자세와 수면 박탈이 심박 변이도에 미치는 영향

Abstract

[한글]자율신경계는 불수의적 활동 기능을 조절해 주는 신경계통으로, 자율신경계의 활성 정도를 평가하기 위해 심박 변이도 (HRV, heart rate variability)가 이용된다. 그러나 심박 변이도는 환경 변화나 심리 상태 등에 민감하게 반응하며, 자세와 수면 박탈에 의해서도 달라질 수 있다. 본 연구에서는 자세에 따른 수면 박탈 횟수와 심박 변이도를 30분간 6 stage에서 측정하고, 앉은 자세와 누운 자세에서 측정된 심박 변이도 결과를 비교하여 앉거나 누운 자세에서 심박 변이도를 측정하는 실험에 어떤 자세가 적합한지 결정하고자 하였다. 심박 변이도 분석은 전력 스펙트럼을 이용한 주파수 영역에서의 LF (low frequency) / HF (high frequency)를 이용하였고, stage 1을 100%로 하여 개인 및 성별에 따른 초기 LF/HF 차이를 상쇄시켜 주었다. LF/HF 증가는 교감 신경의 활성 증가를, 감소는 교감 신경의 활성 감소를 나타낸다. 교차 분석 결과 수면 박탈은 자세와 유의한 상관관계가 있었으며 (p=0.002), 자세만을 변수로 고려하였다. 앉은 자세에서 수면 박탈 횟수는 모든 stage에서 누운 자세보다 유의하게 적었다 (p<0.05). 자세는 LF/HF에 유의한 영향을 끼쳤으며 (p=0.033), 앉은 자세에서는 stage 1과 비교하여 stage 4, 5, 6에서 유의하게 증가하였고 (p<0.05), 누운 자세에서는 모든 stage에서 유의하게 증가하였다 (p<0.05). 연구 결과, 누운 자세에서 수면 박탈 횟수가 유의하게 많았으며, 교감 신경이 활성화됐음을 알 수 있었다. 따라서 앉거나 누워서 심박 변이도를 측정하는 실험에서는 수면 박탈 횟수와 LF/HF 변화가 작은 앉은 자세가 적합한 방법이라고 사료된다.

[영문]Autonomic nervous system (ANS) acts as a control system

functioning largely below the level of consciousness, and

controls visceral functions. The activity of the ANS has been

assessed by means of the heart rate variability (HRV)

indices. HRV has been demonstrated depending on several

factors that affect autonomic tone including sex, age, body

mass index, and smoking, etc. However, the effects of

posture and sleep deprivation on HRV have rarely been

reported. We analyzed HRV using power spectrum. Increased

low frequency (LF) power and high frequency (HF) power

indicate enhanced sympathetic and parasympathetic activity,

respectively. We used the LF/HF to ratio minimize individual

difference.

It was found that sleep deprivation was affected by

posture, which resulted in changes of LF/HF. Although

LF/HF varied with time, it was more stable in sitting than

in supine. In conclusion, we recommend sitting posture when

measuring HRV because of less sleep deprivation resulting in

less variation in LF/HF.