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문제 정의
- 첫째, 분석 파라미터가 맥 파형과 박동수에 국한되지 않고 맥의 면적과 체적 개념까지 포함할 것, 둘째, 맥파를 측정할 때 외부에서 가해지는 가압력(applied pressure)을 정확하게 측정할 것, 셋째, 1점에서의 2차원 맥파형이 아니라 취맥(取脈)시 사람의 손가락 면적과 같이 여러 측정점에서 맥파형을 획득하여 3차원 맥상을 구현할 것 등이다6). 본 연구에서는 전술된 요구조건을 모두 충족하도록 설계 제작된 3차원 맥 영상 분석기(DMP-3000, 대요메디(주), KOREA)를 사용하여 한의 맥진에서 필요로 하는 주요 기술요소인 취맥압(가압)의 변화에 따른 맥의 변화를 확인함으로써 가압에 의한 맥 특성을 확보하고자 하였다.
- 대상 질환은 고혈압으로 선정하여, 고혈압 환자의 맥파 및 맥상 정보로부터 정상인과 고혈압환자를 구별할 수 있는 요소를 확인함으로써 한의학적 병증 분류의 객관적 지표를 확보하고, 더 나아가 고혈압과 관련 있는 것으로 보고되고8-14) 있는 현맥(弦脈)의 맥상 구성요소를 살펴보고자 한다.
- . 혈압의 상승은 맥관의 긴장과 유관할 것으로 사료되어, 맥의 긴장을 표현하는 현맥(弦脈)의 객관적 특성을 고혈압 맥상을 통해 규명하고자 하였다.
가설 설정
- 본 연구에서는 혈압의 상승과 맥관의 긴장이 유관할 것으로 가정하고 이를 한의 맥진의 현맥(弦脈)과 관련지어 고혈압 환자의 현맥(弦脈)을 객관화하고자 하였으나, 혈압강하제를 복용하고 있는 환자의 혈압은 이미 조정되어 있는 상태로 인위적인 혈압강하로 인해 발생하는 맥관의 변화를 고려해야만 하였다.
제안 방법
- 맥파 데이터의 수집은 경희대학교 동서신의학병원에서 대요메디(주)의 3차원 맥 영상 분석기(DMP-3000)를 이용하여 해당 병원의 IRB 심의를 거친 후 실시하였다. 맥 데이터 수집은 모두 오전시간에 실시되었으며, 대부분 아침식사를 하지 않은 동일한 상태에서 앉은 자세로 좌우 관맥(關脈)에서 데이터를 획득하였다.
- DMP-3000은 로봇시스템을 통해 5단계로 측정부위에 압력을 인가하는 물리적인 동작에 의해 측정부위의 피부와 혈관의 특성 일부를 반영할 수 있다. 즉, 로봇의 이동거리 대비 반응 압력값의 변화율을 통해 물리적인 탄성 특성값을 유추할 수 있는데, 이 값을 탄성계수(elasticity coefficient; ec)로 설정하였다.
- 수집된 맥 데이터는 DMP-3000의 자동분석 프로그램을 통해 엑셀파일로 저장된다. 이때 각 측정단계별로 시간축에서 구분되는 맥파측정요소, 주파수분석값, 맥상정보 등을 추출한다. 시간축에서 추출된 맥파의 주요 분석요소는 Fig.
- 시간축과 관련된 측정 파라미터는 박동수에 의한 영향을 최소화하기 위해 박동주기로 나누어 일반화(normalization) 시키는 방식을 선택하였다. 따라서 RAI/t, t1/t, t2/t, t3/t, t4/t, t5/t, w/t의 파라미터를 사용하였다.
- 현맥(弦脈)은 취맥시 가해지는 압력과 유관할 것으로 추정되므로, 본 연구에서는 가압에 따라 변화하는 맥파요소들을 주요 분석요소로 하였다. 측정된 맥파요소가 가압력에 따라 변화하는지를 확인하기 위해 1차적으로 정상인군을 대상으로 가압력과 각 측정파라미터간의 상관분석을 실시하였다.
- 현맥(弦脈)은 취맥시 가해지는 압력과 유관할 것으로 추정되므로, 본 연구에서는 가압에 따라 변화하는 맥파요소들을 주요 분석요소로 하였다. 측정된 맥파요소가 가압력에 따라 변화하는지를 확인하기 위해 1차적으로 정상인군을 대상으로 가압력과 각 측정파라미터간의 상관분석을 실시하였다. RAI/t와 같은 파라미터는 이미 혈관의 노화와 관련이 있는 것으로 알려져 있기 때문에 이러한 파라미터에서 가압에 따른 변화요소만을 확인하기 위해서는 노화요소를 제거해야 하므로, 수집된 데이터를 다시 연령대별로 구분하였다.
- 측정된 맥파요소가 가압력에 따라 변화하는지를 확인하기 위해 1차적으로 정상인군을 대상으로 가압력과 각 측정파라미터간의 상관분석을 실시하였다. RAI/t와 같은 파라미터는 이미 혈관의 노화와 관련이 있는 것으로 알려져 있기 때문에 이러한 파라미터에서 가압에 따른 변화요소만을 확인하기 위해서는 노화요소를 제거해야 하므로, 수집된 데이터를 다시 연령대별로 구분하였다.
- 고혈압에 따른 맥파요소의 분석을 위하여, 연령대별로 구분된 측정 파라미터를 고혈압군과 정상군간의 비교분석을 실시하였다. 연령대별 분석과 5단계 가압에 따른 분석은 ANOVA(일원분산분석)를 실시하였고, 각 연령대에서 정상군과 고혈압군간의 비교는 2-sample t-test를 수행하였으며 모든 유의 검정 수준은 5%로 하였다.
- 가압에 따라 변화하는 분석요소만을 대상으로 대표맥파 측정자료를 연령대별로 구분하여 각 연령대별 변화 특성을 확인하였다.
- 정상군과 고혈압군의 비교에서 유의한 차이를 보인 RAI/t, w/t, t2/t 그리고 탄성계수(ec)의 가압단계에 따른 변화를 분석하였다. 정상군은 모든 연령대에서 외부에서 가해지는 가압력에 대해 RAI/t, w/t, t2/t, ec 모두 경향성을 나타내며 유의하게 변화하였으나, 고혈압군에서는 모든 연령대에서 4가지 분석요소 모두 가압단계에 따른 유의한 경향성을 보이지 않았다.
- 한의 맥진을 위한 측정기기의 요구조건을 만족하는 3차원 로봇 맥 영상 분석기(DMP-3000)를 이용하여 정상군과 고혈압군의 5단계 가압에 따라 측정된 맥을 분석하였다.
- 본 연구에서는 가압을 정밀하게 제어할 수 있는 DMP-3000을 이용함으로써 가압에 따른 맥의 변화를 확인할 수 있었다.
- 현맥(弦脈)은 취맥시 가해지는 압력과 유관할 것으로 사료되어, 가압과 측정요소들과의 상관성 분석을 통하여, 가압에 따라 변화하는 요소들을 본 연구의 주요 분석요소로 하였다.
대상 데이터
- 측정대상은, 여성의 경우 다른 생리적인 특성이 반영될 수 있어 제외하고, 30～59세로 제한된 연령대의 남성으로 하였다. 고혈 압군의 경우 고혈압으로 판정받고 혈압강하제를 복용중인 자로 하였다.
데이터처리
- 통계 분석은 MiniTab 15(MINITAB Corp., Pennsylvania, USA)를 이용하였으며, 기술통계량의 표기는 평균±표준편차의 방식을 사용하였다.
- 고혈압에 따른 맥파요소의 분석을 위하여, 연령대별로 구분된 측정 파라미터를 고혈압군과 정상군간의 비교분석을 실시하였다. 연령대별 분석과 5단계 가압에 따른 분석은 ANOVA(일원분산분석)를 실시하였고, 각 연령대에서 정상군과 고혈압군간의 비교는 2-sample t-test를 수행하였으며 모든 유의 검정 수준은 5%로 하였다.
성능/효과
- 정상군과 고혈압군의 주요 맥파요소를 비교한 결과, RAI/t, w/t, t2/t 값이 30대에서만 두 군간 유의한 차이를 나타내었고, 탄성계수는 40대에서만 정상군과 고혈압군간 유의한 차이를 나타내었다(Table 5).
- 정상군과 고혈압군의 비교에서 유의한 차이를 보인 RAI/t, w/t, t2/t 그리고 탄성계수(ec)의 가압단계에 따른 변화를 분석하였다. 정상군은 모든 연령대에서 외부에서 가해지는 가압력에 대해 RAI/t, w/t, t2/t, ec 모두 경향성을 나타내며 유의하게 변화하였으나, 고혈압군에서는 모든 연령대에서 4가지 분석요소 모두 가압단계에 따른 유의한 경향성을 보이지 않았다.(Table 6-8).
- 연령별 가압단계에 따른 RAI/t, w/t, t2/t, ec의 평균값을 선형그래프로 나타내었다. 정상군에서는 모든 연령대에서 RAI/t, w/t 그리고 t2/t 평균값이 가압력의 증가에 따라 감소하는 패턴을 보였으나, 고혈압군에서는 가압력에 대해 전반적으로는 감소하는 경향을 보였지만 단계별로 변화양상이 불규칙하게 나타났다(Fig. 3-5).
- 가압로봇을 통해 얻은 가압단계별 탄성계수는 정상군의 모든 연령대에서 가압 3단계까지는 탄성계수가 계속 증가하다가 이후 감소하는 경향을 나타내었다. 이를 선형그래프로 그린 결과, Fig.
- 가압과 측정요소들과의 상관성을 분석한 결과 RAI/t, w/t, t1/t, t2/t, t4/t가 가압이 증가함에 따라 감소하였다(Table 2).
- 이들 요소들의 연령대별 변화를 분석한 결과 정상인에서 RAI/t와 w/t가 연령의 증가에 따라 유의하게 증가하였다(Table 3).
- 본 연구에서도 정상군의 RAI/t와 w/t가 가압의 증가에 따라 감소하고 연령의 증가에 따라 증가하여, 기존의 보고에 부합하는 결과를 나타내었다.
- . 본 연구에서 정상군의 RAI/t와 w/t는 노화에 따라 증대되는 것을 확인할 수 있었다. 위의 두 요소가 현맥을 이루는 절대적 요소라고 가정한다면, 현맥은 노화를 나타내는 맥상이라는 주장이 나올 수도 있다.
- 고혈압군에서는 RAI/t, w/t 모두 연령에 따른 차이를 나타내지 않았다(Table 4). 즉, 고혈압 환자의 실제 말초의 저항이나 동맥 압력의 증대정도 및 혈관내 압력값은 30대와 40대 50대가 거의 동일한 수준을 보이고 있음을 알 수 있었다.
- 본 연구에 참여한 고혈압 환자는 모두 혈압강하제를 복용하고 있었으며, 정상군과 고혈압군의 측정혈압에는 차이가 없었다. 따라서, 본 연구에서의 정상군과 고혈압군의 차이는 혈압에 의한 차이라기보다는 과거의 고혈압 병력과 현재의 혈압강하제 복용의 복합적 요인에 의한 차이라고 할 수 있다.
- 본 연구에 참여한 고혈압 환자는 모두 혈압강하제를 복용하고 있었으며, 정상군과 고혈압군의 측정혈압에는 차이가 없었다. 따라서, 본 연구에서의 정상군과 고혈압군의 차이는 혈압에 의한 차이라기보다는 과거의 고혈압 병력과 현재의 혈압강하제 복용의 복합적 요인에 의한 차이라고 할 수 있다. 고혈압군에서의 RAI/t와 w/t의 연령별 분석 결과는, 혈압강하제가 연령의 증가에 따른 생리적 혈관저항 증가를 억제한 것으로 해석된다.
- 정상군과 고혈압군의 RAI/t와 w/t를 비교해 보면 40대와 50대에서는 유의한 차이가 없었으나 30대 고혈압환자에서는 RAI/t와 w/t가 정상군에 비하여 유의하게 높았다 (Table 5). 특히 30대 고혈압환자의 RAI/t와 w/t는 40대와 50대에 비하여 오히려 더 높게 나타나고 있었다.
- 탄성계수는 연령과의 관련성은 낮았으며, 가압에 따른 변화는 외부압력이 증가함에 따라 탄성계수가 증가하다가 이후 감소하는 경향을 보였다. 고혈압군에서는 마찬가지로 이러한 특성이 깨져 있었다.
- 이상에서 혈관긴장도, 혈관저항, 조직탄성, 외부의 가압, 혈관내 압력 등을 고려하여 추출한 몇 가지 요소들을 연령과 가압력에 따라 분석한 결과, 혈압강하제를 복용하고 있는 고혈압환자의 맥은 연령이 낮을수록 이들 요소와의 관련성이 높았으며 연령이 높아질수록 이들 요소와의 관련성이 낮아지는 것을 알 수 있었다.
- 본 연구의 결과에 따르면, 30대에서는 RAI/t, w/t, t2/t를 이용하여 정상인과 고혈 압환자의 맥을 구분할 수 있고, 40대에서는 탄성계수를 이용하여 정상인과 고혈압환자의 맥을 구분할 수 있다. 50대에서는 정상인의 맥과 고혈압환자의 맥을 구별할 수 있는 요소를 찾아내지 못하였다.
- 1. 정상군에서는 RAI/t, w/t, t2/t가 가압의 증가에 따라 감소하고 연령의 증가에 따라 증가하였으나, 고혈압군에서는 이러한경향이 나타나지 않았다.
- 2. 30대에서는 정상군에 비하여 고혈압군에서 RAI/t, w/t, t2/t가 유의하게 높았으며, 40대에서는 정상군에 비하여 고혈압 군에서 탄성계수가 유의하게 높았다.
후속연구
- 이러한 방법에서는 그 측정부위가 한의 맥진 부위의 관(關)부위와 동일하지만, 실질적으로 맥진과 연계되기는 어려운 기술적인 부분이 있어, 한의 맥진기술이 아닌 심혈관계 진단용 맥파분석기술로 분류된다. 그러나 이러한 심혈관계 진단용 맥파분석기술과 한의 맥진기술이 결합된다면 전통 의학적 개념의 진단과 현대적 질환 진단에 대해 동시 접근이 가능할 수 있어 새로운 융합형 의료기술로 발전할 수 있을 것으로 기대된다.
- 그러나 노화에 의해 맥이 현(弦)해진다는 근거는 아직 없다. 그러므로 현재까지의 연구결과로 볼 때 RAI/t와 w/t는 현맥보다는 오히려 노화와 관련성이 높다고 할 수 있으며, 현맥을 구성하는 요소는 RAI/t와 w/t 등, 혈관의 노화 및 저항상태를 나타내는 요소 이외에 또 다른 분석요소를 필요로 할 것이다.
- 본 연구 결과, RAI/t, w/t, t2/t, 탄성계수 등은 고혈압과 유관한 요소로 보이나, 연령및 혈압강하제 복용 여부가 변수로 작용하므로, 향후 혈압강하제 종류에 따른 맥파 및 맥상의 특성 분석과, 혈압강하제를 복용하지 않는 고혈압환자를 대상으로 한 연령별 주요요소의 분석 연구가 요구된다.
- 또한 혈관긴장도를 나타내는 맥파요소들을 현맥(弦脈)의 요소로 규정한다면 30대의 고혈압 환자는 현맥의 특성을 반영하나 고령의 고혈압환자는 현맥의 특성을 반영하지 않는다. 고혈압환자의 혈관긴장도를 나타내는 맥파요소들을 현맥(弦脈)의 요소로 규정하거나, 고혈압 환자에서 현맥(弦脈)을 구성하는 맥파요소들을 찾기 위해서도, 혈압강하제를 복용하지 않는 고혈압환자군을 대상으로 한 추가 연구가 필요하다.
- 고혈압환자 분석 대상수가 작아 특성반영이 온전하다고 판단하기 어려운 부분도 있어, 향후 더 많은 피험자를 대상으로 데이터를 비교분석할 필요가 있다.
- 3. 고혈압환자의 혈관긴장도를 나타내는 맥파요소들을 현맥(弦脈)의 요소로 규정하기 위해서는 혈압강하제를 복용하지 않는 고혈압환자군을 대상으로 한 추가 연구가 필요하다.
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