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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 도시와 산촌 지역 학령기아동을 대상으로 아동기 주요 정신건강문제인 우울 및 주의력결핍 과잉행동에 대한 주관적 정신건강 지표와 심박변이도의 차이를 파악하여 그 특성을 비교한 뒤, 이들 측정방법간의 상관관계를 분석함으로써 아동의 생리적 상태 측정방법으로서의 심박변이도의 활용가능성을 확인하고자 한다.
- 본 연구는 도시와 산촌 학령기아동의 정신건강을 비교하고 정신건강에 대한 주관적 측정방법인 우울, 주의력결핍 과잉행동 점수와 심박변이도 파라미터의 상관관계를 파악하기 위한 서술적 비교조사 및 상관관계연구이다.
- 본 연구는 지역 특성에 따른 학령기아동의 정신건강을 비교하고, 주관적 설문을 통해 확인한 우울, 주의력결핍과잉행동 점수와 생리적 측정방법인 심박변이도와의 관련성을 확인하고 심박변이도의 파라미터 중 어떤 지표가 주관적인 평가와 상관성이 높은가를 확인함으로써 학교와 지역사회 실무에서 활용될 수 있는 방법을 제시하기 위해 시도되었다.
- 본 연구는 학령기 아동을 대상으로 지역특성에 따른 정신건강을 비교하고 우울, 주의력결핍과잉행동에 대한 주관적 정신건강 척도와 객관적 측정 방법인 심박변이도간의 상관관계 분석을 통해 아동 연구에서 심박변이도의 활용가능성을 확인하기 위해 시도되었다.
- 본 연구의 목적은 도시와 산촌 학령기아동의 정신건강을 비교하고 주관적 정신건강 척도(우울, 주의력결핍 과잉행동)와 심박변이도 간의 상관관계를 파악함으로써 아동 대상 연구에서 심박변이도의 활용가능성을 확인하고자 하는 것이다.
제안 방법
- 심박변이도는 측정 시간의 영향을 받을 수 있다는 점[3]을 고려하여 측정시간을 오전시간으로 동일하게 조정하여 연구원 1명이 측정하였으며, 안정을 취할 수 있는 별도의 공간에서 개인당 5분간 측정이 이루어졌다. 대상자들은 측정 전 대기장소에서 조용히 안정할 수 있도록 충분한 대기 시간을 확보하고 조용한 분위기를 조성하였다.
- 본 연구에서 심박변이도는 이동식 심전도기(LXC3203, LA XTHA Inc, Korea)를 이용하여 단기측정 방법을 선택하였다. 심박변이도 자료는 소프트웨어(TeleScan, LAXTHA Inc, Ko-rea)로 분석하였다.
- 본 연구에서 심박변이도는 이동식 심전도기(LXC3203, LA XTHA Inc, Korea)를 이용하여 단기측정 방법을 선택하였다. 심박변이도 자료는 소프트웨어(TeleScan, LAXTHA Inc, Ko-rea)로 분석하였다.
- 자료수집은 2015년 7월에 시행하였으며 일반적 특성, 우울, 주의력결핍 과잉행동으로 구성된 설문지를 이용하여 연구원이 직접 연구대상 학급에 방문하여 연구의 필요성 및 설문지작성방법을 설명 후 조사하였다. 심박변이도는 측정 시간의 영향을 받을 수 있다는 점[3]을 고려하여 측정시간을 오전시간으로 동일하게 조정하여 연구원 1명이 측정하였으며, 안정을 취할 수 있는 별도의 공간에서 개인당 5분간 측정이 이루어졌다. 대상자들은 측정 전 대기장소에서 조용히 안정할 수 있도록 충분한 대기 시간을 확보하고 조용한 분위기를 조성하였다.
- 자료수집은 2015년 7월에 시행하였으며 일반적 특성, 우울, 주의력결핍 과잉행동으로 구성된 설문지를 이용하여 연구원이 직접 연구대상 학급에 방문하여 연구의 필요성 및 설문지작성방법을 설명 후 조사하였다. 심박변이도는 측정 시간의 영향을 받을 수 있다는 점[3]을 고려하여 측정시간을 오전시간으로 동일하게 조정하여 연구원 1명이 측정하였으며, 안정을 취할 수 있는 별도의 공간에서 개인당 5분간 측정이 이루어졌다.
- 주파수영역 분석은 스펙트럼을 통한 자율신경계와 연관된 주파수의 양을 측정하는 것으로 본 연구에서는 HF (High Frequency: 0.15~0.4 Hz), LF (Low Frequency: 0.04~0.15 Hz), LF/HF, VLF (Very Low Frequency: 0.003~0.04 Hz), 심박변이도의 total power를 측정하였다.
대상 데이터
- 통계분석 시 정규분포를 가정할 수 있는 30명 이상의 대상자 수를 모집하고자 하였으나 산촌 지역은 학생 수가 적고 자료수집 당일 결석 등으로 30명을 충족하지 못하였다. 대상 학년은 심박변이도 측정을 위해 대상자의 협조가 용이한 고학년 학생 중 학교의 학사 일정및 학생 수를 고려하여 학교에서 허락한 4, 5학년을 대상으로 하였으며, 최종 연구대상은 도시 지역인 S시 소재 4, 5학년 학생 74명과 산촌 지역인 P군 소재 1개 초등학교의 4, 5학년 학생29명이었다.
- 연구에 참여한 103명의 대상자 중 S시 소재 초등학교 학생은 74명, P군 소재 초등학교 학생은 29명이었다. 4학년이 46명(44.
- 1407/001-012), 학교장의 사전 승인을 받은 S시 소재 1개 초등학교와 P군 소재1개 초등학교의 4, 5학년 120명에게 연구참여에 대한 가정통신문을 배부하여 보호자 연구 동의서를 제출한 학생은 106명이었다. 이중 조사 당일 3명이 결석하여 최종 연구대상은 S시 74명, P군 29명으로 총 103명이었다.
데이터처리
- 수집된 자료는 SPSS/WIN 22 프로그램을 이용하여 대상자의 일반적 특성은 빈도와 백분율로, 심박변이도 현황은 평균과 표준편차로 분석하였다. 일반적 특성에 따른 심박변이도, 우울, 주의력결핍과잉행동의 차이는 정규분포 검정 후 정규분포를 가정할 수 있는 경우는 독립표본 t-test를 정규분포를 가정할 수 없는 경우는 비모수 분석방법인 Mann-Whitney U test 방법을 적용했다.
- 시간영역 분석은 심장박동의 시간간격을 계산하는 것으로 본 연구에서는 심박변동 신호를 나타내는 SDNN (Standard deviation of the N-N interval)과 RMSSD (Root Mean Square of the Successive Difference)를 측정하였다.
- 심박변이도와 주관적 정신건강 지표인 우울, 주의력결핍과잉행동 간의 상관관계는 Pearson’s correlation 방법으로 분석하였다.
- 수집된 자료는 SPSS/WIN 22 프로그램을 이용하여 대상자의 일반적 특성은 빈도와 백분율로, 심박변이도 현황은 평균과 표준편차로 분석하였다. 일반적 특성에 따른 심박변이도, 우울, 주의력결핍과잉행동의 차이는 정규분포 검정 후 정규분포를 가정할 수 있는 경우는 독립표본 t-test를 정규분포를 가정할 수 없는 경우는 비모수 분석방법인 Mann-Whitney U test 방법을 적용했다. 심박변이도와 주관적 정신건강 지표인 우울, 주의력결핍과잉행동 간의 상관관계는 Pearson’s correlation 방법으로 분석하였다.
이론/모형
- 본 연구에서 주의력결핍 과잉행동은 Conners-Wells의 Ado-lescent Self-report scale-Short form (CASS-S)을 한국에서 Bahn 등[18]이 수정한 도구로 측정하였다. 이 도구는 27문항의 4점(0~3점) Likert Scale로 점수가 높을수록 주의력결핍 과잉행동이 높음을 의미한다.
- 우울은 Kovacs의 Children’s Depression Inventory를 Jo와 Lee [17]가 한국어로 번안한 소아아동우울척도를 사용하였다.
성능/효과
- 10~11세 아동을 대상으로 실시한 본 연구결과와 선행연구들의 결과를 종합해 볼 때 HF는 아동, 청소년, 성인의 우울감과 음의 상관관계가 있는 주요 지표임을 알 수 있다. 하지만 LF, LF/HF는 선행연구들에서 우울과의 통계적 유의성에 대해서는 일관된 결과를 보고하고 있지 않다.
- RMSSD는 교감신경과 부교감신경 간 효과적 길항작용으로서, 이 지표의 상승은 스트레스에 대한 인체의 효과적 대처와 관련이 있다[3, 9, 19]. HF의 상승은 심장의 전기적 안정도와 밀접한 관련이 있고, 만성적 스트레스와 공포, 불안 등의 인자가 HF의 감소와 관련이 있어[25] 본 연구의 결과로 볼 때 도시 지역 거주 초등학생에 비해 산촌 지역에 거주하는 초등학생들의 스트레스 수준이 낮고, 정서적으로 좀 더 안정되어 있음을 예상할 수 있다. 또한 LF 성분에 대한 생리학적 해석은 연구자들마다 의견 차가 있으나, 교감신경계의 활동을 부분적으로 반영하고 있음은많은 연구자들이 동의하고 있는 사실로[6,25], 본 연구결과 산촌 지역에 거주하는 초등학생들의 LF와 LF/HF가 서울 거주학생들에 비해 낮게 나타난 것은 산촌 지역 거주 초등학생들이상대적으로 불안 수준이 낮음을 의미하는 것이다.
- 007)과 양의 상관관계를 나타냈다. VLF 파라미터와 우울, 주의력결핍과잉행동과는 통계적으로 유의한 상관관계를 보이지 않았다(Table 3).
- 거주 지역에 따라 주관적 우울감 및 주의력결핍과잉행동에 차이가 있는지 분석한 결과에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 이는 도시거주 아동에서 우울 수준이 더 높고[21] ADHD 유병률이 더 높게 나타남을[22] 확인한 선행연구와 다른 결과이다.
- 결론적으로, 본 연구에서는 HRV의 시간영역 분석은 우울이나 주의력결핍과잉행동과 유의한 상관관계를 보이지 않았으나 주파수 영역 분석의 HF, LF, LF/HF는 모두 주관적인 자가보고형 측정의 우울, 주의력결핍과잉행동과 유의한 상관관계를 보였으며 선행연구결과를 지지하고 있어 HRV가 아동에서도 우울과 주의력결핍과잉행동의 정도를 파악하는데 유용하게 활용될 수 있는 가능성을 확인하였다고 본다. 그러나 본 연구는 연구 수행 여건상 대표성 있는 충분한 대상자를 확보하지 못하였다.
- 지역에 따른 초등학생의 우울과 주의력결핍과잉행동 점수는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 심박변이도에서는 유의한 차이를 보였는데, 시간영역 지표 중 RMSSD (t=-3.19, p=.002)는 P군 소재 학생들이 통계적으로 유의하게 높았으며, 주파수 영역에서는 정규화한 LF (t=2.58, p=.011)와 LF/HF (t=-2.72, p=.007)에서 S시 소재 학생들보다 P군 소재 학생들에서 통계적으로 유의하게 낮은 점수를 나타냈다. 또한 정규화한 HF는 S시 소재 학생들보다 P군 소재학생들의 점수가 유의하게 높았다(Table 2).
- 주관적 정신건강 지표인 우울, 주의력결핍과잉행동 점수와 심박변이도의 각 파라미터와의 상관관계를 비교한 결과 주관적 정신건강지표는 심박변이도의 시간영역 분석 파라미터인 SDNN및 RMSSD와는 통계적으로 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 그러나 주관적 정신건강 측정 지표와 심박변이도의 주파수영역 분석 파라미터인 LF, HF 및 LF/HF 간에는 통계적으로 유의한 상관관계를 나타냈다.
- 039)과 양의 상관관계를 보였다. 또한 부교감신경계의 활성도를 나타내며 정상 범위에서의 증가는 이완, 감소는 불안과 걱정, 스트레스의 정서 상태를 나타내는 HF 파라미터는 주관적 지표 중 우울(r=-.30, p=.003), 주의력결핍과잉행동(r=-.21, p=.039)과 음의 상관관계를 보였다.
- 007)에서 S시 소재 학생들보다 P군 소재 학생들에서 통계적으로 유의하게 낮은 점수를 나타냈다. 또한 정규화한 HF는 S시 소재 학생들보다 P군 소재학생들의 점수가 유의하게 높았다(Table 2).
- 연구결과 도시 지역 학생과 산촌 지역 학생 간에 주관적 척도에서는 유의한 차이를 보이지 않았으나 HRV에서는 산촌 지역 학생들이 좀 더 이완된 상태를 나타냈다. 또한 측정간의 상관관계에서는 주관적 척도로 측정한 우울, 주의력결핍과잉행동 점수가 높을수록 심박변이도 파라미터 중 교감신경의 활성상태를 나타내는 LF, LF/HF가 통계적으로 유의하게 높았으며 부교감신경의 활성상태를 나타내는 HF는 낮은 것으로 나타났다. 따라서 심박변이도는 학령기아동에서도 우울, 주의력결핍과잉행동 정도를 측정하는 객관적인 측정도구로서 의미가 있을 것으로 생각되며, 스트레스 완화를 위해 부교감신경을 활성화시키는 이완 프로그램의 효과 측정에 활용될 수 있을 것이다.
- 본 연구에서 우울감은 교감신경의 활성을 나타내는 LF, LF/HF와는 양의 상관관계를, 부교감의 활성을 나타내는 HF와는 음의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 우울감이 부교감신경의 활성을 낮추고 교감신경의 활성을 높이는 등 자율신경계에 영향을 미친다는 선행연구들을 지지하는 결과로서[10,26] 심박변이도 파라미터 중 HF, LF, LF/ HF가 우울감을 나타내는 객관적인 지표로서 활용가능 할 것으로 생각된다.
- 또한 주의력결핍과잉행동은 스트레스와 상호작용하며 우울에 영향을 미치는 것으로 알려져 있어[24] 스트레스 및 우울과 관련된 변수와 함께 고려되어야 한다. 본 연구에서는 LF 및 LF/HF와 우울 및 주의력결핍과잉행동 간에 통계적으로 유의한 양의 상관관계가 확인되었고, HF와 우울 및 주의력결핍과잉행동 간에는 통계적으로 유의한 음의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 주의력결핍과잉행동과 스트레스 간 상호작용에 대하여 추가적 연구가 수행된다면 이들 요인과 우울 간에 존재하는 관계에 대해 더 명확히이해할 수 있을 것으로 보인다.
- 산간 지역인 P군에 거주하는 초등학생들은 RMSSD, HF가 도시 지역인 S시의 학생들보다 상대적으로 높은 반면, LF와 LF/HF는 낮은 수준으로 확인되었다.
- 심박변이도와 주관적 정신건강 지표인 우울과 주의력결핍과잉행동과의 상관관계를 분석한 결과 시간영역의 파라미터인 SDNN, RMSSD와 주파수 영역의 파라미터 중VLF 과는 통계적으로 유의미한 상관관계는 나타내지 않았으나 주파수 영역의 파라미터 중 LF, HF, LF/HF와는 통계적으로 유의한 상관관계를 나타내는 것으로 확인되었다.
- 주관적 정신건강 지표인 우울, 주의력결핍과잉행동 점수와 심박변이도의 각 파라미터와의 상관관계를 비교한 결과 주관적 정신건강지표는 심박변이도의 시간영역 분석 파라미터인 SDNN및 RMSSD와는 통계적으로 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 그러나 주관적 정신건강 측정 지표와 심박변이도의 주파수영역 분석 파라미터인 LF, HF 및 LF/HF 간에는 통계적으로 유의한 상관관계를 나타냈다.
- 지역에 따른 초등학생의 우울과 주의력결핍과잉행동 점수는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 심박변이도에서는 유의한 차이를 보였는데, 시간영역 지표 중 RMSSD (t=-3.
- 한편 본 연구에서 주의력결핍과잉행동과 심박변이도에서 유의한 상관관계가 있는 파라미터는 우울과 마찬가지로 주파수 영역의 HF, LF, LF/HF로 확인되었다. 자율신경계는 주위환경의 요구에 따른 각성을 조절하기 때문에 주의력결핍, 과잉행동, 충동성 등의 특징을 나타내는 주의력결핍과잉행동장애[24]와 자율신경계는 관련성이 있는 것으로 알려져 있다[29].
- 한편, 산촌 지역 거주 초등학생들과 도시에 거주하는 초등학생 간에는 심박변이도에서 통계적으로 유의한 차이가 확인되었다. 산간 지역인 P군에 거주하는 초등학생들은 RMSSD, HF가 도시 지역인 S시의 학생들보다 상대적으로 높은 반면, LF와 LF/HF는 낮은 수준으로 확인되었다.
후속연구
- 또한 측정간의 상관관계에서는 주관적 척도로 측정한 우울, 주의력결핍과잉행동 점수가 높을수록 심박변이도 파라미터 중 교감신경의 활성상태를 나타내는 LF, LF/HF가 통계적으로 유의하게 높았으며 부교감신경의 활성상태를 나타내는 HF는 낮은 것으로 나타났다. 따라서 심박변이도는 학령기아동에서도 우울, 주의력결핍과잉행동 정도를 측정하는 객관적인 측정도구로서 의미가 있을 것으로 생각되며, 스트레스 완화를 위해 부교감신경을 활성화시키는 이완 프로그램의 효과 측정에 활용될 수 있을 것이다. 본 연구는 아동의 정신건강을 측정하는 객관적 지표로서 심박변이도의 적용가능성과 주요 파라미터를 확인하였다는데 의의가 있으며 학교나 지역사회에서 아동 대상 정신건강 증진 프로그램의 효과를 확인하거나 우울, 주의력결핍과잉행동에 대한 검사 시 주관적 측정도구와 함께 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 그러나 본 연구는 연구 수행 여건상 대표성 있는 충분한 대상자를 확보하지 못하였다. 또한 본 연구에서 통계적으로 유의한 상관성은 있었으나 상관계수가 크지 않아 이에 대한 해석에 주의가 필요하다. 향후에는 다양한 대상자들에게 확대하여 이러한 결과를 일반화시킬 수 있는지에 대한 검토가 필요할 것이다.
- 추후 연구에서는 대상자 수를 충분히 크게 하고 대표성 있는 대상자를 확보하여 연구를 시행 할 필요가 있다. 또한 우울, 주의력결핍과잉행동뿐만 아니라 불안, 스트레스 등 좀 더 다양한 주관적 정신건강 척도와의 관련성을 확인하는 연구가 이루어질 것을 제언한다.
- 따라서 심박변이도는 학령기아동에서도 우울, 주의력결핍과잉행동 정도를 측정하는 객관적인 측정도구로서 의미가 있을 것으로 생각되며, 스트레스 완화를 위해 부교감신경을 활성화시키는 이완 프로그램의 효과 측정에 활용될 수 있을 것이다. 본 연구는 아동의 정신건강을 측정하는 객관적 지표로서 심박변이도의 적용가능성과 주요 파라미터를 확인하였다는데 의의가 있으며 학교나 지역사회에서 아동 대상 정신건강 증진 프로그램의 효과를 확인하거나 우울, 주의력결핍과잉행동에 대한 검사 시 주관적 측정도구와 함께 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 또한 LF 성분에 대한 생리학적 해석은 연구자들마다 의견 차가 있으나, 교감신경계의 활동을 부분적으로 반영하고 있음은많은 연구자들이 동의하고 있는 사실로[6,25], 본 연구결과 산촌 지역에 거주하는 초등학생들의 LF와 LF/HF가 서울 거주학생들에 비해 낮게 나타난 것은 산촌 지역 거주 초등학생들이상대적으로 불안 수준이 낮음을 의미하는 것이다. 이를 바탕으로 향후 두 지역, 또는 도시 지역이나 산촌 지역에 거주하는어린이들의 스트레스 및 정서 상태에 영향을 미치는 요인들을규명하는 추가적 연구가 필요할 것으로 보인다.
- 본 연구에서 우울감은 교감신경의 활성을 나타내는 LF, LF/HF와는 양의 상관관계를, 부교감의 활성을 나타내는 HF와는 음의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 우울감이 부교감신경의 활성을 낮추고 교감신경의 활성을 높이는 등 자율신경계에 영향을 미친다는 선행연구들을 지지하는 결과로서[10,26] 심박변이도 파라미터 중 HF, LF, LF/ HF가 우울감을 나타내는 객관적인 지표로서 활용가능 할 것으로 생각된다. 특히 HF는 성인과 청소년을 대상으로 실시한 많은 선행연구들[7,14,27]에서 모두 일관되게 동일한 결과를 보고하고 있다.
- 본 연구에서는 LF 및 LF/HF와 우울 및 주의력결핍과잉행동 간에 통계적으로 유의한 양의 상관관계가 확인되었고, HF와 우울 및 주의력결핍과잉행동 간에는 통계적으로 유의한 음의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 주의력결핍과잉행동과 스트레스 간 상호작용에 대하여 추가적 연구가 수행된다면 이들 요인과 우울 간에 존재하는 관계에 대해 더 명확히이해할 수 있을 것으로 보인다.
- 추후 연구에서는 대상자 수를 충분히 크게 하고 대표성 있는 대상자를 확보하여 연구를 시행 할 필요가 있다. 또한 우울, 주의력결핍과잉행동뿐만 아니라 불안, 스트레스 등 좀 더 다양한 주관적 정신건강 척도와의 관련성을 확인하는 연구가 이루어질 것을 제언한다.
- 이는 도시거주 아동에서 우울 수준이 더 높고[21] ADHD 유병률이 더 높게 나타남을[22] 확인한 선행연구와 다른 결과이다. 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았지만 주관적 우울 측정도구의 절단점에 따른 분류에서 산촌 지역 아동의 7.69%가 우울에 해당되는 반면 도시 지역 아동에서는 13.7%의 아동이 우울에 해당되는 것으로 확인되었고, 주관적 우울감과 주의력결핍과잉행동 점수가 모두 도시에서 더 높은 것으로 나타나 추후 더 많은 표본을 대상으로 한 추가적 연구가 필요할 것으로 보인다. 주의력결핍과잉행동의 경우, 측정도구 및 방법에 따라 그 유병률이 다양하게 보고되고 있고,본 연구에서 적용된 CASS 도구가 7~11세 아동에게도 사용 가능한 도구이지만[23] 국내에서 번안 시 청소년을 대상으로 했으며 일반적으로 청소년에게 사용되고 있는 도구라는 점[18]에서 결과 해석에 주의가 요구된다.
- 또한 본 연구에서 통계적으로 유의한 상관성은 있었으나 상관계수가 크지 않아 이에 대한 해석에 주의가 필요하다. 향후에는 다양한 대상자들에게 확대하여 이러한 결과를 일반화시킬 수 있는지에 대한 검토가 필요할 것이다.
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