[논문]수면연구를 위한 액티그라피 정량분석 방법론

김종원

doi:10.14401/kasmed.2016.23.1.10

[국내논문] 수면연구를 위한 액티그라피 정량분석 방법론
Quantitative Analysis of Actigraphy in Sleep Research 원문보기

수면·정신생리 = Sleep medicine and psychophysiology, v.23 no.1, 2016년, pp.10 - 15

김종원 (호주 시드니대학교 울콕의학연구소 수면의학센터 CIRUS)

Abstract ▼ AI-Helper

Since its development in the early 70s, actigraphy has been widely used in sleep research and clinical sleep medicine as an assessment tool of sleep and sleep-wake cycles. The validation and reliability of actigraphic measures have been reasonably examined in healthy normal individuals with good sleep patterns. Recent literature suggests that the use of actigraphy could be further extended to monitor insomnia and circadian sleep-wake disturbances, and detect sleep changes associated with drug treatments and non-pharmacologic interventions, although it is generally recommended to use complementary assessments such as sleep diaries and overnight polysomnography when possible. The development of actigraphy includes its improved hardware sensors for better detection of movements and advanced algorithms to score sleep and wake epochs. In this paper, we briefly review the quantitative analysis methods of actigraphy and its potential applications in sleep research.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문의 본론에서는, 수면연구에 액티그래피 사용이 어떻게 권장되고 있는가를, AASM 등에 의해 발표된 논문들을 중심으로 하여, 짧게 요약 정리한 후, 액티그래피 데이타를 정량화 하는 다양한 방법과 그 정량화된 수치들(total sleep time, sleep-onset-latency, wake-after-sleep-onset, acro-phase 등)이 어떻게 수면연구에 사용되고 있는지를 소개하고자 한다.

가설 설정

일반적으로 자주 사용하지 않는 손의 손목에 착용하는데, 이렇게 기록된 신체 움직임 정보를 특정한 알고리즘을 사용하여 정량화하고 또 그것을 수면 혹은 각성 상태로 판독할 수 있다. 수면/각성 판독은 기본적으로 신체 움직임이 수면 상태에서는 줄어 들고, 각성 상태에서는 늘어난다는 가정을 바탕으로 하고 있다. 이러한 방법은 70년대 초 액티그래피가 개발된 이래로(Ancoli-Israel 2000), 수면 및 수면/각성 일주기(circadian) 연구에 널리 사용되어 왔다.

제안 방법

짙은 파란색 블록은 기기 오류 혹은 피험자 실수 등으로 측정이 실패한 시간을 의미하며, 옅은 파란색 블록은 알고리즘에 의해 판독된 야간수면시간을 나타낸다. 측정은 2주간 진행되었다.

성능/효과

이렇듯 액티그래피의 유용성은 분명하나, 제한점도 명확하게 존재한다. 특히, 수면다원검사로 얻은 결과와 비교해볼 때, 전체적인 수면시간 등은 비슷하게 측정됨을 알 수 있으나, 시간대 별로, 30초 단위로 끊어서, 일대일로 비교해 보면, 불일치가 꽤 높음을 알 수 있다. 이는 뇌파(EEG), 안구운동(EOG), 근전도(EMG) 등 다양한 생체신호로 수면을 판독하는 수면다원검사에 비해, 신체 움직임 하나만으로 수면을 판독하는 액티그래피의 한계이다.

후속연구

수면연구에서의 액티그래피 사용은, 향후 의공학/응용수학/응용물리 등의 다양한 학문과의 융복합 연구를 통해, 보다 더 넓게 확대될 수 있으리라 기대된다. 특히, 액티그래피를 보다 엄밀하게 정량분석할 수 있는 새로운 방법론의 개발과 그 방법론을 통해 새로운 생물표지자(biomarker)를 찾아서, 다양한 수면병의 진단을 위한 보조 표지로 사용할 수 있게 하는 연구의 필요성이 제기되고 있다.
아울러 첨단 IT기술의 발전에 힘입어, 움직임 센서 외에빛, 심박, 근전도 등 다양한 생체신호를 모니터링할 수 있는 액티그래피 장비가 개발될 것이라고 기대되며, 향후 수면다원검사(EEG, EOG, EMG)를 대체할 수 있게 되리라고 예측할 수 있다.
아울러, 수면다원검사에 비해 검사 비용이 저렴하고 비침습(non-invasive) 측정이 용이하다는 장점 등으로 치료효과를 장기적으로 반복해서 모니터링 하거나 수면/각성 주기 변화를 임상 변수들과 비교하는 연구에 적합하다. 이 외에도 수면잠복기 반복검사(Multiple Sleep Latency Test, MSLT)를 하기 전, 환자가 충분한 수면을 취했는 지를 확인하는 방안으로 액티그래피가 유용하게 사용될 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	액티그래피는 어떻게 수면 혹은 각성 상태로 판독하는가?	액티그래피(actigraphy)는 휴대용 장치를 이용해서 신체의 움직임을 수 일 혹은 수 주 동안 측정하여 기록하는 것을 의미한다. 일반적으로 자주 사용하지 않는 손의 손목에 착용하는데, 이렇게 기록된 신체 움직임 정보를 특정한 알고리즘을 사용하여 정량화하고 또 그것을 수면 혹은 각성 상태로 판독할 수 있다. 수면/각성 판독은 기본적으로 신체 움직임이 수면 상태에서는 줄어 들고, 각성 상태에서는 늘어난다는 가정을 바탕으로 하고 있다. 이러한 방법은 70년대 초 액티그래피가 개발된 이래로(Ancoli-Israel 2000), 수면 및 수면/각성 일주기(circadian) 연구에 널리 사용되어 왔다.
	액티그래피의 장점은 무엇인가?	이러한 방법은 70년대 초 액티그래피가 개발된 이래로(Ancoli-Israel 2000), 수면 및 수면/각성 일주기(circadian) 연구에 널리 사용되어 왔다. 액티그래피가 지닌 장점으로는, 특히 야간수면다원검사(nocturnal polysomnography, NPSG)에 비교할 때, 액티그래피는 하루 24시간, 수 일 혹은 수 주 동안 지속적으로 환자의 수면/각성 상태를 점검할 수 있다는 것이다. 지난 수 십년 동안 발전된 움직임 측정 센서(accelerometer)와 디지탈 자료 저장 및 처리 기술의 진보에 의해 액티그래피 장비는 지속적으로 크기와 무게가 줄어 들었으며, 이는 환자들의 불편 함을 최소화하면서 필요한 생체정보를 획득할 수 있게 하였 으며, 액티그래피의 활용 범위를 넓히는데 공헌하였다.
	액티그래피란 무엇인가?	액티그래피(actigraphy)는 휴대용 장치를 이용해서 신체의 움직임을 수 일 혹은 수 주 동안 측정하여 기록하는 것을 의미한다. 일반적으로 자주 사용하지 않는 손의 손목에 착용하는데, 이렇게 기록된 신체 움직임 정보를 특정한 알고리즘을 사용하여 정량화하고 또 그것을 수면 혹은 각성 상태로 판독할 수 있다.

참고문헌 (14)

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