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문제 정의
- 印堂穴은 외국의 여러 연구에서 EEG의 이중분광계수(bispectral index)와 스트레스 지수를 감소시킨다고 보고20-23)되어 있으나 국내 연구는 찾을 수 없었다. 이에 본 연구는 印堂穴 또는 비경혈에 시행한 침 자극이 정신적 스트레스로 인한 자율신경계의 변화에 미치는 영향에 대하여 HRV를 통해 파악하고자 하였다.
- 이에 본 연구에서는 건강한 성인 남녀 38명을 대상으로 정신적 스트레스가 자율신경계에 미치는 영향과 이에 대해 印堂穴 자침이 자율신경계 조절에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보고자 하였다.
제안 방법
- HRV는 시간영역과 주파수영역의 두 가지 방법으로 측정하였다. 시간영역 분석(time domain analysis)을 통하여 평균 심박수(mean heart rate, 이하 mean HR)를 구하고, 주파수영역 분석(frequency domain analysis)을 통하여 저주파 전력(low frequency power, 이하 LF), 고주파 전력(high frequency power, 이하 HF)을 구했다.
- 먼저 10분간 앙와위에서 안정 후 5분간 첫 번째 심박변이도를 측정하였다. 이후 10분간 정신적 스트레스를 가한 후 다시 5분간 두 번째 심박변이도를 측정하였다.
- HRV는 시간영역과 주파수영역의 두 가지 방법으로 측정하였다. 시간영역 분석(time domain analysis)을 통하여 평균 심박수(mean heart rate, 이하 mean HR)를 구하고, 주파수영역 분석(frequency domain analysis)을 통하여 저주파 전력(low frequency power, 이하 LF), 고주파 전력(high frequency power, 이하 HF)을 구했다. 이를 이용하여 정규화 된 LF(nomalized LF, 이하 LF norm), 정규화 된 HF(nomalized HF, 이하 HF norm) 및 LF와 HF의 크기 비(LF/HF ratio, 이하 LF/HF)를 산출하여 분석하였다.
- 시술자 외에 배정자가 각 1번과 2번 19장씩의 번호표를 만들었으며 이를 피험자가 추첨하는 배정방식을 이용하여 각각 19명씩 실험군과 대조군으로 무작위 배분하였다. 맹검 유지를 위하여, 시술자는 대상자에게 스트레스로 인한 자율신경장애에 관한 서로 다른 침시술을 비교하기 위한 연구라 설명하고 실험기간 동안에는 침의 종류에 대한 구체적인 언급을 하지 않았다.
- 대조군은 좌측 눈썹 끝에서 외측으로 2 cm 떨어진 곳에 자침하였다. 시술자는 임상 4년차의 침구과 전공의로 침치료에 사용된 침은 지름 0.25 mm, 길이 40 mm인 stainless steel 호침(동방침구제작소, 한국)을 사용하였으며, 심도는 5 mm 내외로 시행하여 국소에 張感이 있도록 자극을 준 후 15분간 유침하였다.
- 심박변이도는 일중 변동을 보이므로, 이 영향을 통제하기 위해 측정은 오전 9시에서 12시 사이에 실시하였다. 외부환경의 영향을 배제하기 위해 조명이 적당하며 조용한 실내에서 시행하였으며 피검자가 앙와 위로 10분간 안정하여 환경에 적응한 뒤 좌우 손목 부위와 좌측 발목 부위에 각각 전극을 부착하고 5분간 측정하였다.
- 안전성에 대한 평가는 각각의 치료 직후 침과 관련한 감염증을 비롯하여 경미한 출혈, 혈종, 피로, 발한, 심한 구역, 현기, 두통 등이 발생하였는지 여부를 확인하여 평가하였다.
- 연구에 동의한 38명의 건강한 성인 대상자를 무작위로 실험군 19명과 대조군 19명으로 배정하였으며 각각 10분간의 안정 후, 10분간 스트레스 후, 印堂穴 또는 비경혈 자침 후, 총 3차례 HRV를 시행하여 분석하였다. 스트레스 전후 대조군에서는 mean HR, LF, HF, LF norm 측정값이 각각 증가하였고 LF norm값은 유의한 차이를 보였다.
- 심박변이도는 일중 변동을 보이므로, 이 영향을 통제하기 위해 측정은 오전 9시에서 12시 사이에 실시하였다. 외부환경의 영향을 배제하기 위해 조명이 적당하며 조용한 실내에서 시행하였으며 피검자가 앙와 위로 10분간 안정하여 환경에 적응한 뒤 좌우 손목 부위와 좌측 발목 부위에 각각 전극을 부착하고 5분간 측정하였다. 측정하는 동안 앉아서 편한 자세를 취하고 폐안과 심호흡을 하지 않도록 한 후 연구자가 직접 측정하였다.
- 시간영역 분석(time domain analysis)을 통하여 평균 심박수(mean heart rate, 이하 mean HR)를 구하고, 주파수영역 분석(frequency domain analysis)을 통하여 저주파 전력(low frequency power, 이하 LF), 고주파 전력(high frequency power, 이하 HF)을 구했다. 이를 이용하여 정규화 된 LF(nomalized LF, 이하 LF norm), 정규화 된 HF(nomalized HF, 이하 HF norm) 및 LF와 HF의 크기 비(LF/HF ratio, 이하 LF/HF)를 산출하여 분석하였다.
- 한의학에서는 스트레스 인자를 內因, 外因, 不內外因으로 구분하고 있다. 이중 內因은 사람의 감정에 해당하는 喜ㆍ怒ㆍ憂ㆍ思ㆍ悲ㆍ恐ㆍ驚의 七情으로 보았다. ≪黃帝內經ㆍ素問ㆍ擧痛論≫에서는 “百病은 氣에서 生한다”라 하였고, “怒하면 氣가 上昇하고, 喜하면 氣가 弛緩되고, 悲하면 氣가 消耗되고, 恐하면 氣가 陷下하고, 驚하면 氣가 搖亂하고, 憂하면 氣가 損耗되고, 思하면 氣가 鬱結된다27)”고 하여 七情이 病을 發生시킬 수 있음을 설명하고 있다.
- 먼저 10분간 앙와위에서 안정 후 5분간 첫 번째 심박변이도를 측정하였다. 이후 10분간 정신적 스트레스를 가한 후 다시 5분간 두 번째 심박변이도를 측정하였다. 이후 실험군은 印堂穴에, 대조군은 비경혈에 자침 후 앙와위 상태로 15분간 유침하고 세 번째 심박변이도를 측정하였다(Table 1)
- 이후 10분간 정신적 스트레스를 가한 후 다시 5분간 두 번째 심박변이도를 측정하였다. 이후 실험군은 印堂穴에, 대조군은 비경혈에 자침 후 앙와위 상태로 15분간 유침하고 세 번째 심박변이도를 측정하였다(Table 1)
- 외부환경의 영향을 배제하기 위해 조명이 적당하며 조용한 실내에서 시행하였으며 피검자가 앙와 위로 10분간 안정하여 환경에 적응한 뒤 좌우 손목 부위와 좌측 발목 부위에 각각 전극을 부착하고 5분간 측정하였다. 측정하는 동안 앉아서 편한 자세를 취하고 폐안과 심호흡을 하지 않도록 한 후 연구자가 직접 측정하였다. 측정에는 심박변이 측정용 맥파계인 SA-2000E(Medicore Co Ltd.
대상 데이터
- 2012년 5월 8일부터 2012년 6월 22일까지 연구자 주도 임상시험을 시행하였다.
- 실험군은 印堂穴(EX-HN3)을 선택하였고, 양 미간 사이 중앙부로 취혈하였다. 대조군은 좌측 눈썹 끝에서 외측으로 2 cm 떨어진 곳에 자침하였다.
- 자발적으로 임상시험에 참여하고 아래의 연구대상 조건을 만족하며, 본 연구의 목적과 내용, 절차에 대하여 연구자에게 상세한 설명을 후 서면 동의서를 작성한 25～33세의 건강한 성인 남녀 38명(남자 23명, 여자 15명)이 모집되었다. 연구 과정 중 탈락기준에 의해 탈락한 피험자는 없었다.
- 연구 과정 중 탈락기준에 의해 탈락한 피험자는 없었다. 정상군은 Nam et al24)의 자료를 참고하였다.
- 측정하는 동안 앉아서 편한 자세를 취하고 폐안과 심호흡을 하지 않도록 한 후 연구자가 직접 측정하였다. 측정에는 심박변이 측정용 맥파계인 SA-2000E(Medicore Co Ltd. Korea)를 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험 결과는 평균 ± 표준편차로 표시하였으며, 소수점 아래 셋째 자리에서 반올림하였다.
- 실험군과 대조군 간의 Mann-Whitney U-test 분석결과 印堂穴 또는 비경혈 자침 후 LF, LF norm, HF norm, LF/HF값이 유의한 차이가 나타냈고, 정신적 스트레스 자극 후의 HRV 변수값을 통제한 상태에서 공변량 분석(ANCOVA) 결과에서도 LF, LF norm, HF norm, LF/HF값의 변화가 통계적으로 유의(Fig. 2, 4～6)하였다. LF영역의 감소와 HF norm값의 증가는 교감신경계의 활성도는 감소한 반면 부교감신경계의 활성도가 증가함을 알 수 있다.
- 모든 실험 결과는 평균 ± 표준편차로 표시하였으며, 소수점 아래 셋째 자리에서 반올림하였다. 실험군과 대조군에서 정신적 스트레스 전후와 印堂穴 또는 비경혈 자침 후에 나타난 심박변이도의 변화를 보기 위하여 Wilcoxon signed rank test를 시행하였으며 실험군과 대조군 집단 간 비교를 위하여 Mann-Whitney U-test를 시행하였다. 집단 간 비교 시 baseline의 차이로 인한 결과의 차이를 배재하기 위해 공변량 분석(ANCOVA : analysis of covariance)을 시행하였으며 공변량 분석 시 각 변수는 로그 변환하여 사용하였다.
- 실험군과 대조군에서 정신적 스트레스 전후와 印堂穴 또는 비경혈 자침 후에 나타난 심박변이도의 변화를 보기 위하여 Wilcoxon signed rank test를 시행하였으며 실험군과 대조군 집단 간 비교를 위하여 Mann-Whitney U-test를 시행하였다. 집단 간 비교 시 baseline의 차이로 인한 결과의 차이를 배재하기 위해 공변량 분석(ANCOVA : analysis of covariance)을 시행하였으며 공변량 분석 시 각 변수는 로그 변환하여 사용하였다. 통계 분석은 SPSS Windows 17.
성능/효과
- 1. 대조군에서 스트레스를 가한 후 LF norm값이 유의하게 상승하였고 HF norm 값이 유의하게 감소하였으며, 실험군에서는 스트레스를 가한 후 LF, LF norm, LF/HF값이 유의 하게 상승하였고 HF, HF norm값이 유의하게 감소하여 스트레스로 인한 교감신경계 항진과 부교감 신경계 저하를 보여주었다.
- 2. 비경혈 자침 전후 모든 항목에서 유의한 차이가 없었으나 印堂穴 자침 후에는 LF, LF norm, LF/HF값이 유의하게 상승하였고 HF norm값이 유의하게 감소하여 스트레스로 유발된 교감신경 항진에 억제 효과와 억제된 부교감신경에 항진 효과가 있음을 보여주었다.
- 3. 실험군과 대조군 간의 심박변이도 변수값 비교 결과 LF, HF, LF norm, HF norm, LF/HF 값이 유의한 차이를 나타내었다.
- 실험군과 대조군의 스트레스 전후 HF norm 측정값은 각각 통계적으로 유의미하게 감소하였으며 印堂穴 자침 후에는 유의미한 증가를 보였다. 印堂穴 혹은 비경혈 자침 후 두 군간 HF norm은 유의한 차이가 보였으며 스트레스 자극 후의 변수를 통제한 상태에서 공변량 분석결과도 유의하였다. 그 외의 군간 비교는 변화가 없었다(Fig.
- LF영역의 감소와 HF norm값의 증가는 교감신경계의 활성도는 감소한 반면 부교감신경계의 활성도가 증가함을 알 수 있다. 교감신경과 부교감신경의 상대적 균형을 나타내는 LF/HF 값의 감소는 자율신경계 불균형 상태에서 비경혈 자침보다 印堂穴 자침이 효과적임을 보여준다.
- 대조군에서 비경혈 자침 전과 후의 HRV를 비교하였을 때 LF, HF, HF norm값은 각각 증가하였고 mean HR, LF norm, LF/HF의 값은 각각 감소하였으나 모든 측정값에서 유의한 차이는 보이지 않았다. 실험군에서 印堂穴 자침 전후 HF, HF norm값이 각각 증가하였고 그 중 HF norm이 통계적으로 유의하였으며 Mean HR, LF, LF norm, LF/HF값이 각각 감소하였고 그 중 LF, LF norm, LF/HF의 값이 유의한 차이를 보였다(Fig.
- 스트레스 전후 LF norm 측정값은 실험군과 대조군 모두에서 통계적으로 유의한 증가가 있었으며, 印堂穴 자침 후에는 유의하게 감소하였다. 두 군 간 3차 측정값은 유의미한 차이가 있었고 스트레스 자극 후의 변수를 통제한 상태에서 공변량 분석결과도 유의미한 차이를 보였다. 그 외의 군간 비교는 변화가 없었다(Fig.
- 스트레스 자극 전후 HF값은 실험군에서 유의하게 감소한 반면 대조군은 증가하였지만 유의하지는 않았고 정신적 스트레스 자극 전의 변수를 통제한 상태에서 공변량 분석(ANCOVA) 결과 두 군 간 유의한 차이가 나타났다. 그 외의 군간 비교는 변화가 없었다(Fig.
- 스트레스 전후 LF norm 측정값은 실험군과 대조군 모두에서 통계적으로 유의한 증가가 있었으며, 印堂穴 자침 후에는 유의하게 감소하였다. 두 군 간 3차 측정값은 유의미한 차이가 있었고 스트레스 자극 후의 변수를 통제한 상태에서 공변량 분석결과도 유의미한 차이를 보였다.
- 스트레스 전후 LF/HF 측정값은 실험군에서는 유의하게 증가한 반면 대조군에서는 통계적으로 유의미하진 않지만 감소하였다. 印堂穴 또는 비경혈 자침 전후 LF/HF값은 각각 감소하였으나 실험군에서만 통계적으로 유의한 변화를 보였다.
- 연구에 동의한 38명의 건강한 성인 대상자를 무작위로 실험군 19명과 대조군 19명으로 배정하였으며 각각 10분간의 안정 후, 10분간 스트레스 후, 印堂穴 또는 비경혈 자침 후, 총 3차례 HRV를 시행하여 분석하였다. 스트레스 전후 대조군에서는 mean HR, LF, HF, LF norm 측정값이 각각 증가하였고 LF norm값은 유의한 차이를 보였다. HF norm, LF/HF값은 감소하였으며 HF norm은 유의한 차이를 보였다.
- 스트레스 전후 실험군의 LF 측정값만이 유의한 차이를 보였고, 비경혈 자침 후 LF 측정값은 증가하였으나 印堂穴 자침 후에는 통계적으로 유의하게 감소하였으며, 두 군 간 유의한 차이를 보였다. 실험군과 대조군 간 공변량 분석(ANCOVA) 결과, 정신적 스트레스 자극 후 LF값을 통제한 상태에서 유의한 차이를 보였다.
- 스트레스 전후 실험군의 LF 측정값만이 유의한 차이를 보였고, 비경혈 자침 후 LF 측정값은 증가하였으나 印堂穴 자침 후에는 통계적으로 유의하게 감소하였으며, 두 군 간 유의한 차이를 보였다. 실험군과 대조군 간 공변량 분석(ANCOVA) 결과, 정신적 스트레스 자극 후 LF값을 통제한 상태에서 유의한 차이를 보였다. 그 외의 군간 비교는 변화가 없었다(Fig.
- 印堂穴 또는 비경혈 자침 전후 LF/HF값은 각각 감소하였으나 실험군에서만 통계적으로 유의한 변화를 보였다. 실험군과 대조군 간 공변량 분석결과, 스트레스 자극 후의 변수를 통제한 상태에서 印堂穴 혹은 비경혈 자침 후 두 군간 LF/HF값이 유의한 차이를 보였으며 그 외의 군간 비교는 변화가 없었다(Fig. 6).
- 실험군과 대조군의 스트레스 전후 HF norm 측정값은 각각 통계적으로 유의미하게 감소하였으며 印堂穴 자침 후에는 유의미한 증가를 보였다. 印堂穴 혹은 비경혈 자침 후 두 군간 HF norm은 유의한 차이가 보였으며 스트레스 자극 후의 변수를 통제한 상태에서 공변량 분석결과도 유의하였다.
- 실험군과 대조군의 스트레스 전후 Mean HR 측정값은 모두 증가하였으며 印堂穴 또는 비경혈 자침 전후 mean HR은 모두 감소하였으나 유의미한 차이는 없었다. 두 군 간 차이는 없었다(Fig.
- 대조군에서 비경혈 자침 전과 후의 HRV를 비교하였을 때 LF, HF, HF norm값은 각각 증가하였고 mean HR, LF norm, LF/HF의 값은 각각 감소하였으나 모든 측정값에서 유의한 차이는 보이지 않았다. 실험군에서 印堂穴 자침 전후 HF, HF norm값이 각각 증가하였고 그 중 HF norm이 통계적으로 유의하였으며 Mean HR, LF, LF norm, LF/HF값이 각각 감소하였고 그 중 LF, LF norm, LF/HF의 값이 유의한 차이를 보였다(Fig. 1～6). 이는 印堂穴 자침이 스트레스로 유발된 교감신경 항진에 억제 효과와 억제된 부교감신경에 항진 효과가 있음을 보여준다.
- HF norm, LF/HF값은 감소하였으며 HF norm은 유의한 차이를 보였다. 실험군에서는 스트레스 후 Mean HR, LF, LF norm, LF/HF값은 증가하였고 HF, HF norm값은 감소하였으며 이중 LF, HF, LF norm, HF norm, LF/HF값이 통계적으로 유의하였다(Fig. 1～6). 이는 본 연구에서 시행한 정신적 스트레스 자극이 교감신경계 항진과 부교감신경계 저하라는 효과적인 스트레스 요인으로 작용했음을 보여준다.
- 위의 결과를 토대로 印堂穴 침 자극이 정신적 스트레스에 의한 자율신경계 불균형 상태를 조절할 수 있다고 판단된다. 그러나 향후 더 많은 피험자를 대상으로 침 효과의 지속시간 및 자율신경조절 기전을 검증하기 위한 진전된 연구가 필요하다.
- 이번 연구를 통해 印堂穴 자침을 이용하여 자율신경계의 항상성을 조절하는 것이 가능하다는 것을 보여주었다. 그러나 본 연구는 실험 대상자의 수가 적고 측정 시간이 제한되어 있어 그 효과의 지속시간에 대해서는 미흡한 점이 있다.
후속연구
- 위의 결과를 토대로 印堂穴 침 자극이 정신적 스트레스에 의한 자율신경계 불균형 상태를 조절할 수 있다고 판단된다. 그러나 향후 더 많은 피험자를 대상으로 침 효과의 지속시간 및 자율신경조절 기전을 검증하기 위한 진전된 연구가 필요하다.
- 그러나 본 연구는 실험 대상자의 수가 적고 측정 시간이 제한되어 있어 그 효과의 지속시간에 대해서는 미흡한 점이 있다. 향후 이를 보안하여 印堂穴의 자율신경조절 기전 및 그 지속 효과에 대한 진전된 연구가 필요하다.
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