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문제 정의
- 이론적으로는 교감신경계의 활동 감소에 따른 혈류량 증가와 혈관 평활근의 자극으로 인한 혈관 확장을 일으킬 수 있으며 골격근 자체의 수축으로 인한 국소 혈류의 증가를 설명할 수 있다. 본 연구에서는 간섭전류자극을 이용하여 전기 자극 하였을 때 나타날 수 있는 혈류량의 변화를 알아보기 위해 간섭전류자극의 자극 변수 중 자극 부위를 교감신경절 자극과 근육 자체의 자극으로 나누어 그에 따른 혈류량의 변화를 측정하였다.
- 본 연구에서는 간섭전류자극이 말초 혈류량에 미치는 영향이 어떠한가를 알아보기 위해 자극 부위를 다르게 하여 건강한 성인 20명을 대상으로 혈류량의 변화를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 본 연구에서는 인체에 전기자극을 가했을 때 나타날 수 있는 혈류 변화를 통해 간섭전류자극이 말초 순환에 미치는 영향을 알아보고, 자극 변수 중 자극 부위에 따른 혈류량의 변화를 나타내어 교감신경을 자극했을 때와 근육을 직접 자극하였을 때 혈류 변화 정도를 비교하여 말초 혈류량 개선을 위한 간섭전류자극 시 효과적인 자극 방법을 알아보고자 한다.
제안 방법
- 2시간 이상 안정을 취한 후 똑같은 순서로 좌측 상완 근육군에 4극 배치방법으로 간섭파 전류 자극하여 혈류량을 측정하였다.
- 간섭전류자극은 간섭전류 자극기(Phyaction 787, Holland)를 사용하여 중간정도(medium dose)의 강도로 편안하고 근수축을 가시적으로 확인할 수 있을 정도로 하였다. 주파수는 100bps의 고정주파수를 사용하여 5초간 rise time, 10초 on time, 5초 fall time, 10초 off time으로 자극하였다.
- 자극 부위는 경추부 성상신경절(stellate ganglion)부위에 헤테로다인 배치법으로 직경 6cm의 원형 흡인전극을 이용하여 4극 배치하였다. 근육 자극은 상지 전완 근육군에 직경 6cm의 흡인전극을 이용하여 4극 배치 방법으로 자극하였다. 자극 시간은 20분으로 하였다.
- 대상자는 손가락 끝에 simple senser를 부착하고 바로 누운자세에서 실시간 혈류량의 변화를 모니터링하여 컴퓨터에 입력한 후 대상자 간의 차이를 없애고 실험군을 비교하기 위하여 자극전의 안정 값을 참고치(reference value)로 활용하여 자극 시와 자극 후의 값을 표준화(normalization)하였다.
- 본 실험의 실험실 환경온도는 24 ± 1℃로 습도는 50 ± 10%를 유지하였다. 실험대상자는 실험실에서 1시간전부터 음식이나 온수, 냉수를 먹지 않게 하고 안정을 취한 후 안정 시 혈액량 측정 후 간섭파 전류로 상지혈액량 변화와 관계있을 것으로 고려한 교감신경절(성상신경절)부위에 헤테로다인(heterodyned) 배치법에 따라 4극 배치방법으로 총 20분간 자극하였고, 18분이 경과되었을 때 혈류량을 측정하였다. 2시간 이상 안정을 취한 후 똑같은 순서로 좌측 상완 근육군에 4극 배치방법으로 간섭파 전류 자극하여 혈류량을 측정하였다.
- 주파수는 100bps의 고정주파수를 사용하여 5초간 rise time, 10초 on time, 5초 fall time, 10초 off time으로 자극하였다. 자극 부위는 경추부 성상신경절(stellate ganglion)부위에 헤테로다인 배치법으로 직경 6cm의 원형 흡인전극을 이용하여 4극 배치하였다. 근육 자극은 상지 전완 근육군에 직경 6cm의 흡인전극을 이용하여 4극 배치 방법으로 자극하였다.
- 주파수는 100bps의 고정주파수를 사용하여 5초간 rise time, 10초 on time, 5초 fall time, 10초 off time으로 자극하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 20대 남·여 20명을 대상으로 혈액량 변화에 영향을 줄 수 있는 병리적 소견이 없고 신체적으로 건강한 자로 하였다.
데이터처리
- 안정 시 혈류량과 자극 시, 자극 후의 말초 혈류량 변화를 알아보기 위해 교감신경 자극 실험군과 근육군 자극 실험군 모두 일원배치 분산분석(one way ANOVA)하여 비교하였다. 두 실험군 간의 차이를 비교하기 위해 말초 혈류 변화량을 계산하여 독립표본 t-검정(independent t-test)하였다. 분석한 결과의 유의성 검증 수준은 .
- 두 실험군 간의 차이를 비교하기 위해 말초 혈류 변화량을 계산하여 독립표본 t-검정(independent t-test)하였다. 분석한 결과의 유의성 검증 수준은 .05로 하였고 통계분석은 SPSS Window for 12.0을 이용하였다.
- 안정 시 혈류량과 자극 시, 자극 후의 말초 혈류량 변화를 알아보기 위해 교감신경 자극 실험군과 근육군 자극 실험군 모두 일원배치 분산분석(one way ANOVA)하여 비교하였다. 두 실험군 간의 차이를 비교하기 위해 말초 혈류 변화량을 계산하여 독립표본 t-검정(independent t-test)하였다.
이론/모형
- 혈류량의 변화와 말초 순환을 측정하는 것은 심혈관계의 혈류와 용적의 역동성이 계속 변화하여 매우 복잡하기 때문에 초음파와 레이저를 이용한 도플러유량계를 사용하여 혈류속도를 측정하는 방법을 사용한다. 그러나 혈류 속도의 증가가 혈류량의 증가를 반영하는지에 따른 논란이 많아 본 연구에서는 혈류에 따라 변화하는 장기나 기타신체 부위의 용적 변화에 따라 혈류량을 측정한 혈량 측정법(plethysmography)을 이용하였다. 혈량 측정법은 비침해적인 측정 방법으로 깨어있거나 잠잘 때 손가락의 혈류량의 변화를 측정할 수 있으며, 직접적으로 근육의 교감신경계 활동을 기록하여 교감신경계의 활성을 직접적으로 평가 할 수 있는 방법이다(Grote et al.
- 혈류량 변화를 측정하기 위한 기구로는 Biopack System MP 150 (Biopac System, Inc., USA)의 Pulse plethysmogram을 사용하였다.
성능/효과
- 교감신경 자극과 근육 자극 시 간섭전류자극 전·후 두 실험군 모두 통계적으로 유의하게 말초 혈류량이 증가하였으며(p<.01), 두 실험군 중 교감신경 자극 시 통계적으로 유의하게 말초 혈류량이 증가하였다(p<.01).
- 교감신경과 근육을 자극하여 혈류량을 측정한 결과 안정 시 값을 참고로 하여 교감신경 자극시 근육군 자극 시 1.12 ± 0.12에서 1.15 ± 0.16으로 1.26 ± 0.16에서 자극 후 1.48 ± 0.19로 증가하였으며증가하였다.
- 본 연구의 결과에서는 근육자극의 경우 교감신경자극에 비해 혈류량이 많이 증가하지 않았고 안정시와 비교하면 자극 시 자극 후 혈류량이 증가 했으나 자극 시와 자극 후의 변화는 큰 차이가 없었다. 교감신경과 비교하였을 때 혈류량 증가가 통계적으로 유의한 차이를 나타내어 간섭전류자극의 혈류량개선은 근육자극보다 교감신경자극에서 더욱 현저한 것으로 나타났다. 즉, 근육 펌프 효과 보다는 교감신경절의 생리적 차단이 더 효과적으로 말초 혈류량을 증가시킨다고 할 수 있으며 이는 간섭전류자극시 혈류량 개선에 교감신경절 자극이 효과적이라고 할 수 있다.
- 교감신경절과 근육군을 자극하였을 때 두 군 간의 말초 혈류량 변화의 차이를 독립표본 t 검정 한 결과 안정 시와 자극 시의 혈류량 변화 Blood flow Ⅰ는 교감신경 자극 시 0.26 ± 0.16mV/V 만큼, 근육군 자극 시 0.12 ± 0.12mV/V만큼 증가하여 교감신경을 자극하였을 때 훨씬 더 증가하였고 이는 통계적으로 매우 유의한 차이가 있었다(p<.01).
- 그 결과 전완의 혈류량이 자극 후 통계적으로 유의하게 증가하였다고 보고하였고, 간섭전류자극이 말초 신경에 대해 교감신경의 혈관 수축 요인을 차단시킬 수 있다고 결론지었다.
- 이와 같은 결과를 일원 배치 분산 분석한 결과, 교감신경 자극과 근육 자극 모두 시간 경과에 따라 말초 혈류량이 통계적으로 매우 유의한 증가를 나타냈다. 또한 말초 혈류 변화량을 계산하여 교감신경 자극과 근육 자극의 두 군 간의 차이 비교에서도 통계적으로 유의한 차이를 나타내어 교감신경 자극이 말초 혈류량 증가에 효과적이라는 사실을 알 수 있었다. 이것은 간섭전류자극이 말초 혈류량에 영향을 미칠 수 있으며 교감신경절의 생리적 차단에 의해 말초혈관의 확장이 일어났음을 설명할 수 있다.
- Cryton 등(1979)은 전기자극에 의한 골격근의 혈관 반응이 반사적으로 조절되는 것이 아니라 국소적으로 조절된다는 사실을 규명하였고 이것은 자극받은 조직의 신진 대사와 평활근 수축 요인의 결과임을 알 수 있다고 보고하였다. 본 연구의 결과에서는 근육자극의 경우 교감신경자극에 비해 혈류량이 많이 증가하지 않았고 안정시와 비교하면 자극 시 자극 후 혈류량이 증가 했으나 자극 시와 자극 후의 변화는 큰 차이가 없었다. 교감신경과 비교하였을 때 혈류량 증가가 통계적으로 유의한 차이를 나타내어 간섭전류자극의 혈류량개선은 근육자극보다 교감신경자극에서 더욱 현저한 것으로 나타났다.
- 이에 본 연구에서는 간섭전류자극의 자극 변수 중 경추의 성상신경절과 근육에 간섭전류자극을 이용하여 자극하고 자극 시와 자극 후의 말초 혈류량을 측정한 결과, 안정시 1.00mV/V에서 자극 시 교감신경자극은 1.26mV/V로 근육 자극은 1.12mV/V로 증가하였고 자극 후 각각 1.48mV/V, 1.15mV/V로 증가하였다.
- 국내의 연구에 따르면 박래준 등(2003)은 간섭전류자극이 교감신경계에 영향을 미쳐 혈류량을 증가시킬 수 있다고 보고하였고, 박장성과 이재형(1999)은 간섭전류자극으로 흉수의 교감신경절을 자극하여 우측 요골 동맥의 혈류 속도를 측정한 결과, 자극 전에 비해 자극 10분 후까지 시간이 경과함에 따라 혈류 속도가 증가하였으나 통계적으로는 유의한 차이를 나타내지 않아 간섭전류자극이 직·간접적으로 교감신경에 영향을 미치지 않았음을 보고하였다. 이와 같은 결과는 본 논문의 결과와 반대되는 결과를 나타내었는데 이는 본 논문에서는 경추의 성상신경절을 자극하였고 박장성과 이재형은 흉수의 교감신경절을 자극하여 자극 부위에 따라 혈류량의 변화에 차이가 있음을 시사할 수 있다.
- 이와 같은 결과들을 비교해볼 때 간섭전류자극은 교감신경계의 활성에 영향을 미치고 말초 혈류량의 증가를 일으킬 수 있으며 자극 부위에 따라 교감신경계의 활성에 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 간섭전류 자극 부위의 차이에 따라 혈류량 변화가 있다고 판단된다.
- 15mV/V로 증가하였다. 이와 같은 결과를 일원 배치 분산 분석한 결과, 교감신경 자극과 근육 자극 모두 시간 경과에 따라 말초 혈류량이 통계적으로 매우 유의한 증가를 나타냈다. 또한 말초 혈류 변화량을 계산하여 교감신경 자극과 근육 자극의 두 군 간의 차이 비교에서도 통계적으로 유의한 차이를 나타내어 교감신경 자극이 말초 혈류량 증가에 효과적이라는 사실을 알 수 있었다.
- 일원배치 분산분석 하였을 때 두 군 모두 안정 시, 자극 시, 자극 후 말초 혈류량이 통계적으로 매우 유의한 증가를 나타냈다(p< .01).
- 자극 시와 자극 후의 혈류량 변화 Blood flow Ⅱ는 교감신경 자극 시 0.22 ± 0.15mV/V였고 근육군 자극 시 0.04 ± 1.20mV/V로 교감신경 자극시 상대적으로 더 높은 증가를 나타냈다.
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