심박변이도를 이용한 중환자실 입원 환자의 자율신경계 일중변동성에 대한 예비연구 (A Preliminary Study on the Circadian Rhythm of Autonomic Nervous System in Patients Admitted to Intensive Care Unit, Using the Heart Rate Variability)

서지정보

· 발행기관 : 대한생물정신의학회
· 수록지 정보 : 생물정신의학 / 24권 / 1호 / 26 ~ 31페이지
· 저자명 : 오주영, 조동래, 김종인, 박재섭, 허재석, 김재진, 라세희, 신증수, 이보름, 박진영

초록

일반적으로 자율신경계의 기능은 일중 변화를 보이는 것으로 알려져 있으며, 오전 시간에 주로 교감 신경이 활성화되는 것으로 알려져 있다.1) 이러한 자율신경계의 활성은 운동, 호흡 및 정서 상태와 같은 다양한 요인으로부터 영향을받게 되며, 심장을 비롯한 다양한 신체 부위에 영향을 미치게 된다.2)3) 특히, 교감 신경계의 활성이 증가하는 오전에는 심장의 문제로 인한 급성 사망이 많이 일어나며, 밤 동안에 일어나는 부교감 신경의 활성은 이러한 사망을 방지하는 역할을 하기도 한다.4) 실제로 자율신경계의 반응성을 반영하는것으로 알려져 있는 신호인 심박변이도(heart rate variability, HRV)5)를 이용하면, 교감 신경계의 활성을 나타내는 지표들은 수면 후 오전 시간에 증가하고, 상대적으로 오후 시간에 감소하는 것을 확인할 수 있다.6) 중환자실에서는 환자의 내과적, 신경학적 증후들을 모니터링하고, 중재하기 위한 과정이 24시간 동안 이루어지고, 환자는 밤낮에 관계없이 지속적으로 빛과 소리에 노출되게 된다.7) 이러한 환경 속에서 중환자실의 환자들은 정상적인 수면 패턴을 유지하기가 어렵고, 환자들의 신체 기능의 일중 변화 주기에도 문제가 생기게 된다.8) 이러한 신체 리듬의 손상은 상처 회복 등의 신체적인 치료 과정을 지연시키고,7) 섬망을 유발하여 치료 및 회복 과정에 저해가 되고,9) 중환자실 입실 기간, 재원 기간 및 사망률을 높인다.10) Haimovich 등11)의 연구에 의하면 전신의 염증 반응은 중추와 말초의 신체 시간을 재조정하는 것으로 알려져 있다. 또한, 앞서 언급했듯이 중환자실 환자들의 수면 주기는 손상되어있고, 이는 일반 병실에서의 환자보다 심각한 수준이다.12)13) 이와 관련하여 중환자실 환자들의 심박, 혈압, 체온 등의 기본적인 생체 징후 및 멜라토닌, 코티졸 분비 등의 정상적인24시간 리듬은 손상되게 된다.14-17) 특히 수면과 관련되어 있는 멜라토닌 분비의 일중변동성은 환자의 진정 및 기계 호흡과정에서 손상된다는 것이 잘 알려져 있다.18) 이러한 배경에서, 중환자실 환자의 신체 기능 중 하나인 자율신경계 일중변동성 역시 손상되어 있을 가능성이 높을 것이다. 하지만현재까지 이에 대한 연구 보고는 매우 미미한 수준이다.19)20) 과거 대동맥 수술과 같은 큰 수술 이후 신체 및 정신적 스트레스에 의해 정상적인 심박변이도의 일중변동성이 사라진다는 보고가 있었지만,21) 보다 일반적인 중환자실 환자들의 특성을 대표하기에는 한계가 있다.
선행 연구들에서는 심박변이도의 주파수 범주의 지표들이자율신경계의 기능을 잘 반영하는 것으로 보고한 바 있다.5)22)23) 또한 심박 및 심박변이도는 그 자체가 일중변동성을 보이는것으로 이미 알려져 있다.24) 과거 연구들에 의하면, 주파수범주의 지표 중 부교감 신경 관련 지표들은 하루 중 밤 시간에 가장 높은 값을 가지고, 반대로 교감 신경 관련 지표들은밤 시간에 가장 낮은 값을 가진다고 알려져 있다.25) 또한, 교감신경 관련 지표들은 아침 시간에 제일 높은 값을 나타낸다고알려져 있다.26) 이러한 심박변이도의 일중변동성은 자율신경계의 일중변동성을 반영한다고 생각되고 있다.27-29) 이러한 배경에서, 본 연구에서는 중환자실 환자들의 자율신경계 기능의 일중 리듬이 손상되어 있는지의 여부를 심박변이도를 이용하여 알아보고자 하였다. 특히 자율신경계의 일중변동성과 관련하여 심박변이도 중 교감 신경 및 부교감 신경의 활성도를 나타내는 지표의 값들이 오전과 오후에 어떠한양상으로 나타나는지를 확인하고자 하였다.

영어초록

Objectives : A normal circadian rhythm of autonomic nervous system function stands for the daily change of sympathetic and parasympathetic modulation, which can be measured by heart rate variability (HRV). Generally, patients in the intensive care unit (ICU) are prone to sleep-wake cycle dysregulation, therefore, it may have an influence on the circadian rhythm of autonomic nervous system. This study was designed to interpret possible dysregulation of autonomic nervous system in ICU patients by using HRV.
Methods : HRV was assessed every 3 hours in 21 ICU patients during a 7-minute period. The statistical differences of HRV features between the morning (AM 6 : 00-PM 12 : 00), and the afternoon (PM 12 : 00-PM 18 : 00) periods were evaluated in time domain and frequency domain.
Results : Patients showed significantly increased normalized power of low frequencey (nLF), absolute power of low frequencey (LF)/ absolute power of high frequencey (HF) in the afternoon period as compared to the morning period. However, normalized power of high frequency (nHF) was significantly decreased in the afternoon period. There was no statistically significant difference between the morning period and the afternoon period in the time domain analysis.
Conclusions :The increased sympathetic tone in the afternoon period supports possible dysregulation in the circadian rhythm of autonomic nervous system in ICU patients. Future studies can help to interpret the association between autonomic dysregulation and negative outcomes of ICU patients.

참고자료

· 없음