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문제 정의
- 또한 침치료의 불면증에 대한 효과의 신경생리학적 기전을 알아내기 위하여 아직까지 뇌파분석이 활용된 바는 없다. 따라서 본 연구에서는 불면증 환자에서 침치료 전후의 뇌파변화를 관찰하고자 하였다.
제안 방법
- 경기도 지역 병원의 한방신경정신과를 내원한 불면증 환자를 대상으로 주 3회 2주간 침치료 전후 뇌파분석을 시행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 두침(頭鍼)은 동방침구제작소에서 제작된 직경 0.20 mm, 길이 30 mm의 스테인레스 스틸침을 사용하였다. 이침(耳鍼)은 보성사에서 제작된 강화 쑥 등 식물 추출물 50%, 광분 분말 50% 재질로 구성된 직경 1 cm의 압봉을 사용하였다.
- 기존의 주파수 분석에서 두피에 나타나는 전위를 통해서 측정하는 반면, sLORETA는 hippocampal과 subgenual cingulate 부위 같은 깊은 대뇌 구조물에서 나오는 활성 전류원까지 측정가능하다. 본 연구에서 사용된 sLORETA는 current density count을 측정하기 위하여 총 대뇌를 5 mm의 공간해상도의 6,239개의 voxel로 나뉘어져 있는 각 voxel에 표시된다. paired t-test, Log of ratio of averages를 사용하였고, 비모수분석(Statistical NonParametric Mapping; SnPM) 방식을 통해 반복측정에 의한 오류를 최소화하였다.
- 자침부위의 소독은 알콜솜으로 1∼2회 닦고, 백회(百會), 사신총(四神聰), 양측 시구(視區), 안면(安眠)을 선택하여 각각 호침 1개씩(총 9개)을 침관을 이용하여 자입하였다. 시구(視區), 백회(百會, Baihui, GV 20) 전신총(前神聰)은 침끝을 앞쪽으로 하고, 후신총(後神聰), 좌우신총(左右神聰)은 백회(百會) 쪽으로 향하여, 두피에서 20∼30도 정도로 사자(斜刺)하여 모상건막하 근막 피판(subgaleal loose connective tissue)으로 부드럽게 0.
- 치료 횟수는 주당 3회, 2주간 총 6회이고, 두침(頭鍼) 치료시 20분간 유침하고, 이침(耳鍼)은 좌우를 번갈아 가면서 방문시 이침-심(耳針-心, Heart), 이침-신문(耳針-神門, shen men, TF4)부위에 압봉을 붙였다. 압봉을 붙인 이침(耳鍼) 부위는 피험자가 손가락으로 작은 원을 그리는 움직임으로 1초에 2∼3회 회전을 한 경혈 당 약 2분씩(2개 혈에 총 약 5분) 압봉에 압력을 하루에 3번(오전(일어나자마자), 오후, 자기 전) 가하고, 2일(48시간) 이후에 제거하도록 교육하였다.
- 침시술은 한의과대학을 졸업 후 임상 경험이 10년 이상인 한의사가 모든 피험자에게 선정된 혈위에 표준화된 절차대로 시행하였다.
대상 데이터
- 경기도 지역 병원의 한방신경정신과를 내원한 32명의 입면곤란, 잦은 각성, 재입면 곤란의 불면증상을 호소하는 오른손잡이로, 임상시험 자발적으로 참여 동의한 20세 이상의 성인을 대상으로 하였다. 본 연구는 원광대학교 산본병원 IRB 승인(의산본7302-201515)을 받았고, 임상연구정보서비스 CRIS (KCT0001673) 승인을 득하였다.
- 불면은 과각성 상태와 관련이 있고, 이는 자율신경계를 조절하는 뇌의 기능과 연관이 있어, 두부와 높은 관련 있는 독맥(督脈)의 혈이면서, 다수의 임상연구에서 불면증에 사용된 백회(百會, Baihui, GV 20)23,24)를 선정하였다. 또한 두부의 경외기혈로 불면증 치료연구에서 유의한 효과를 보이며, 가장 많이 쓰이는 사신총(四神聰, Sishencong, EX-HN1)23-26), 안면(安眠, Anmian, EX)23,25,26), 시구(視區, scalp acupuncture-optic area)22)를 선정하였다. 한의학의 원리 상 수면 문제는 주로 심의 기능저하와 연관이 높아 이침 심(心)을 선택하였고, 또한 이침 신문(神門)혈은 심(心)과 연관이 있고, 정신을 안정시키는 효능이 있다.
- 선정 제외기준에 부합하는 32명의 피험자 중 침치료 도중에 개인적인 사정으로 1명이 탈락하였고, 침치료 종료 2주 후 follow up시 연락이 닿지 않아 1명이 탈락하였다. 모든 protocol을 마친 총 30명의 피험자 중 침치료 전 또는 2주후(침치료 종료직후)에서 측정한 EEG의 edit time이 60초가 되지 않는 경우 17명과 split-half reliability on edit time이 95% 이하인 경우 1명을 제외하고 12명을 분석하였다(Fig. 1).
- 두침(頭鍼) 혈위와 이침(耳鍼) 혈위는 한의학 경락 원리와 문헌 고찰, 임상적 경험뿐만 아니라, 무작위배정 대조군 임상연구에서 효과적으로 보고된 국내 연구를 기반으로22) 선정하였다. 불면은 과각성 상태와 관련이 있고, 이는 자율신경계를 조절하는 뇌의 기능과 연관이 있어, 두부와 높은 관련 있는 독맥(督脈)의 혈이면서, 다수의 임상연구에서 불면증에 사용된 백회(百會, Baihui, GV 20)23,24)를 선정하였다. 또한 두부의 경외기혈로 불면증 치료연구에서 유의한 효과를 보이며, 가장 많이 쓰이는 사신총(四神聰, Sishencong, EX-HN1)23-26), 안면(安眠, Anmian, EX)23,25,26), 시구(視區, scalp acupuncture-optic area)22)를 선정하였다.
- 백회(百會, Baihui, GV 20), 시구(視區, scalp acupuncture-optic area), 사신총(四神聰, Sishencong, EX-HN1)과 양측의 안면(安眠, Anmian, EX), 편측의 이침-심(耳針-心, Heart), 신문(神門, Shen men). 총 11개 혈위를 선정하였다. 두침(頭鍼) 혈위와 이침(耳鍼) 혈위는 한의학 경락 원리와 문헌 고찰, 임상적 경험뿐만 아니라, 무작위배정 대조군 임상연구에서 효과적으로 보고된 국내 연구를 기반으로22) 선정하였다.
데이터처리
- , Armonk, NY, USA)을 사용하였다. ISI 점수변화는 반복측정분산분석(repeated measures ANOVA)으로 분석하였다. 치료 전과 치료 1주 후, 치료종료 후(2주 후) 그리고 치료 종료 2주 후 4시점 간에 차이가 있는지를 알아보기 위해 Bonferroni나 Sidak 방식으로 검증하였다.
- 치료 전과 치료 1주 후, 치료종료 후(2주 후) 그리고 치료 종료 2주 후 4시점 간에 차이가 있는지를 알아보기 위해 Bonferroni나 Sidak 방식으로 검증하였다. PSQI와 Z scored absolute power의 전후 비교는 paired t-test 혹은 Wilcoxon sign rank test를 실시하였고, 이항분포를 따르는 명목변수의 비율의 비교는 이항검증을 실시하였다. 모든 검정은 0.
- 본 연구에서 사용된 sLORETA는 current density count을 측정하기 위하여 총 대뇌를 5 mm의 공간해상도의 6,239개의 voxel로 나뉘어져 있는 각 voxel에 표시된다. paired t-test, Log of ratio of averages를 사용하였고, 비모수분석(Statistical NonParametric Mapping; SnPM) 방식을 통해 반복측정에 의한 오류를 최소화하였다.
- ISI 점수변화는 반복측정분산분석(repeated measures ANOVA)으로 분석하였다. 치료 전과 치료 1주 후, 치료종료 후(2주 후) 그리고 치료 종료 2주 후 4시점 간에 차이가 있는지를 알아보기 위해 Bonferroni나 Sidak 방식으로 검증하였다. PSQI와 Z scored absolute power의 전후 비교는 paired t-test 혹은 Wilcoxon sign rank test를 실시하였고, 이항분포를 따르는 명목변수의 비율의 비교는 이항검증을 실시하였다.
이론/모형
- 1989년 Buysse에 의해 개발된 이래 수면 질과 수면 방해를 측정하는데 효과적인 수면측정 도구중 하나로 활용된다29). 이를 번역한 한국어판은 총점에 대한 내적 일관성의 Cronbach’s alpha coefficient는 0.
- Artifact (잡음) 제거와 통계적인 분석은 미국 510 (k) FDA 인증을 획득한 NeuroGuide software software (Neuro-Guide 2.8.8, Applied Neuroscience, Inc., USA)를 사용하였다. Neuroguide는 뇌파의 다양한 분석과 정상 뇌파의 표준화 데이터베이스를 제공하는 소프트웨어 프로그램이다.
- 5 Hz 주파수대 해상도를 얻었다. FFT windowing 과정의 효과를 최소화하기 위하여 75% sliding window 방법을 500 ms steps (64 points)에 의해 중복되는 연속적인 2 s epochs (256 points)에서 FFT를 계산하는데 사용하였다31).
- 총 11개 혈위를 선정하였다. 두침(頭鍼) 혈위와 이침(耳鍼) 혈위는 한의학 경락 원리와 문헌 고찰, 임상적 경험뿐만 아니라, 무작위배정 대조군 임상연구에서 효과적으로 보고된 국내 연구를 기반으로22) 선정하였다. 불면은 과각성 상태와 관련이 있고, 이는 자율신경계를 조절하는 뇌의 기능과 연관이 있어, 두부와 높은 관련 있는 독맥(督脈)의 혈이면서, 다수의 임상연구에서 불면증에 사용된 백회(百會, Baihui, GV 20)23,24)를 선정하였다.
- 0 Hz)으로 나누었다. 모든 피험자의 sample rates를 동일하게 하기 위하여 100 Hz로 표본된 EEG에 128 Hz로 하는 보간법을 사용하였다. Fast Fourier transforms (FFT)의 auto-spectral, cross-spectral 분석은 2 s epoch로 계산하여, 각 epoch당 0∼50 Hz의 주파수대에서 0.
성능/효과
- 20 mm, 길이 30 mm의 스테인레스 스틸침을 사용하였다. 이침(耳鍼)은 보성사에서 제작된 강화 쑥 등 식물 추출물 50%, 광분 분말 50% 재질로 구성된 직경 1 cm의 압봉을 사용하였다.
- 치료 횟수는 주당 3회, 2주간 총 6회이고, 두침(頭鍼) 치료시 20분간 유침하고, 이침(耳鍼)은 좌우를 번갈아 가면서 방문시 이침-심(耳針-心, Heart), 이침-신문(耳針-神門, shen men, TF4)부위에 압봉을 붙였다. 압봉을 붙인 이침(耳鍼) 부위는 피험자가 손가락으로 작은 원을 그리는 움직임으로 1초에 2∼3회 회전을 한 경혈 당 약 2분씩(2개 혈에 총 약 5분) 압봉에 압력을 하루에 3번(오전(일어나자마자), 오후, 자기 전) 가하고, 2일(48시간) 이후에 제거하도록 교육하였다. 초기 지시는 구두로 이루어졌으며, 환자들이 직접 과정을 행동으로 보여주게 하여 이해했다는 것을 확인하였다.
- 모든 신호는 high frequency filter는 50 Hz, low frequency filter는 0.3 Hz, Notch filter는 55∼65 Hz로 하여 추출하였다. 측정자는 피험자의 눈 움직임, 근육 움직임 또는 다른 artifact (잡음)를 유심히 살피면서 뇌파를 녹화하였다.
- 2. Neuroguide를 이용하여 정상 데이터 베이스와 비교한 표준점수인 Z scored Absolute Power가 특히 beta주파수대에서 침치료 전에 비하여 침치료 후에 변이가 유의하게 감소하였다.
- sLORETA 결과 모든 주파수대에서 신경전위 활성의 source가 침치료 전후에 유의한 변화가 나타나지 않았다. 그러나 침치료 전에 비해 침치료 후에 delta와 beta 1에서는 각각 parahippocampal gyrus와 lingual gyrus에서 활성도가 증가하였고, alpha와 beta주파수대에서 precentral, postcentral gyrus부위의 활성도가 감소하는 경향을 보였다.
- 3. sLORETA 분석 결과 침치료 전후 신경활성이 유의하게 변화하지 않았다.
- 각 주파수대 별 Z Scored Absolute Power가 ±1.65(90%), ±1.96 (95%) 범위를 벗어난 전극 개수의 변화를 살펴보면 침치료 전에 비하여 침치료 후에는 ±1.65 (90%) 범위를 벗어난 전극 개수가 alpha, beta, beta1, beta2, beta 3에서 유의하게 감소하였고, ±1.96 (95%)범위를 벗어난 전극 개수는 beta에서 유의하게 감소하였다(Table 5).
- 침치료 전후 Z scored absolute power의 변화를 비교한 결과 beta의 T5, O1, beta 1의 T5, beta 2의 T6에서 유의하게 변화하였다. 또한 Z Scored Absolute Power가 ±1.65 (90%), ±1.96 (95%) 범위를 벗어난 전극개수는 침치료 전에 비하여 침치료 후에 감소하는 경향을 보였고, 특히 beta 주파수대에서 유의하게 감소하였다. 이는 침치료 후에 정상군으로부터 변이가 큰 것이 정상군에 가깝게 변이가 감소되는 것으로 볼 수 있다.
- 그러나 대부분의 불면증 연구는 수면다원 검사를 통한 수면중의 뇌파양상을 분석한 것으로, 각성시의 연구는 매우 적다. 본 연구 결과 각 피험자 뇌파결과 상 주파수대별 Z Scored Absolute Power가 ±1.65 (90%), ±1.96 (95%) 범위를 벗어난 전극개수를 살펴보면 침치료 전 high beta 주파수대는 1.65 이상과 1.95 이상의 범위의 전극개수가 많았고, high beta 이하의 주파수대는 1.65 이상과 1.95 이상의 범위의 전극개수가 많지 않았다. 이는 각성시에도 피질의 과각성을 반영하는 특징이 동일하게 나타난다는 것으로 볼 수 있다.
- 이러한 기전을 갖는 불면증에 대하여 다양한 치료가 적용되고 있으며, 그 중 침치료가 임상에서 많이 적용되고 있으며, 다수의 연구에서도 유의한 효과가 있다고 보고된 바 있다. 본 연구에서도 뇌파분석에 포함된 피험자가 자가보고한 ISI와 PSQI가 유의하게 감소하여 침치료 후 증상이 완화되는 것으로 나타났다.
- 1. 불면증상은 자가보고설문지(ISI, PSQI)상 침치료 전에 비하여 침치료 후에 유의하게 감소하였다.
- 침치료 전후 Z scored absolute power의 변화를 비교한 결과 beta의 T5, O1, beta 1의 T5, beta 2의 T6에서 유의하게 변화하였다. 또한 Z Scored Absolute Power가 ±1.
후속연구
- 뿐만 아니라 침치료에 대한 대조군이 없어 본 연구 결과를 온전한 침치료만의 영향이라 할 수 없다. 따라서 추후 다양한 불면증상을 호소하는 피험자를 포함하는 대조군이 설정된 대규모 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 본 연구는 피험자 수도 매우 적고 중등도 이상의 불면증 환자를 포함하지 않았고, 불면증 진단 및 분류에 체계적이지 못하여 이를 일반화할 수 없다. 또한 수면뇌파가 아닌 눈감은 각성상태의 뇌파만을 분석하여 기존 연구와의 비교분석이 어렵고, 다른 자극을 주어 불면증 환자의 인지과정의 특성을 반영한 뇌파를 측정하지 않은 점 또한 불면증 환자의 신경생리학적 특성을 파악하기에 한계가 크다. 뿐만 아니라 침치료에 대한 대조군이 없어 본 연구 결과를 온전한 침치료만의 영향이라 할 수 없다.
- 본 연구는 피험자 수도 매우 적고 중등도 이상의 불면증 환자를 포함하지 않았고, 불면증 진단 및 분류에 체계적이지 못하여 이를 일반화할 수 없다. 또한 수면뇌파가 아닌 눈감은 각성상태의 뇌파만을 분석하여 기존 연구와의 비교분석이 어렵고, 다른 자극을 주어 불면증 환자의 인지과정의 특성을 반영한 뇌파를 측정하지 않은 점 또한 불면증 환자의 신경생리학적 특성을 파악하기에 한계가 크다.
- 그러나 침치료 전에 비해 침치료 후에 delta와 beta 1에서는 각각 parahippocampal gyrus와 lingual gyrus에서 활성도가 증가하였고, alpha와 beta주파수대에서 precentral, postcentral gyrus부위의 활성도가 감소하는 경향을 보였다. 이는 유의한 변화가 나타나지 않아 해석하기 어려우나, 일차성 불면증 환자는 기능적 신경영상 연구들에서 thalamus, amygdala, premotor cortex, sensorimotor cortex, anterior cingulate cortex, medial prefrontal cortex, insular cortex에서 비정상적인 대사활동과 비정상적인 연결성을 보인다고 보고된 바 있어48,49), 침치료의 이에 대한 영향을 추후 관찰할 필요가 있다고 사료된다.
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