[논문]안정상태에서 외부의 산소공급에 따른 혈중산소포화도, 심박동율, 피부전도도의 변화

정순철; 이현정; 민병찬; 김승철

[국내논문] 안정상태에서 외부의 산소공급에 따른 혈중산소포화도, 심박동율, 피부전도도의 변화
Changes of $SPO_2$, heart rate and GSR at resting state due to oxygen administration 원문보기

정순철 (건국대학교 의과대학 의학공학부) , 이현정 (건국대학교 의과대학 의학공학부) , 민병찬 (한밭대학교 산업경영공학과) , 김승철 ((주)옥시큐어)

본 연구에서는 안정 상태에서 일반 공기 중에 산소 농도(21％) 환경에 비해 외부에서 고 농도(35％)의 산소 공급이 혈중 산소 포화도(SPO2), 심박동율(Heart rate), 피부전도도(Galvanic skin response)에 어떠한 영향을 미치는지를 검증하고자 한다. 35％의 고농도 산소를 2L/min의 양으로 일정하게 공급할 수 있는 산소 공급 장치를 이용하였고, 뇌 질병이 없는 5명의 대학생들이 피험자로 참여하였다. 21％의 비해 35％ 산소 농도에서 모든 실험 참여자의 3분 동안의 평균 심박동율은 감소하였고 평균 혈중 산소 포화도는 증가하였다. 그러나 피부전도도는 차이가 없었다.

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문제 정의

본 연구에서는 고농도의 산소 공급과 인지 능력 변화의 상관관계를 밝히기 위한 또 다른 접근 방법으로, 고농도의 산소 공급과 생체신호 변화의 상관관계를 밝히기 위한 기초 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 먼저 본 연구에서는 안정 상태에서 일반 공기 중의 산소 농도 (21%) 환경에 비해 외부에서 고 농도 (35%)의 산소 공급이 혈중 산소 포화도 (SPO2), 심박동율 (Heart rate), 피부전도도 (Gal.
본 연구에서는 고농도의 산소 공급과 인지 능력 변화의 상관관계를 밝히기 위한 또 다른 접근 방법으로, 고농도의 산소 공급과 생체신호 변화의 상관관계를 밝히기 위한 기초 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 먼저 본 연구에서는 안정 상태에서 일반 공기 중의 산소 농도 (21%) 환경에 비해 외부에서 고 농도 (35%)의 산소 공급이 혈중 산소 포화도 (SPO2), 심박동율 (Heart rate), 피부전도도 (Gal.,anic skin response: GSR)에 어떠한 영향을 미치는지를 밝히고자 한다.

제안 방법

눈을 감은 상태에서 피험자에게 충분히 안정을 취하게 하고 먼저, 일반 공기 중의 산소 농도 (21%) 일 때 3분 동안 혈중 산소 포화도, 심박동율, 피부전도도를 측정하였다. 그 다음은 산소 공급 장치를 통해 35% 농도의 산소를 공급하면서 동일한 실험을 수행하였다.
두 가지 농도에서 각각 피험자의 3분 동안 의 측정된 데이터를 평균하였다.
두 가지 산소 농도에서 안정 상태일 때 혈중 산소 포화도, 심박동율, 피부전도도의 변화를 측정하였다. 21%에 비해 35% 산소 농도에서 모든 실험 참여자의 3분 동안의 평균 심박 동율은 감소하였고, 평균 혈중 산소 포화도는 증가하였다.
본 연구를 위해 35%의 고농도 산소를 2L/min의 양으로 일정하게 공급할 수 있는 산 소 공급 장치 (Oxy Cure Co.)를 이용하였고, 헤드셋을 이용하여 코앞에서 직접 산소 공급이 이루어지도록 하였다. 뇌 질병이 없는 5명의 대학생들이 본 연구에 참여하였다.
그러므로 실험자가 10초 간격으로 측정값을 읽어서 (Isample/lOsec) 데이터를 기록하였다. 심박동 율과 피부전도도는 Biopac system의 Biopac MP100을 사용하여 200 samples/sec로 측정하 였고, Acqknwledge 3.5> 이용하여 데이터를 분석하였다. 심박동율은 심전도 (Electrocardiogram; ECG)를 측정하여 분당 비트수 (bit per minute: bpm)로 계산되었다.
5> 이용하여 데이터를 분석하였다. 심박동율은 심전도 (Electrocardiogram; ECG)를 측정하여 분당 비트수 (bit per minute: bpm)로 계산되었다. 이때 전극은 오른쪽 발목에 도출 전극을 부착하고, 양 손목에 측정 전극을 부착하였다.
향후 고농도의 산소 공급과 인지 능력 변화의 상관관계를 밝히기 위한 또 다른 접근 방법으로, 고농도의 산소 공급과 생체 신호 변화의 상관관계를 밝히고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 먼저 안정 상태에서 두 가지 농도의 산소 공급으로 발상하는 생체 신호의 변화를 관찰하였다.

대상 데이터

)를 이용하였고, 헤드셋을 이용하여 코앞에서 직접 산소 공급이 이루어지도록 하였다. 뇌 질병이 없는 5명의 대학생들이 본 연구에 참여하였다.
미국의 ninin사의 제품인 8500A를 이용하여 혈중 산소 포화도 (SPO2 [%])를 측정하였다. 이 제품은 휴대용 산소포화도 측정기로서 컴퓨터에 측정값을 저장하는 기능이 없고 단지 LED를 이용하여 디스플레이만 가능하다.
미국의 ninin사의 제품인 8500A를 이용하여 혈중 산소 포화도 (SPO2 [%])를 측정하였다. 이 제품은 휴대용 산소포화도 측정기로서 컴퓨터에 측정값을 저장하는 기능이 없고 단지 LED를 이용하여 디스플레이만 가능하다. 그러므로 실험자가 10초 간격으로 측정값을 읽어서 (Isample/lOsec) 데이터를 기록하였다.

성능/효과

표 1에서처럼 21%에 비해 35% 산소 농도에서 모든 실험 참여자의 3분 동안의 평균 심박 동율은 감소하였고, 평균 혈중 산소 포화도는 증가하였다. 그림 1과 같이 안정 상태에서 21%와 35% 산소 농도에서 평균 심박동율은 각각 98.
외부에서 고농도의 산소 공급이 공간 지각 능력 및 언어 능력과 같은 인지 능력에 긍정적인 영향을 미친다는 결론을 선행 연구를 통해서 확인하였다 [1, 2], 이러한 결과는 정답율의 증가와 같은 인지 수행 능력의 증가를 통해 밝혀졌고, 또한 뇌기능 영상 기법 (functional Magnetic Resonance Imaging: fMRI)을 이용하여 뇌의 활성화 양에도 차이가 있다는 것을 통해 밝혀졌다.
표 1에서처럼 21%에 비해 35% 산소 농도에서 모든 실험 참여자의 3분 동안의 평균 심박 동율은 감소하였고, 평균 혈중 산소 포화도는 증가하였다. 그림 1과 같이 안정 상태에서 21%와 35% 산소 농도에서 평균 심박동율은 각각 98.

후속연구

향후 고농도의 산소 공급과 인지 능력 변화의 상관관계를 밝히기 위한 또 다른 접근 방법으로, 고농도의 산소 공급과 생체 신호 변화의 상관관계를 밝히고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 먼저 안정 상태에서 두 가지 농도의 산소 공급으로 발상하는 생체 신호의 변화를 관찰하였다.

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