산소와 색채 조명 자극의 조합이 스트레스 완화에 미치는 효과: 심리 및 자율신경계 반응을 중심으로 Effects of the Combination of Oxygen and Color Light on Stress Relaxation: Psychological and Autonomic Responses원문보기
스트레스는 자율신경계 반응의 변화를 수반하며, 특히 심박변이도 지표는 스트레스에 의한 자율신경계의 활동을 반영하는 양적 지표로 사용된다. 본 연구에서는 스트레스 완화를 위한 산소와 색채 조명의 복합 자극이 제시되는 동안 자율신경계 반응의 변화를 확인하였다. 42명의 실험참가자는 지난 2주 동안 경험한 스트레스에 대한 증상들을 스트레스 반응 척도에 평가하였다. 스트레스 평가 후, 실험참가자는 복합 자극을 제시받았고, 자극 제시 전과 후, 그리고 자극이 제시되는 동안 심전도 신호가 기록되었다. 자극 조건은 30% 농도의 산소와 백색 조명, 산소와 주황색 조명과 산소와 파란색 조명의 조합의 세 가지로 구성되었다. 심박률(HR), R-R간격의 표준편차(SDNN), 연속한 R-R 간격 차이 값의 평균제곱근(RMSSD)과 심박변이도의 저주파 성분(LF), 고주파 성분(HF), 그리고 LF와 HF의 비율을 심박변이도 지표로 추출하였다. 이들 지표는 자극 제시 전과 후의 평균을 비교하는데 활용되었다. 결과는 자극 조건이 제시되고 난 후, HR과 LF/HF ratio의 유의한 감소를 보여주었다. 특히, 산소와 파란색 조명이 제시된 조건에서 다른 두 조건보다 유의하게 큰 RMSSD와 HF의 증가 및 LF/HF ratio의 감소가 나타났다. 이는 30% 농도의 산소와 파란색 조명의 조건이 부교감신경의 활성화에 의한 자율신경의 균형을 유발하여 스트레스 이완에 가장 효과적임을 보여주었다.
스트레스는 자율신경계 반응의 변화를 수반하며, 특히 심박변이도 지표는 스트레스에 의한 자율신경계의 활동을 반영하는 양적 지표로 사용된다. 본 연구에서는 스트레스 완화를 위한 산소와 색채 조명의 복합 자극이 제시되는 동안 자율신경계 반응의 변화를 확인하였다. 42명의 실험참가자는 지난 2주 동안 경험한 스트레스에 대한 증상들을 스트레스 반응 척도에 평가하였다. 스트레스 평가 후, 실험참가자는 복합 자극을 제시받았고, 자극 제시 전과 후, 그리고 자극이 제시되는 동안 심전도 신호가 기록되었다. 자극 조건은 30% 농도의 산소와 백색 조명, 산소와 주황색 조명과 산소와 파란색 조명의 조합의 세 가지로 구성되었다. 심박률(HR), R-R간격의 표준편차(SDNN), 연속한 R-R 간격 차이 값의 평균제곱근(RMSSD)과 심박변이도의 저주파 성분(LF), 고주파 성분(HF), 그리고 LF와 HF의 비율을 심박변이도 지표로 추출하였다. 이들 지표는 자극 제시 전과 후의 평균을 비교하는데 활용되었다. 결과는 자극 조건이 제시되고 난 후, HR과 LF/HF ratio의 유의한 감소를 보여주었다. 특히, 산소와 파란색 조명이 제시된 조건에서 다른 두 조건보다 유의하게 큰 RMSSD와 HF의 증가 및 LF/HF ratio의 감소가 나타났다. 이는 30% 농도의 산소와 파란색 조명의 조건이 부교감신경의 활성화에 의한 자율신경의 균형을 유발하여 스트레스 이완에 가장 효과적임을 보여주었다.
Stress is accompanied by changes in the responses of the autonomic nervous system, and the heart rate variability (HRV) index is a quantitative marker that reflects autonomic responses induced by stressors. In this study, we observed changes in the autonomic responses induced by combinations of 30% ...
Stress is accompanied by changes in the responses of the autonomic nervous system, and the heart rate variability (HRV) index is a quantitative marker that reflects autonomic responses induced by stressors. In this study, we observed changes in the autonomic responses induced by combinations of 30% oxygen administration and color light for stress relaxation. In all, 42 participants produced stress symptoms over the preceding two weeks, as rated on the stress response scale. After stress assessment, they were exposed to three therapeutic conditions, and electrocardiogram (ECG) signals were recorded before, during, and after therapy. The three therapy conditions consisted of only 30% oxygen administration with white light, a combination of 30% oxygen and orange light, and a combination of 30% oxygen and blue light. The HRV indices extracted from ECG signals were heart rate (HR), the standard deviation of the RR interval (SDNN), the mean square root of consecutive RR interval difference values (RMSSD), the low frequency component of HRV (LF), the high frequency component (HF), and the LF/HF ratio. These indicators were used to compare mean values before and after therapy. The results showed that HR and the LF/HF ratio were significantly lower after therapy than before it. In particular, the condition with 30% oxygen and blue light yielded significantly greater RMSSD and HF increases, as well as decreases in LF/HF ratio than in other two conditions. Our results suggest that therapy with 30% oxygen and blue light is the most effective for the relaxation of stress, which implies autonomic balance by parasympathetic activation.
Stress is accompanied by changes in the responses of the autonomic nervous system, and the heart rate variability (HRV) index is a quantitative marker that reflects autonomic responses induced by stressors. In this study, we observed changes in the autonomic responses induced by combinations of 30% oxygen administration and color light for stress relaxation. In all, 42 participants produced stress symptoms over the preceding two weeks, as rated on the stress response scale. After stress assessment, they were exposed to three therapeutic conditions, and electrocardiogram (ECG) signals were recorded before, during, and after therapy. The three therapy conditions consisted of only 30% oxygen administration with white light, a combination of 30% oxygen and orange light, and a combination of 30% oxygen and blue light. The HRV indices extracted from ECG signals were heart rate (HR), the standard deviation of the RR interval (SDNN), the mean square root of consecutive RR interval difference values (RMSSD), the low frequency component of HRV (LF), the high frequency component (HF), and the LF/HF ratio. These indicators were used to compare mean values before and after therapy. The results showed that HR and the LF/HF ratio were significantly lower after therapy than before it. In particular, the condition with 30% oxygen and blue light yielded significantly greater RMSSD and HF increases, as well as decreases in LF/HF ratio than in other two conditions. Our results suggest that therapy with 30% oxygen and blue light is the most effective for the relaxation of stress, which implies autonomic balance by parasympathetic activation.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
최근 연구에서 색채 조명이 스트레스 이완 및 완화에 미치는 효과에 관한 결과들이 보고되었으나, 산소와 색채 조명을 조합한 복합테라피 조건에 대한 연구는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 산소와 색채 조명을 조합한 복합 테라피 조건이 스트레스 완화에 미치는 영향을 밝히고자 하였다. 자율신경계 반응 지표로서 심박변이도(heart rate variability, HRV)를 활용하였다.
최근 많은 사람들이 신체적·정신적 안녕(Wellbeing)을 추구하면서 심리 또는 정신치료, 운동, 마사지 등 다양한 스트레스 해소방법에 관심을 가지고 있다. 본 연구에서는 고농도 산소와 색채 조명의 복합 테라피가 스트레스 이완에 미치는 영향을 검증하고자 하였다.
본 연구에서는 산소와 색채 조명이 더해진 복합 테라피 조건에 의한 스트레스 이완 효과를 심박변이도 지표를 활용하여 검증하고자 하였다. 그러나 연구에 참여한 실험참가자들은 실제로 스트레스 평가 결과 스트레스가 보통이거나 거의 없는 경우가 대부분이었다.
본 연구에서는 산소와 조명을 조합한 복합 자극 조건이 스트레스 완화에 미치는 영향을 밝히기 위해 자율신경계 반응의 변화를 측정하였다. 이를 위하여 일상 스트레스에 대한 개인의 심리 반응을 측정하였고, 자극에 의한 심박변이도의 변화를 측정하였다.
스트레스 반응 척도는 실험참가자들의 일상 스트레스 상태를 확인하기 위하여 분석되었다. 스트레스 반응 척도는 스트레스 반응 척도는 일반적으로 전체 점수 70점 정도를 평균으로 보고 있으며, 대체로 90점 이상이면 스트레스가 높은 것으로 알려져 있다(Koh et al.
제안 방법
기록된 심전 신호에서 R-peak 간의 간격을 추출하여 심박변이도 지표들을 계산하여 특징을 추출하였다. 심박변이도는 심장의 자율신경 조절 상태를 반영하기 때문에 심혈관 활동을 나타내는 지표로 활용되고 있다 (Bos et el, 2013).
SRI는 네 가지 영역의 스트레스 반응, 즉 감정적, 신체적, 인지적, 행동적 반응을 평가할 수 있는 검사법으로, 0~4점 척도로 평가한다. 긴장(tension), 공격성(aggression), 분노(anger), 우울(depression), 피로(fatigue), 신체화(somatization), 좌절(frustration)을 포함하는 일곱 가지 하위 척도별 점수와 전체 점수를 평가하며, 총 39개의 문항으로 구성되어 있다. 이 척도는 검사-재검사를 통하여 7개의 하위 척도 점수와 척도 전체 점수 간의 상관계수 .
실험 동안 넥셋을 통하여 실험참가자에게 제공된 실제 산소 농도는 산소 농도 측정기로 측정한 결과 약 30%이었다. 본 실험의 테라피 조건은 30% 농도의 산소+백색 조명, 30% 농도의 산소+주황색 조명, 30% 농도의 산소+파란색 조명의 세 가지로, 순서효과를 배제하기 위하여 실험참가자 간 무선할당으로 제시되었다. 즉, 세 가지 조건에서 ‘기저선-테라피 조건-회복기’ 측정을 반복하였다.
산소와 색채 조명에 의한 스트레스 이완 효과를 확인하기 위하여 심박변이도의 변화를 분석하였다. 스트레스 상황에서 교감신경이 활성화되면 카테콜아민이 분비되어 심장 박동이 빨라지고 자율신경계의 불균형이 야기된다(Kim, 2008).
세 가지 테라피 조건에서 테라피 전과 후 심박변이도의 차이를 확인하였다(Table 1). 세 조건 모두에서 테라피 전과 테라피 후의 HR과 LF/HF ratio에서 유의한 차이를 보였는데, 테라피 전보다 테라피 후에 두 지표는 유의하게 감소하였다.
실험참가자가 실험실에 입실하면, 실험 절차 및 안내사항을 전달받고 지난 일주일 동안 일상생활에서 경험한 스트레스 상태를 스트레스 척도상에 평가하였다. 스트레스 평가가 끝나면 실험자는 실험참가자를 ‘옥시스파(OxySpa, ㈜엔에프, 한국)’에 편안한 자세로 앉게 한 후, 실험참가자의 목에 산소 공급을 위한 넥셋을 장착하고, 그들의 양쪽 손목과 왼쪽 팔꿈치(기준 전극)에 심전 신호 측정을 위한 전극을 부착하였다.
196이었다(Lee & Suk, 2012). 이들 테라피 제공이 끝난 후, 실험참가자들은 테라피가 스트레스 이완에 얼마나 효과가 있었는지에 대하여 Likert 5점 척도 (1점: 전혀 효과가 없었다, 5점: 매우 효과가 있었다) 상에 평가하게 하였다. 실험 환경은 Fig.
본 연구에서는 산소와 조명을 조합한 복합 자극 조건이 스트레스 완화에 미치는 영향을 밝히기 위해 자율신경계 반응의 변화를 측정하였다. 이를 위하여 일상 스트레스에 대한 개인의 심리 반응을 측정하였고, 자극에 의한 심박변이도의 변화를 측정하였다. 스트레스 반응 척도에 의한 일상 스트레스 분석 결과, 37명의 실험참가자들이 스트레스가 낮거나 평균에 속하였다.
테라피에 의한 스트레스 이완에 대한 심리 반응은 실제로 이완되었는지 여부에 대한 빈도 분석을 통해 테라피에 대한 적합성을 검증하였다. 테라피 제시 전 5분과 제시 후 5분 동안 심박변이도 지표의 평균을 계산하여 분석에 활용하였다.
테라피에 의한 스트레스 이완에 대한 심리 반응은 실제로 이완되었는지 여부에 대한 빈도 분석을 통해 테라피에 대한 적합성을 검증하였다. 테라피 제시 전 5분과 제시 후 5분 동안 심박변이도 지표의 평균을 계산하여 분석에 활용하였다.
대상 데이터
성인 남녀 42명(평균 연령 34.2±12.47세, 남 26명, 여 16명)이 본 실험에 참여하였다.
데이터처리
0을 이용하여 수행되었다. 대응표본 t-검정(paired t-test)을 통해 테라피 전(기저선) 심박변이도와 테라피 후(회복기) 심박변이도 지표의 차이를 검증하였고, 세 가지 테라피 조건 간 심박변이도 지표의 차이를 검증하기 위하여 일 변량 반복측정 분산분석(one-way repeated ANOVA)과 Bonferroni 사후 검정을 수행하였다.
심박변이도는 심장의 자율신경 조절 상태를 반영하기 때문에 심혈관 활동을 나타내는 지표로 활용되고 있다 (Bos et el, 2013). 추출된 특징은 심박률, R-R 간격의 표준편차(standard deviation of R-R interval, SDNN), 인접한 R-R 간격 간 차이값의 평균제곱근(square root of the mean squared differences of successive normal to normal R-R interval, RMSSD), 심박변이도의 저주파성분(low frequency, LF), 고주파성분(high frequency, HF)과 이들 주파수 성분의 비율(LF/HF ratio)이었다.
이론/모형
실험참가자들의 스트레스 상태를 평가하기 위하여 Koh et al.(2001)이 개발한 한국형 스트레스 반응 척도 (Stress Response Inventory, SRI)가 사용되었다. SRI는 네 가지 영역의 스트레스 반응, 즉 감정적, 신체적, 인지적, 행동적 반응을 평가할 수 있는 검사법으로, 0~4점 척도로 평가한다.
따라서 본 연구에서는 산소와 색채 조명을 조합한 복합 테라피 조건이 스트레스 완화에 미치는 영향을 밝히고자 하였다. 자율신경계 반응 지표로서 심박변이도(heart rate variability, HRV)를 활용하였다. Salahuddin 등(2007)은 스트레스가 높은 집단과 낮은 집단의 생리 반응을 비교한 결과, 스트레스가 높은 집단에서 심박변이도 고주파수 (high frequency, HF)는 낮아지고 심박변이도 저주파수(low frequency, LF)와 LF/HF ratio는 높았고, 스트레스가 낮은 집단에서는 반대로 나타나 스트레스 수준이 심박변이도 지표와 관련되어 있음을 확인한 바 있다.
성능/효과
또한 부교감신경의 활성도를 반영하는 RMSSD는 모든 조건에서 증가하였으나, 산소와 파란색 조명 조건에서만 유의한 것으로 나타났다. LF/HF ratio의 감소와 RMSSD의 증가는 부교감 신경의 활성화에 따른 자율신경의 균형을 의미하는데, 본 연구 결과는 산소와 백색, 산소와 주황색 조명 조건에서는 상대적으로 스트레스 이완이 적고, 산소와 파란색 조명의 테라피가 스트레스 이완에 효과적이었음을 보여주는 결과이다.
2). RMSSD, HF와 LF/HF ratio 지표에서 세 조건 간 유의한 차이를 보였다(RMSSD: F=3.259, p=.044, HF: F=3.676, p=.030, LF/HF ratio: F=4.104, p=.020). Bonferroni 사후 검정 결과, RMSSD와 HF는 산소와 파란색 조명의 테라피 조건에서 다른 두 테라피 조건보다 유의하게 높았고, LF/HF ratio는 낮게 나타났다.
또한 다른 두 조건에 비하여 산소와 파란색 조명이 함께 제시된 테라피 조건에서 RMSSD와 HF가 유의하게 컸고 LF/HF ratio가 적게 나타났다. 특히 RMSSD와 HF의 증가는 미주신경의 조절에 의한 부교감신경 활성도의 증가를 의미하며 심장의 전기적인 안정도와도 밀접한 관련이 있다(Camm et al.
이들 지표는 테라피 전에 비하여 테라피 후에 감소하였는데, 이는 스트레스의 이완을 의미한다. 또한 부교감신경의 활성도를 반영하는 RMSSD는 모든 조건에서 증가하였으나, 산소와 파란색 조명 조건에서만 유의한 것으로 나타났다. LF/HF ratio의 감소와 RMSSD의 증가는 부교감 신경의 활성화에 따른 자율신경의 균형을 의미하는데, 본 연구 결과는 산소와 백색, 산소와 주황색 조명 조건에서는 상대적으로 스트레스 이완이 적고, 산소와 파란색 조명의 테라피가 스트레스 이완에 효과적이었음을 보여주는 결과이다.
스트레스 반응 척도에 의한 일상 스트레스 분석 결과, 37명의 실험참가자들이 스트레스가 낮거나 평균에 속하였다. 또한 산소와 색채 조명의 복합 자극은 88.1%의 적합성을 가졌고, 스트레스 이완 효과는 5점 척도에서 3.8점 이상으로 나타났다. 이는 본 연구에 사용된 복합 자극이 스트레스 이완에 효과적이었음을 의미한다.
Chong 등(2007)은 또한 차가운 색에서 부교감신경의 활성화가 상대적으로 크게 나타남을 밝힌 바 있다. 본 연구 결과, 산소와 주황색 조명이 더해진 테라피 조건에서는 유의하지는 않으나 SDNN과 LF의 증가도 확인할 수 있었다. 이는 따뜻하고 붉은 계열의 색이 흥분을 유도하고 교감신경의 활성을 유발한다는 선행 연구의 결과와도 일치한다(Kenz, 2001; Maier et al.
본 연구에 사용된 세 가지 테라피 조건 (산소+백색 조명, 산소+주황색 조명, 산소+파란색 조명 제공)에서 테라피 전과 후의 심박변이도 변화는 HR과 LF/HF ratio에서 유의한 것으로 나타났다. 이들 지표는 테라피 전에 비하여 테라피 후에 감소하였는데, 이는 스트레스의 이완을 의미한다.
세 가지 테라피 조건에서 테라피 전과 후 심박변이도의 차이를 확인하였다(Table 1). 세 조건 모두에서 테라피 전과 테라피 후의 HR과 LF/HF ratio에서 유의한 차이를 보였는데, 테라피 전보다 테라피 후에 두 지표는 유의하게 감소하였다. 또한 산소와 파란색 조명이 주어진 테라피 조건에서는 테라피 전에 비하여 테라피 후의 RMSSD가 유의하게 증가하였다(t=-2.
‘옥시스파’는 약 35% 농도의 산소를 제공하는 산소 공급장치와 LED 광원 색채요법이 가능한 색채 조명 조절 장치를 포함하고 있다. 실험 동안 넥셋을 통하여 실험참가자에게 제공된 실제 산소 농도는 산소 농도 측정기로 측정한 결과 약 30%이었다. 본 실험의 테라피 조건은 30% 농도의 산소+백색 조명, 30% 농도의 산소+주황색 조명, 30% 농도의 산소+파란색 조명의 세 가지로, 순서효과를 배제하기 위하여 실험참가자 간 무선할당으로 제시되었다.
실험참가자들의 스트레스 반응 척도 점수는 평균 50.1±24.79점으로, 이들이 실제 일상에서 경험하는 스트레스는 비교적 낮은 것으로 나타났다.
Lee(2017)는 심박변이도 지표를 활용하여 비선호 색상의 조명 자극은 교감신경의 활성을 유발하였고, 선호하는 색상의 조명 자극이 부교감신경의 활성을 유도하고 스트레스 저항상태를 유도하여 스트레스 완화에 효과적임을 확인하였다. 이들 실험에서 비선호색은 약 80%가 빨강과 주황, 선호하는 색은 약 75%가 파랑, 남색 등으로 나타났다. Minguillon et al.
테라피 조건에 따른 심박변이도의 차이를 확인한 결과, 세 가지 테라피 조건에 따른 기저선에서의 심박변이도 지표는 유의한 차이가 나타나지 않았으나 테라피 후 회복기 구간에서 세 조건 간 유의한 차이가 나타났다(Fig. 2). RMSSD, HF와 LF/HF ratio 지표에서 세 조건 간 유의한 차이를 보였다(RMSSD: F=3.
그럼에도 불구하고 실험참가자들은 복합 테라피가 스트레스 이완에 효과가 있었다고 보고하였고, 심박변이도의 변화를 통해 이완을 유발하였음을 확인하였다. 특히 본 연구 결과 30% 농도의 산소와 파란색 조명이 함께 제시될 때, 부교감신경의 활성화를 유발하여 자율신경의 균형을 유도하였고 스트레스 이완에 가장 효과적이었음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 현대인의 스트레스 완화를 위한 심리치료 방법으로 적용 가능하며, 나아가 사용자의 상황을 고려한 사용자 중심의 생활 환경 설계 등에도 활용할 수 있을 것이다.
후속연구
특히 본 연구 결과 30% 농도의 산소와 파란색 조명이 함께 제시될 때, 부교감신경의 활성화를 유발하여 자율신경의 균형을 유도하였고 스트레스 이완에 가장 효과적이었음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 현대인의 스트레스 완화를 위한 심리치료 방법으로 적용 가능하며, 나아가 사용자의 상황을 고려한 사용자 중심의 생활 환경 설계 등에도 활용할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
스트레스은 무엇을 야기하는가?
인간은 다양한 환경 자극들로 인해 스트레스를 경험하는데, 이러한 스트레스는 생산성, 창조성 및 신체적, 정신적 안녕 등에 영향을 미치고 피로감의 누적과 심리적 불안정을 야기한다(Kim et al., 2014).
스트레스는 무엇인가?
스트레스는 자율신경계 반응의 변화를 수반하며, 특히 심박변이도 지표는 스트레스에 의한 자율신경계의 활동을 반영하는 양적 지표로 사용된다. 본 연구에서는 스트레스 완화를 위한 산소와 색채 조명의 복합 자극이 제시되는 동안 자율신경계 반응의 변화를 확인하였다.
한국형 스트레스 반응 척도는 어떤 영역의 스트레스 반응을 평가하는 검사법인가?
(2001)이 개발한 한국형 스트레스 반응 척도 (Stress Response Inventory, SRI)가 사용되었다. SRI는 네 가지 영역의 스트레스 반응, 즉 감정적, 신체적, 인지적, 행동적 반응을 평가할 수 있는 검사법으로, 0~4점 척도로 평가한다. 긴장(tension), 공격성(aggression), 분노(anger), 우울(depression), 피로(fatigue), 신체화(somatization), 좌절(frustration)을 포함하는 일곱 가지 하위 척도별 점수와 전체 점수를 평가하며, 총 39개의 문항으로 구성되어 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.