[논문]미주신경 자극을 위한 새로운 방법 : 비침습적 TENS 적용에 대한 미주신경 자극의 치료적 효과

권해연; 문현주

doi:10.15268/ksim.2016.4.4.077

미주신경 자극을 위한 새로운 방법 : 비침습적 TENS 적용에 대한 미주신경 자극의 치료적 효과
New Methods of Vagus Nerve Stimulation : Therapeutic Effects of Non-Invasive Vagus Nerve Stimulation by TENS Application 원문보기

Journal of the Korean Society of Integrative Medicine = 대한통합의학회지, v.4 no.4, 2016년, pp.77 - 82

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: The purpose of this study was to investigate the therapeutic effect of non-invasive vagus nerve stimulation by transcutaneous electrical nerve stimulation application on the autonomic nervous system of human body. Methods: Participants were seventeen healthy adults. Standard deviation of all normal N-N intervals(SDNN), root mean square of successive differences(RMSSD), low frequency(LF), high frequency(HF) were compared in pre and post Mean values after intervention. Data were analyzed in Wilcoxon's signed-ranks test. Results: The results of this study is that sistolic blood pressure and pulse rate decreased mean value after non-invasive vagus nerve stimulation by transcutaneous electrical nerve stimulation. High frequency, low frequency, SDNN, RMSSD increased mean value in heart rate variability after intervention. But that is not significant except for SDNN. Conclusion: Non-invasive vagus stimulation by transcutaneous electrical nerve stimulation effect on parasympathetic nerve stimulation, and then it might be effective method for autonomic nerve balance control.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러므로 본 연구의 목적은 미주신경이 해부학적으로 표피에 가깝게 노출되어있는 바깥귀길에 비침습적인 방법으로 TENS 자극을 적용하였을 때 부교감신경의 항진반응이 발생하는지 관찰하고, 자율신경계에 즉각적 영향을 미치는지 알아보기 위해 실시하였다.
따라서 본 연구는 TENS를 이용해서 미주신경을 비침습적으로 자극할 수 있다는 결과를 얻었다. 이를 바탕으로 미주신경을 자극하는 방법으로 널리 활용한다면, 자율신경실조증 환자들에게 자율신경계의 발란스를 조절하여 심신의 항상성을 유지하는데 도움이 될 수 있을 것으로 생각되며, 고혈압 환자들에게 즉각적으로 혈압을 감소시키는데 도움이 될 것으로 사료된다.
본 연구는 TENS를 이용한 바깥귀길의 비침습적 미주신경 자극이 자율신경계에 미치는 즉각적인 영향에 대해서 확인하였다. 미주신경은 부교감신경의 대표적 신경으로써 미주신경 자극에 대한 즉각적 효과로 맥박의 감소를 들 수 있다.

제안 방법

귀바깥길에 TENS를 부착하기 전에 연구 대상자의 맥박과 혈압, 심박변이도(HRV: Heart Rate Variability)를 측정하였다. 경피신경전기자극(Transcutaneous Electrical NerveStimulation; TENS)을 20분간 적용 한 후에 중재 전과 마찬가지로 맥박과 혈압, 심박변이도를 측정하여 전․후 비교하였다(Frangos 등, 2015).
귀바깥길에 TENS를 부착하기 전에 연구 대상자의 맥박과 혈압, 심박변이도(HRV: Heart Rate Variability)를 측정하였다. 경피신경전기자극(Transcutaneous Electrical NerveStimulation; TENS)을 20분간 적용 한 후에 중재 전과 마찬가지로 맥박과 혈압, 심박변이도를 측정하여 전․후 비교하였다(Frangos 등, 2015).
중재 후 심박변이도를 5분간 다시 측정하였다. 귀바깥길의 미주신경가지에 펄스간격 200 ㎛, 저빈도(20 Hz)와 저강도(1-10 mA)의 경피신경전기자극)을 20분간 적용 한 후에 중재 전과 마찬가지로 맥박과 혈압, 심박변이도를 측정하였다(Frangos 등, 2015).
또한 본 연구에서 적용한 경피신경전기자극(TENS)은 통증 조절을 목적으로 사용하는 전기 자극으로써 주로 저빈도 고강도의 직류 자극은 표피의 신경 자극을 목적으로 침자극과 같은 효과로 적용되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 미주신경을 자극하기 위해 저빈도의 직류전류를 직각파로 설정하여 전기 자극을 주었다.
대상자는 편안하게 앉은 자세에서 오른쪽 팔을 테이블에 올려놓고 위팔부에 스트랩을 묶어 자동혈압계(UA-767, Lifesource, USA)로 혈압과 맥박을 측정하였다.
먼저 자율신경계에 영향을 미치지 않기 위해서 본 측정 전에 대상자가 편안하게 앉은 자세에서 20분간 휴식을 취하도록 하였다. 또한, 환경적 변수가 자율신경계에 영향을 줄 수 있으므로 측정 장소의 실내온도는 22 ℃, 습도는 40~50 % 정도로 일정하게 유지될 수 있도록 하였으며 소음을 차단하기 위해 측정 장소에는 한 명의 연구 대상자만 배치하였다.
심박변이도는 혈관스트레스 측정기(UbioMacpa, hyumed, Korea)를 사용하였으며 본 연구에서는 자율신경계의 균형 평가에 이용되는 저주파 전력(low frequency, LF)과 고주파 전력(high frequency, HF) 그리고 자율신경계의 적응도를 평가할 수 있다고 알려진 전체 NN 간격의 표준편차인 SDNN(standard deviation of all the normal NN interval)을 측정하였다. 부교감신경의 활성을 반영한 RMSSD(square root of the mean of the sum of the square of differences between adjacent NN intervals)를 측정하여 미주신경 자극을 통한 부교감신경의 항진 정도를 평가하였다. 건강한 사람의 경우 휴식기에서 LF가 HF 보다 1.
심박변이도는 혈관스트레스 측정기(UbioMacpa, hyumed, Korea)를 사용하였으며 본 연구에서는 자율신경계의 균형 평가에 이용되는 저주파 전력(low frequency, LF)과 고주파 전력(high frequency, HF) 그리고 자율신경계의 적응도를 평가할 수 있다고 알려진 전체 NN 간격의 표준편차인 SDNN(standard deviation of all the normal NN interval)을 측정하였다. 부교감신경의 활성을 반영한 RMSSD(square root of the mean of the sum of the square of differences between adjacent NN intervals)를 측정하여 미주신경 자극을 통한 부교감신경의 항진 정도를 평가하였다.
혈관 스트레스 측정기의 측정 전극을 오른쪽 검지 손가락에 부착하여 중재 전 심박변이도를 5분간 측정한 다음 TENS를 20분간 적용하였다. 중재 후 심박변이도를 5분간 다시 측정하였다.

대상 데이터

본 연구는 병력, 가족력, 생활습관 등 사전 문진을 통해 특별한 질환이 없는 건강한 20대 정상인 17명을 대상으로 실시하였다. 단, 만성 질환을 앓거나 통증으로 인한 기능장애가 있는 경우, 최근 1년간 측정변수에 영향을 줄 수 있는 흡연이나 약물복용 경험이 없으며 측정 전날 과도한 음주력이 있는 사람은 배제하였다.
본 연구대상자는 총 17명(남자 7명, 여자 10명)으로 평균 나이는 21.0±4.0세, 키는 165.2±9.1 cm, 몸무게는 60.0±11.3 kg 이었다

데이터처리

05로 설정하였다. 연구 대상자의 일반적 특성은 기술통계를 산출하였고, 혈압과 맥박 그리고 심박변이도에 대한 중재 전과 후의 측정값을 비교하기 위해서 비모수 검정방법인 윌콕슨 부호순위 검정(Wilcoxon singed rank test)을 실시하였다.

성능/효과

TENS를 이용한 비침습적 미주신경 자극은 맥박의 감소, 혈압, 심박변이도에서 부교감신경 항진 반응을 즉각적으로 나타내었다.
Clancy 등(2014)은 미주신경의 자극 후 혈압의 감소를 보인다고 하였는데, 본 연구에서도 수축기 혈압이 감소된 것으로 볼 때 혈압감소에도 미주신경 자극 효과가 나타난 것으로 생각된다. 따라서 본 연구에서 외이도 영역의 TENS 자극은 침습적인 미주신경 자극처럼 미주신경을 선택적으로 자극 할 수 있는 것으로 나타났다.
심박변이도에서 부교감신경의 활성을 대변하는 RMSSD평균값이 중재 후에 증가된 것도 미주신경의 활성이 촉진된 결과일 것으로 추측된다. 또한, 침습적 미주신경 자극 후 심박변이도에서 RMSSD와 SDNN가 증가된 것으로 볼 때, 이 또한 비침습적인 전기자극이 침습적 미주신경 자극과 유사한 효과를 가질 수 있다는 것을 반증하는 것으로 보여진다.
미주신경은 부교감신경의 대표적 신경으로써 미주신경 자극에 대한 즉각적 효과로 맥박의 감소를 들 수 있다. 본 연구의 결과에서도 TENS 적용 후에 맥박이 감소하였으므로 바깥귀길의 전기자극을 통해 미주신경의 선택적인 자극이 발생한 것으로 생각되며 비침습적인 미주신경 전기자극 역시 침습적인 자극과 유사한 효과가 발생한다고 볼 수 있다.
수축기 혈압과 맥박은 중재 전후에 유의한 차이가 있었지만 이완기 혈압은 중재 전후의 유의한 차이가 없었다(p<0.05).
자율신경계의 적응 능력을 나타내는 SDNN과 부교감신경의 활성을 나타내는 RMSSD 모두 중재 후 증가하였으며 중재 전후에 유의한 차이가 있었다(p<0.05).

후속연구

따라서 본 연구는 TENS를 이용해서 미주신경을 비침습적으로 자극할 수 있다는 결과를 얻었다. 이를 바탕으로 미주신경을 자극하는 방법으로 널리 활용한다면, 자율신경실조증 환자들에게 자율신경계의 발란스를 조절하여 심신의 항상성을 유지하는데 도움이 될 수 있을 것으로 생각되며, 고혈압 환자들에게 즉각적으로 혈압을 감소시키는데 도움이 될 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	자율신경이 하는 일은 무엇인가?	자율신경은 교감신경과 부교감신경의 대항작용으로 신체가 내외적 스트레스 자극에 반응하여 항상성을 유지하도록 한다(이태경과 전원희, 2006; 김충유와 강종호, 2016). 만성적 스트레스 노출은 심장에 대한 미주신경 민감성을 감소시키고, 상대적으로 교감신경 항진을 유발하므로 이로 인해 심장혈관 질환과 대사 장애를 초래하게 된다(Li 등, 2015).
	침습적인 미주신경 자극은 어떤 방법인가?	침습적인 미주신경 자극은 쇄골하 영역의 일부를 절개하여 미주신경 자극기를 삽입하여 미주신경에 전극을 감아서 주기적인 전기 자극을 주는 방법이다(Pakdaman 등, 2016). 이는 미주신경에 직접 전기 자극하여 뇌로 올라가는 부교감신경성 감각을 촉진하고, 이는 뇌 영역 내에서의 신경활성을 변화 시키는 결과를 가져온다.
	침습적인 미주신경 자극의 문제점은 무엇인가?	이는 미주신경에 직접 전기 자극하여 뇌로 올라가는 부교감신경성 감각을 촉진하고, 이는 뇌 영역 내에서의 신경활성을 변화 시키는 결과를 가져온다. 하지만 이것은 피부절개 후 봉합을 해야 하며, 주기적으로 배터리 교체를 위해 다시 재절개를 해야하는 번거러움과 통증에 대한 두려움이 생길 수 있다. 그리고 목이 쉬거나 인후통 발생, 또 절개부위의 감염 등 부작용 발생 여지가 있어 쉽게 접근 할 수 있는 치료는 아니었다. 하지만 비침습적인 방법으로 미주신경을 자극할 수 있다면 간편하거니와, 통증도 없고, 전문가의 시술없이 언제든 편리하게 활용할 수 있다는 점에서 효과적인 치료법이라 생각된다.

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김인배, 김충유, 김은정 등 (2015). 물리치료사에 의해서 실시되는 도수수동 운동이 자율신경계에 미치는 영향. 대한물리의학회지, 10(1), 9-14.

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Xiang YX, Wang WX, Xue Z, et al(2015). Electrical stimulation of the vagus nerve protects against cerebral ischemic injury through an anti-inflammatory mechanism. Neural Regen Res, 10(4), 576-582.

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Pakdaman H, Amini HA, Abbasi M, et al(2016). Vagus nerve stimulation in drug-resistant epilepsy: the efficacy and adverse effects in a 5-year follow-up study in Iran. Neurol Sci, 37(11), 1773-1778.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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