고자 하였다. 방 법: 일차성 불면증 33명(평균연령: 36.2${pm}$14.2세, 남:여=15:18)을 대상으로 1일밤 야간수면다원검사(nocturnal polysomnography:NPSG)를 시행하여 HRV 지수 중 저주파수/고주파수 비(high frequency/low frequency ratio:LF/HF ratio)와 NPSG에서 산출된 수면구조 관련변인 간의 상관관계를 분석하였다. 결 과: 연령과 성별을 통제한 상태에서 LF/HF ratio와 서파수면(slow wave sleep)의 시간과 분율, 2단계수면시간 (stage 2 sleep)과 분율이 각각 음의 상관관계($r_p$=-0.37, p=0.04, $r_p$=-0.4, p=0.02; $r_p$=-0.42, p=0.02, $r_p$=-0.43, p=-0.01)를 가지는데 비해 각성지수(arousal index)와는 양의 상관관계($r_p$=0.65, p<0.001)를 보였다. 결 론: 일차성 불면증에서 수면구조 변화에 따라 자율신경계가 반응하고 있으며, 특히 비렘수면(Non-REM sleep)의 구성요소인 서파수면과 2단계수면의 감소와 각성 횟수의 증가가 교감신경 항진을 유발하여 불면증의 전형적인 수면 구조 변화가 심혈관계에 부정적 영향을 줄 수 있다는 것을 보여준다.
Objectives: It is well established that primary insomnia affects the activity of autonomic nervous system. We tried to know how the activity of autonomic nervous system during night sleep changes by analyzing correlation between heart rate variability (HRV) index and the variables related with sleep...
Objectives: It is well established that primary insomnia affects the activity of autonomic nervous system. We tried to know how the activity of autonomic nervous system during night sleep changes by analyzing correlation between heart rate variability (HRV) index and the variables related with sleep structure in primary insomnia. Methods: Thirty three subjects (mean age: $36.2{\pm}14.2$ years, male:female=15:18) who were diagnosed with primary insomnia were selected for the study. Nocturnal polysomnography (NPSG) was carried out on each subject and correlation was analyzed between high frequency/low frequency ratio (LF/HF ratio), one of HRV indices and the variables related with sleep structure which were calculated from NPSG. Results: When age and sex were controlled, LF/HF ratio showed negative correlations with slow wave sleep and stage 2 sleep, respectively ($r_p$=-0.43, p=0.01; $r_p$=-0.37, p=0.04). On the other hands LF/HF ratio showed a positive correlation with arousal index ($r_p$=0.65, p<0.001). The activity of autonomic nervous system responded differentially depending on the change of sleep structure in primary insomnia. Especially the increase of arousal index and the decrease of slow wave sleep and stage 2 sleep which are the components of non-REM sleep provoked hyperactivity of sympathetic nervous system. Conclusion: This study suggests that the typical change of sleep structure in primary insomnia can negatively impact on cardiovascular system.
Objectives: It is well established that primary insomnia affects the activity of autonomic nervous system. We tried to know how the activity of autonomic nervous system during night sleep changes by analyzing correlation between heart rate variability (HRV) index and the variables related with sleep structure in primary insomnia. Methods: Thirty three subjects (mean age: $36.2{\pm}14.2$ years, male:female=15:18) who were diagnosed with primary insomnia were selected for the study. Nocturnal polysomnography (NPSG) was carried out on each subject and correlation was analyzed between high frequency/low frequency ratio (LF/HF ratio), one of HRV indices and the variables related with sleep structure which were calculated from NPSG. Results: When age and sex were controlled, LF/HF ratio showed negative correlations with slow wave sleep and stage 2 sleep, respectively ($r_p$=-0.43, p=0.01; $r_p$=-0.37, p=0.04). On the other hands LF/HF ratio showed a positive correlation with arousal index ($r_p$=0.65, p<0.001). The activity of autonomic nervous system responded differentially depending on the change of sleep structure in primary insomnia. Especially the increase of arousal index and the decrease of slow wave sleep and stage 2 sleep which are the components of non-REM sleep provoked hyperactivity of sympathetic nervous system. Conclusion: This study suggests that the typical change of sleep structure in primary insomnia can negatively impact on cardiovascular system.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
그러나 상기 논문들이 정상인에서 조사되고 서파수면에만 집중되어 있으며 일차성 불면증에서 서파수면 외에 어떠한 수면구조들이 자율 신경계의 영향을 받고 있는지는 알 수 없다는 한계점이 있다. 따라서 이 논문의 목적은 일차성 불면증에서 HRV 지수중 LF/HF ratio와 수면구조 관련 변인들간의 연관성을 분석하여 일차성 불면증에서 야간수면 동안 자율신경계가 어떤 수면구조 변인에 영향을 받는가를 보고자 하였다.
목 적：일차성 불면증(primary insomnia)은 자율신경계에도 영향을 주는 것으로 알려져 있는데 심박동률변이도(heart rate variability: HRV)를 이용하여 일차성 불면증에서 심박동률변이도 지수와 수면구조(sleep structure) 관련 변인 간의 연관성을 분석하여 일차성 불면증의 야간수면 동안 자율신경계 변화의 특징을 연구하고자 하였다.
가설 설정
이 연구의 제한점으로 3가지 정도로 요약할 수 있다. 첫째, 이 연구에서는 정상 대조군과 비교되지 않았다는 것이다. 그리하여 정상 대조군에서의 LF/HF ratio와 타 변인과의 관계를 비교해보지 않아 이 연구에서의 결과들이 양적으로 어떤 정도의 의미를 갖는 것인가를 보여주는데 한계가 있다.
제안 방법
NPSG 기기에 의해 얻어지는 심전도의 신호는 250 Hz의 샘플링률로 저장하였다. HRV 지수는 총수면시간 동안 수면단계(1단계, 2단계, 서파수면, 렘수면)에서 각각 5분을 한 이폭(epoch)으로 분석하였다. HRV 지수중 주파수영역분석을 하여 Total Power(ms2), VLF Power(ms2), LF Power(ms2), HF Power(ms2), LF/HF ratio를 산출하였다.
HRV 지수는 총수면시간 동안 수면단계(1단계, 2단계, 서파수면, 렘수면)에서 각각 5분을 한 이폭(epoch)으로 분석하였다. HRV 지수중 주파수영역분석을 하여 Total Power(ms2), VLF Power(ms2), LF Power(ms2), HF Power(ms2), LF/HF ratio를 산출하였다. 특히 HRV index 중 LF/HF ratio와 수면구조 관련변인들과 상관관계를 분석하기 위해 이변량 상관계수를 시행하였는데, 공변량(cofactor)으로 연령과 성별을 지정하여 부분상관계분석(partial correlation)을 분석하였고 이 연구에서는 logistic regression은 시행하지 않았다.
LF/HF ratio와 수면구조 관련 변인들과의 상관관계를 분석하기 위하여 연령과 성별을 통제한 상태에서 부분 상관계수를 조사하였는데, 표 5에서 보이는 바와 같이 유의한 상관관계가 세 변인에서 관찰되었다. LF/HF ratio와의 상관관계에서 서파수면시간(rp=-0.
NPSG 기기는 Embla N7,000과 Embllette A10(Somnologica & Embla, Medcare-Flaga Co. Iceland)을 이용하여 실시하였으며, 표준화된 방법과 기기운영지침서를 근거 각종 전극(electrodes)과 감지기(sensors)를 대상자들에게 부착하였다.
NPSG 시행 전에 HRV와 관련이 있는 혈압, 체질량지수 s를 측정하였다. 불면, 주간 졸음, 우울, 불안 등의 증상을 파악하기 위해 피험자 스스로 평가하는 자가척도 검사, Pittsburgh sleep quality index(PSQI), Epworth sleepiness scale(ESS), Beck depression scale(BDI), profile of mood states(POMS), Beck anxiety scale(BAI)를 시행하였다.
Iceland)을 이용하여 실시하였으며, 표준화된 방법과 기기운영지침서를 근거 각종 전극(electrodes)과 감지기(sensors)를 대상자들에게 부착하였다. 뇌파(EEG), 안전도(EOG), 근전도(EMG), 사지 운동(limb movement), 체위(body position), 심전도(ECG), 호흡음(breathing sounds), 비공기 흐름(nasal airway flow), 흉곽운동(chest movement), 복부운동(abdominal movement) 그리고 혈중 산소포화도(finger oximeter) 등을 측정하였다. 뇌파전극은 C3/A2, O1/A2, O2/A1로 부착하였고, 안구운동을 보기 위해 안전도를 좌우측에 부착하였고, 하악근전도를 턱뼈 바로 아래 하악근(submentalis muscle)에 부착하였고, 하지의 양쪽 전경골근(anterior tibialis muscle)에 근전도를 부착하여 수면중 하지의 근경련을 기록하였고, 심전도 전극은 지정된 위치(modified lead II position)에 부착하여 부정맥여부를 알고자 하였고, 코골음을 측정하기 위해 마이크를 후두 부위에 부착하고, 공기흐름을 측정하는 감지기(thermocouple)는 흡기시와 호기시 공기의 온도차를 이용한 것으로 구강과 코를 통한 공기흐름을 모두 감지할 수 있도록 하고, 흉식 및 복식 호흡운동을 측정하기 위한 감지기는 압력 전달계(strain gauges)를 사용하였고, 그리고 산소포화도를 알기 위해 산소포화도 감지기를 왼손 둘째 손가락 끝에 부착하였다.
뇌파(EEG), 안전도(EOG), 근전도(EMG), 사지 운동(limb movement), 체위(body position), 심전도(ECG), 호흡음(breathing sounds), 비공기 흐름(nasal airway flow), 흉곽운동(chest movement), 복부운동(abdominal movement) 그리고 혈중 산소포화도(finger oximeter) 등을 측정하였다. 뇌파전극은 C3/A2, O1/A2, O2/A1로 부착하였고, 안구운동을 보기 위해 안전도를 좌우측에 부착하였고, 하악근전도를 턱뼈 바로 아래 하악근(submentalis muscle)에 부착하였고, 하지의 양쪽 전경골근(anterior tibialis muscle)에 근전도를 부착하여 수면중 하지의 근경련을 기록하였고, 심전도 전극은 지정된 위치(modified lead II position)에 부착하여 부정맥여부를 알고자 하였고, 코골음을 측정하기 위해 마이크를 후두 부위에 부착하고, 공기흐름을 측정하는 감지기(thermocouple)는 흡기시와 호기시 공기의 온도차를 이용한 것으로 구강과 코를 통한 공기흐름을 모두 감지할 수 있도록 하고, 흉식 및 복식 호흡운동을 측정하기 위한 감지기는 압력 전달계(strain gauges)를 사용하였고, 그리고 산소포화도를 알기 위해 산소포화도 감지기를 왼손 둘째 손가락 끝에 부착하였다.
방 법：일차성 불면증 33명(평균연령：36.2±14.2세, 남：여=15：18)을 대상으로 1일밤 야간수면다원검사(nocturnal polysomnography：NPSG)를 시행하여 HRV 지수중 저주파수/고주파수 비(high frequency/low frequency ratio：LF/HF ratio)와 NPSG에서 산출된 수면구조 관련변인 간의 상관관계를 분석하였다.
수면다원기록의 판독은 국제판독기준에 따랐으며 1 epoch를 30초로 하여 수면 단계를 수기(manual)로 판독하여 수면구조 관련 변인들의 값을 계산하였다. 2007년 American Academy of Sleep Medicine(이하 AASM)(22,23)에서는 비렘수면(Non-REM)을 4단계 분류 대신에 3단계와 4단계를 통합하여 3단계로 나누었으며 다음과 같이 분류하고 있다：1) 1단계(stage N1)：8에서 13헤르츠(Hz)의 주파수를 지닌 알파파(alpha wave)에서 4에서 7헤르츠(Hz)를 지닌 쎄타파(theta wave)로 전환되는 단계이다.
데이터처리
HRV 지수중 주파수영역분석을 하여 Total Power(ms2), VLF Power(ms2), LF Power(ms2), HF Power(ms2), LF/HF ratio를 산출하였다. 특히 HRV index 중 LF/HF ratio와 수면구조 관련변인들과 상관관계를 분석하기 위해 이변량 상관계수를 시행하였는데, 공변량(cofactor)으로 연령과 성별을 지정하여 부분상관계분석(partial correlation)을 분석하였고 이 연구에서는 logistic regression은 시행하지 않았다. 모든 통계는 SPSS 통계 프로그램(SPSS Windows, 17.
이론/모형
NPSG 시행 전에 HRV와 관련이 있는 혈압, 체질량지수 s를 측정하였다. 불면, 주간 졸음, 우울, 불안 등의 증상을 파악하기 위해 피험자 스스로 평가하는 자가척도 검사, Pittsburgh sleep quality index(PSQI), Epworth sleepiness scale(ESS), Beck depression scale(BDI), profile of mood states(POMS), Beck anxiety scale(BAI)를 시행하였다.
일차성 불면증의 진단은 제 4판 정신장애의 진단 및 통계 편람(Diagnostic and Statistical Manual of Mental. Disorders-IV：DSM-IV) IV의 진단 기준에 의거하였다. 1) 최소 한달 동안 입면 및 수면 유지가 어렵거나 회복되지 않는 수면을 호소하고, 2) 수면증상으로 인해 사회적, 직업적, 기능적 장애를 초래했으며, 3) 수면 증상이 다른 수면 장애나 정신질환, 약물의 영향에 의하지 않은 경우를 지칭하였다.
성능/효과
LF/HF ratio가 각성지수와는 양의 상관관계를 보였으며, 서파 수면과 2단계 수면과는 음의 상관관계를 보여주었다. 각성지수는 시간당 뇌파에서 각성이 발생한 횟수로 기존 OSA 연구(17)에서 OSA 정도가 중증일수록 각성지수가 증가되는데, OSA 환자군에서 무호흡시 증가된 환기노력(ventilatory effort)에 따른 빈번한 각성이 교감신경계를 항진시키는 것처럼 일차성 불면증 환자군에서 각성지수의 증가 또한 교감신경계 항진을 반영하는 LF/HF ratio 증가를 보였다.
LF/HF ratio가 각성지수와는 양의 상관관계를 보였으며, 서파 수면과 2단계 수면과는 음의 상관관계를 보여주었다. 각성지수는 시간당 뇌파에서 각성이 발생한 횟수로 기존 OSA 연구(17)에서 OSA 정도가 중증일수록 각성지수가 증가되는데, OSA 환자군에서 무호흡시 증가된 환기노력(ventilatory effort)에 따른 빈번한 각성이 교감신경계를 항진시키는 것처럼 일차성 불면증 환자군에서 각성지수의 증가 또한 교감신경계 항진을 반영하는 LF/HF ratio 증가를 보였다.
결 과：연령과 성별을 통제한 상태에서 LF/HF ratio와 서파수면(slow wave sleep)의 시간과 분율, 2단계수면시간(stage 2 sleep)과 분율이 각각 음의 상관관계(rp=-0.37, p=0.04, rp=-0.4, p=0.02；rp=-0.42, p=0.02, rp=-0.43, p=-0.01)를 가지는데 비해 각성지수(arousal index)와는 양의 상관관계(rp=0.65, p<0.001)를 보였다.
결 론：일차성 불면증에서 수면구조 변화에 따라 자율신경계가 반응하고 있으며, 특히 비렘수면(Non-REM sleep)의 구성요소인 서파수면과 2단계수면의 감소와 각성 횟수의 증가가 교감신경 항진을 유발하여 불면증의 전형적인 수면 구조 변화가 심혈관계에 부정적 영향을 줄 수 있다는 것을 보여준다.
또한 수면다원검사시 여러 센서를 부착하기 때문에 센서 접촉에 대한 부적응을 유발하여 평상시 수면과 차이가 있을 가능성이 있다. 셋째, 연구집단의 크기가 33명으로 작다는 점을 들 수 있겠다. 집단의 크기가 클수록 신뢰할 수 있는 연구결과가 나왔을 것으로 추정되지만, 일차성 불면증 환자들이 자가적으로 약국에서 약을 구입하는 경우가 빈번하고, 불면에 대해 이해 부족 등으로 인해 일차성 불면증 환자를 연구과정에 포함시키는 것이 어려웠다.
이 연구의 의의는 일차성 불면증에서 LF/HF ratio와 수면구조 관련 변인들간의 상관관계를 분석함으로써 같은 일차성 불면증 환자일지라도 수면구조 차이에 따라 자율신경계 변화가 차별적으로 발생할 수가 있다는 것을 보여주고 있다. 특히 일차성 불면증 환자에서 보다 빈번한 각성과 보다 심한 비렘수면의 감소를 보이는 환자군은 교감신경계 항진 유발 가능성이 증가되어 심혈관계 질환의 발병 및 합병증이 증가될 가능성이 있다는 것을 간접적으로 제시할 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
HRV에서 주파수영역분석의 세 가지 유형에는 어떤 것이 있는가?
심박동률, 혈압, 맥파전도시간(pulse transit time), 맥파진동(pulse wave amplitude) 등이 폐쇄성 수면무호흡증(obstructive sleep apnea, 이하 OSA)과 연관된 각성(arousal) 및 수면분절에서 증가되는 양상을 보여주고 있는데(8), 이러한 양상들은 심박동률 변이도(heart rate variability, 이하 HRV) 측정을 통해 수면분절 및 각성이 빈번한 OSA에서 보이는 강력한 교감신경의 활성화와 부교감 신경의 억제 등의 병리적 사건을 보다 정밀하게 분석할 수 있게 되었다(9, 10). HRV에서 주파수영역분석에서는 0.003~0.04 Hz간의 최저주파수(very low frequency：VLF, 이하 VLF), 0.05~0.15 Hz 사이의 저주파수(low frequency：LF, 이하 LF) 및 0.15~0.4 Hz 간의 고주파수(high frequency：HF, 이하 HF)의 세 가지 유형이 있다(11). LF는 혈압반사가 발생되는 주파수인 0.
본 논문에서, 일차성 불면증의 야간수면 동안 자율신경계 변화의 특징에 대한 본 연구의 결론은?
결 론：일차성 불면증에서 수면구조 변화에 따라 자율신경계가 반응하고 있으며, 특히 비렘수면(Non-REM sleep)의 구성요소인 서파수면과 2단계수면의 감소와 각성 횟수의 증가가 교감신경 항진을 유발하여 불면증의 전형적인 수면 구조 변화가 심혈관계에 부정적 영향을 줄 수 있다는 것을 보여준다.
수면분절은 무엇으로 인해 생기는가?
만성 불면증은 대부분의 수면 장애에서처럼 수면분절(sleep fragmentation)이 흔한데, 이러한 수면분절은 교감신경–부교감신경계(sympathetic nervous system-parasympathetic nervous system)의 요동을 야기하는 중추신경계의 갑작스러운 변화로 인해 생기는 것으로 알려져 있다(7). 심박동률, 혈압, 맥파전도시간(pulse transit time), 맥파진동(pulse wave amplitude) 등이 폐쇄성 수면무호흡증(obstructive sleep apnea, 이하 OSA)과 연관된 각성(arousal) 및 수면분절에서 증가되는 양상을 보여주고 있는데(8), 이러한 양상들은 심박동률 변이도(heart rate variability, 이하 HRV) 측정을 통해 수면분절 및 각성이 빈번한 OSA에서 보이는 강력한 교감신경의 활성화와 부교감 신경의 억제 등의 병리적 사건을 보다 정밀하게 분석할 수 있게 되었다(9, 10).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.