자율신경계는 불수의적 활동 기능을 조절해 주는 신경계통으로, 자율신경계의 활성 정도를 정량적으로 평가하기 위해 심박 변이도가 이용된다. 그러나 심박 변이도는 환경 변화나 심리 상태의 변화 등에 민감하게 반응하며, 자세와 수면 박탈에 의해서도 심박 변이도가 달라질 수 있다. 특히 전자파 자원자 연구에서는 자각 증상 및 인지 여부에 의한 수면 박탈로 심박 변이도가 달라질 수 있다. 이에 본 연구에서는 자세에 따른 수면 박탈 횟수와 심박 변이도를 30분간 6 stage에서 측정하였고, 앉은 자세와 누운 자세에서 측정된 심박 변이도를 비교하여 앉은 자세나 누운 자세에서 심박 변이도를 측정하는 실험에 어떠한 자세가 적합한지 결정하고자 하였다. 심박 변이도 분석은 전력 스펙트럼을 이용한 주파수 영역에서의 LF (low frequency) / HF(high frequency)를 이용하였고, stage 1을 100%로 하여 개인 및 성별에 따른 초기 LF/HF 차이를 상쇄시켜 주었다. LF/HF 증가는 교감 신경의 활성 증가를 나타내고 감소는 교감 신경의 활성 감소를 나타낸다. 교차 분석 결과 수면 박탈은 자세의 영향을 받는 것으로 나타났으며 (p=0.002), LF/HF에 대하여 자세만을 변수로 고려하였다. 앉은 자세에서 수면 박탈 횟수는 모든 stage에서 누운 자세보다 유의하게 적었다 (p<0.05). 자세는 LF/HF에 유의한 영향을 끼쳤으며 (p=0.033), 앉은 자세에서는 stage 1과 비교하여 LF/HF가 stage 4, 5, 6에서 유의하게 증가하였고 (p<0.05), 누운 자세에서는 stage 1과 비교하여 모든 stage에서 LF/HF가 유의하게 증가하였다 (p<0.05). 따라서 앉은 자세가 누운 자세보다 수면 박탈 횟수가 적고 LF/HF 변화가 작기 때문에 피험자가 깨어 있어야 하는 심박 변이도 측정 실험에 있어서 더 적합한 자세라고 사료된다.
자율신경계는 불수의적 활동 기능을 조절해 주는 신경계통으로, 자율신경계의 활성 정도를 정량적으로 평가하기 위해 심박 변이도가 이용된다. 그러나 심박 변이도는 환경 변화나 심리 상태의 변화 등에 민감하게 반응하며, 자세와 수면 박탈에 의해서도 심박 변이도가 달라질 수 있다. 특히 전자파 자원자 연구에서는 자각 증상 및 인지 여부에 의한 수면 박탈로 심박 변이도가 달라질 수 있다. 이에 본 연구에서는 자세에 따른 수면 박탈 횟수와 심박 변이도를 30분간 6 stage에서 측정하였고, 앉은 자세와 누운 자세에서 측정된 심박 변이도를 비교하여 앉은 자세나 누운 자세에서 심박 변이도를 측정하는 실험에 어떠한 자세가 적합한지 결정하고자 하였다. 심박 변이도 분석은 전력 스펙트럼을 이용한 주파수 영역에서의 LF (low frequency) / HF(high frequency)를 이용하였고, stage 1을 100%로 하여 개인 및 성별에 따른 초기 LF/HF 차이를 상쇄시켜 주었다. LF/HF 증가는 교감 신경의 활성 증가를 나타내고 감소는 교감 신경의 활성 감소를 나타낸다. 교차 분석 결과 수면 박탈은 자세의 영향을 받는 것으로 나타났으며 (p=0.002), LF/HF에 대하여 자세만을 변수로 고려하였다. 앉은 자세에서 수면 박탈 횟수는 모든 stage에서 누운 자세보다 유의하게 적었다 (p<0.05). 자세는 LF/HF에 유의한 영향을 끼쳤으며 (p=0.033), 앉은 자세에서는 stage 1과 비교하여 LF/HF가 stage 4, 5, 6에서 유의하게 증가하였고 (p<0.05), 누운 자세에서는 stage 1과 비교하여 모든 stage에서 LF/HF가 유의하게 증가하였다 (p<0.05). 따라서 앉은 자세가 누운 자세보다 수면 박탈 횟수가 적고 LF/HF 변화가 작기 때문에 피험자가 깨어 있어야 하는 심박 변이도 측정 실험에 있어서 더 적합한 자세라고 사료된다.
Autonomic nervous system (ANS) acts as a control system functioning largely below the level of consciousness, and controls visceral functions. The activity of the ANS has been assessed by means of the heart rate variability (HRV). It has been reported that HRV is dependent on sex, age, body mass ind...
Autonomic nervous system (ANS) acts as a control system functioning largely below the level of consciousness, and controls visceral functions. The activity of the ANS has been assessed by means of the heart rate variability (HRV). It has been reported that HRV is dependent on sex, age, body mass index, and smoking, etc. However, the effects of posture and sleep deprivation on HRV have rarely been reported. Objective of our work was to find out which posture is appropriate for stable HRV. We measured the number of sleep deprivation and HRV using power spectrum in six stages for 30 minutes. Increased low frequency (LF) power and high frequency (HF) power indicate enhanced sympathetic and parasympathetic activity, respectively. We determined the LF/HF ratio to minimize individual difference. It was found that sleep deprivation by awakening up subjects was affected by posture, which resulted in changes of LF/HF. Although LF/HF varied with time, it was more stable in sitting than in supine. In conclusion, we recommend sitting posture when measuring HRV because of less sleep deprivation resulting in less variation in LF/HF.
Autonomic nervous system (ANS) acts as a control system functioning largely below the level of consciousness, and controls visceral functions. The activity of the ANS has been assessed by means of the heart rate variability (HRV). It has been reported that HRV is dependent on sex, age, body mass index, and smoking, etc. However, the effects of posture and sleep deprivation on HRV have rarely been reported. Objective of our work was to find out which posture is appropriate for stable HRV. We measured the number of sleep deprivation and HRV using power spectrum in six stages for 30 minutes. Increased low frequency (LF) power and high frequency (HF) power indicate enhanced sympathetic and parasympathetic activity, respectively. We determined the LF/HF ratio to minimize individual difference. It was found that sleep deprivation by awakening up subjects was affected by posture, which resulted in changes of LF/HF. Although LF/HF varied with time, it was more stable in sitting than in supine. In conclusion, we recommend sitting posture when measuring HRV because of less sleep deprivation resulting in less variation in LF/HF.
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문제 정의
따라서 본 연구는 자세가 수면 박탈과 심박 변이 도에 미치는 영향에 대하여 관찰하고, 앉은 자세와 누운 자세에서 측정된 심박 변이도 결과를 비교하여 피험자가 깨어 있는 상태에서 심박 변이도를 측정하는 실험에 어떠한 자세가 적합한지 결정하는데 목적이 있다.
제안 방법
측정하였다. PolyG-I는 컴퓨터에 연결하여 사용하며 TeleScan0.9 (Laxtha, Korea)의 자체 저장 및 분석소프트웨어를 사용하여 데이터를 저장하고 분석하였다. 그림 1은 PolyGT의 장비 및 측정된 화면이다.
따라서 데이터의 상대적인 변화도를 분석하였다. 각 개인의 자세와 수면 박탈에 따른 LF7HF를 5분씩 6 stage로 나누어 stage 1 측정값을 100%로 하였고, 이후 측정값을 상대적인 비율로 환산하여 분석하였다. 이는 성별 및 개인 간 초기 LF/HF 차이를 상쇄시켜 주었다.
구하였다. 그 후 심박 변이도의 전력 스펙트럼을 계산하고 LF 대역의 전력 LFP (low frequency power)와 HF 대역의 전력 HFP (high frequency power)를 이용한 LF/H頂를 사용하여 자세 변화와 수면 박탈에 대한자율신경계 영향을 평가하였다. 실험 시간은 본 연구실에서 진행 중인 전자파 자원자 연구의 예상되는 최소실험 시간이 30분이기 때문에 30분으로 결정하였다.
따라서 데이터의 상대적인 변화도를 분석하였다. 각 개인의 자세와 수면 박탈에 따른 LF7HF를 5분씩 6 stage로 나누어 stage 1 측정값을 100%로 하였고, 이후 측정값을 상대적인 비율로 환산하여 분석하였다.
002로 유의한 상관관계가 있었다. 따라서 심박 변이도를 분석함에 있어 수면 박탈은 자세에 영향을 받는 변수로서, 자세만을 변수로 사용하여 심박 변이도에 대한 영향을 관찰하였다. 표 2에서와 같이 수면 박탈 횟수에 유의한 차이가 있었는데, 누운 자세가 앉은 자세보다 수면 박탈 횟수가 많았다 (p<0.
활성화되었기 때문이다的 .또한 본 연구는 stage 1의 측정값을 100%로 하여 다음 stage 측정값을 상대적인 비율로 환산하여 분석하였는데, 이는 각 피험자 개인 및 성별에 따라 다를 수 있는 초기 LF/HF을 상쇄시키는 역할을 하였다. 하지만 심박 변이도에 영향을 줄 수 있는 여자의 생리주기 및 생리에 따른 통증에 대해서는 고려하지 않았는데 추후 연구에서는 고려되어야 할 부분이라 사료된다.
본 연구에서는 30분간 ECG를 측정하여 심박 변이 도를 구하였다. 그 후 심박 변이도의 전력 스펙트럼을 계산하고 LF 대역의 전력 LFP (low frequency power)와 HF 대역의 전력 HFP (high frequency power)를 이용한 LF/H頂를 사용하여 자세 변화와 수면 박탈에 대한자율신경계 영향을 평가하였다.
실험의 전체 과정을 그림 4에 나타내었다. 실험은 앉은 자세와 누운 자세 두 부분으로 나뉘어 하루에 한 자세씩 이틀에 걸쳐 진행되었고, 24시간 주기의 생체 리듬 변화를 고려하여 각 피험자에서 두 실험 모두 하루 중 같은 시간대에 이루어졌다. 실험은 총 40분으로 10 분간의 resting 후, 30분간의 심전도를 측정하여 심 박 변이 도를 분석하였다.
실험은 앉은 자세와 누운 자세 두 부분으로 나뉘어 하루에 한 자세씩 이틀에 걸쳐 진행되었고, 24시간 주기의 생체 리듬 변화를 고려하여 각 피험자에서 두 실험 모두 하루 중 같은 시간대에 이루어졌다. 실험은 총 40분으로 10 분간의 resting 후, 30분간의 심전도를 측정하여 심 박 변이 도를 분석하였다. stage 1은 10T5분, stage 2는 15-20분, stage 3은 20-25분, stage 4는 25-30분, stage 5는 30-35분, stage 6는 35-40분을 나타낸다.
실험을 시작하였다. 심전도는 Ag-AgCl 전극 (monitoring electrode 2223, 3M, USA)을 사용하여 동 잡음의 영향을 최소화하였다. 심전도는 표준 유도의 lead I 방법을 사용하여 왼쪽 손목과 오른쪽 손목, 오른쪽 발목에 전극을 부착하여 측정하였다.
심전도는 Ag-AgCl 전극 (monitoring electrode 2223, 3M, USA)을 사용하여 동 잡음의 영향을 최소화하였다. 심전도는 표준 유도의 lead I 방법을 사용하여 왼쪽 손목과 오른쪽 손목, 오른쪽 발목에 전극을 부착하여 측정하였다.
결과를 나타낸 것이다. 앉은 자세와 누운 자세에서 이틀에 걸쳐 실험하였고, 각각 6개의 stage로 구성되어있다.
대상 데이터
ECG를 측정하기 위하여 상용화된 제품인 PolyG-I (Laxtha, KoreaX 사용하였으며, 512 Hz 샘플링 주파수로 측정하였다. PolyG-I는 컴퓨터에 연결하여 사용하며 TeleScan0.
실험은 심혈관계 및 신경계 질환이 없는 건강한 남자 25명 (25.4+2.9 세; 21.8±1.7 kg/m2), 여자 27명 (23.6+2.3 세; 20.4+2.0 kg/m2), 총 52명을 대상으로 실시하였다. 피험자 모집은 연세대학교 홈페이지 게시판을 이용하였다.
0 kg/m2), 총 52명을 대상으로 실시하였다. 피험자 모집은 연세대학교 홈페이지 게시판을 이용하였다. 피험자는 흡연을 하지 않고, 실험 24시간 전부터 과도한 운동 및 장시간 휴대폰 사용, 음주와 약물 복용을 금지하였다.
데이터처리
수면 박탈과 자세에 대한 독립성을 알아보기 위해 교차 분석 (crosstabs)의 카이제곱 검정을 이용하였다. 통계 분석 결과 수면 박탈과 자세는 p=0.
수면 박탈과 자세의 관계를 알아보기 위하여 교차 분석의 카이제곱 검정을 이용하였고, 각 stage에서 자세에 따른 수면 박탈 횟수의 비교를 위해 paired t-test를 이용하였다. 자세에 따른 LF/HF 변화는 one-way repeated measure ANOVA test를 이용하여 분석하였고, 앉은 자세와 누운 자세에서의 stage 별 차이를 분석하기 위해 sub group analysis 방법을 이용하였다 통계분석은 SPSS 10 (SPSS Inc, USA)을 사용하였으며, p=0.
유지하였다. 자세에 대하여 피험자는 이틀에 걸쳐 앉은 자세와 누운 자세에서 실험하였는데, 표 1은 자세에 대하여 앉은 자세와 누운 자세에서의 실험실 온도와 습도이며 paired t-test를 이용하여 검정한 결과 유의한 차이가 없었다(p<0.05).
자세에 따른 LF/HF 변화는 one-way repeated measure ANOVA test를 이용하여 분석하였고, 앉은 자세와 누운 자세에서의 stage 별 차이를 분석하기 위해 sub group analysis 방법을 이용하였다 통계분석은 SPSS 10 (SPSS Inc, USA)을 사용하였으며, p=0.05 유의 수준으로 검정하였다.
이론/모형
033). 이러한 통계 분석 결과를 토대로 앉은 자세와 누운 자세에서의 stage 별 차이를 보기 위해 sub group analysis 방법을 이용하였다. 그림 6은 앉은 자세에서의 stage 별 유의한 차이를 나타낸 것으로 stage 1을 기준으로 하여 stage 4, 5, 6에서 LF/HF가 유의하게 증가하였다 (p<0.
성능/효과
05). One way repeated measure ANOVA test 결과 자세는 심박 변이도에 영향을 끼치는 변수로서 (p=0.033), 앉은 자세에서는 LF/HF가 stage 1과 비교하여 stage 4, 5, 6에서 유의하게 증가하였지만 (p<0.01) 누운 자세에서는 모든 stage에서 유의하게 증가하였다 (p<0.05). 결과적으로 누운 자세에서 수면 박탈 횟수가 더 많았으며, stage 별 분석에서도 앉은 자세보다 더 많은 stage에서 LEW가 유의하게 증가하였다.
05). 결과적으로 누운 자세에서 수면 박탈 횟수가 더 많았으며, stage 별 분석에서도 앉은 자세보다 더 많은 stage에서 LEW가 유의하게 증가하였다. 이는 누운 자세에서 교감 신경이 더욱 활성화되었음을 뜻한다.
변수로서 자세만을 고려하였다. 또한 paired t-test 결과 누운 자세에서 수면 박탈 횟수가 유의하게 많았다 (p<0.05). One way repeated measure ANOVA test 결과 자세는 심박 변이도에 영향을 끼치는 변수로서 (p=0.
본 연구에서 교차 분석 결과, 수면 박탈은 자세와 유의한 상관관계가 있었고, 따라서 심박 변이도에 영향을 끼치는 변수로서 자세만을 고려하였다. 또한 paired t-test 결과 누운 자세에서 수면 박탈 횟수가 유의하게 많았다 (p<0.
자세가 LF压頂에 미치는 영향에 대하여 알아보기 위하여 one-way repeated measure ANOVA test 통계분석 결과, 자세는 LF/HF에 유의하게 영향을 미치는 것으로 나타났다 (p=0.033). 이러한 통계 분석 결과를 토대로 앉은 자세와 누운 자세에서의 stage 별 차이를 보기 위해 sub group analysis 방법을 이용하였다.
분석 (crosstabs)의 카이제곱 검정을 이용하였다. 통계 분석 결과 수면 박탈과 자세는 p=0.002로 유의한 상관관계가 있었다. 따라서 심박 변이도를 분석함에 있어 수면 박탈은 자세에 영향을 받는 변수로서, 자세만을 변수로 사용하여 심박 변이도에 대한 영향을 관찰하였다.
따라서 심박 변이도를 분석함에 있어 수면 박탈은 자세에 영향을 받는 변수로서, 자세만을 변수로 사용하여 심박 변이도에 대한 영향을 관찰하였다. 표 2에서와 같이 수면 박탈 횟수에 유의한 차이가 있었는데, 누운 자세가 앉은 자세보다 수면 박탈 횟수가 많았다 (p<0.05).
후속연구
본 연구 결과는 자세가 졸음 및 수면 박탈과 심박 변이도에 미치는 영향을 평가하고피험자가 깨어 있어야 하는 연구에서 누운 자세보다는 앉은 자세를 권장함으로써, 추후 심박 변이도를 측정하는 자원자 연구 및 자각 중상과 인지 여부를 조사해야 하는 전자파 자원자 연구에서 피험자 자세를 결정하는데 유용하게 활용될 것이라 사료된다.
또한 본 연구는 stage 1의 측정값을 100%로 하여 다음 stage 측정값을 상대적인 비율로 환산하여 분석하였는데, 이는 각 피험자 개인 및 성별에 따라 다를 수 있는 초기 LF/HF을 상쇄시키는 역할을 하였다. 하지만 심박 변이도에 영향을 줄 수 있는 여자의 생리주기 및 생리에 따른 통증에 대해서는 고려하지 않았는데 추후 연구에서는 고려되어야 할 부분이라 사료된다.
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