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대한임상검사학회지 : 39권제3호, 264-270, 2007 ISSN 1738-3544 폐쇄성수면무호흡증후군의무호홉 - 저호흡지수에따른수면양상의비교 원광보건대학임상병리과 진복희 Comparison of Sleep Pattern According to Apnea-Hypopnea Index with Obstructive Sleep Apnea Syndrome Bok-Hee, Jin Department of Clinical Laboratory Science, Wonkwang Health Science College, Iksan 570-750, Korea Obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) is defined by sleep apnea with decreased oxygen saturation, excessive snoring with daytime sleepiness, and frequent awakening during the night time sleep. The present study was performed to investigate how apnea-hypopnea, that possibly causes breathing disturbance during sleep, can affect sleep pattern in patients with OSAS. We included 115 patients (92 men, 23 women) who underwent a polysomnography from January 2006 to May 2007. As the frequency of sleep apnea-hypopnea increases, the proportion of non-rapid eye movement (REM) sleep (p<0.001), and stage I sleep (p<0.001) increased, while that of stage II sleep (p<0.001), stage III and IV sleep (p<0.01), and REM sleep (p<0.05) decreased. Furthermore, sleep apnea-hypopnea was closely correlated with REM sleep (r=0.314, p<0.001), stage I sleep (r=0.719, p<0.001), stage II sleep (p=-0.342, p<0.05), stage III and IV sleep (r=-0.414, p<0.001), and REM sleep (r=-0.342, p<0.05). Stage I sleep could account for the 51% of the variance of apnea-hyponea. Our study shows sleep apnea-hypopnea affects sleep pattern in pattern with OSAS significantly, and the change of stage I sleep is the most important factor in estimating the disturbance of sleep pattern. Key Words : Obstructive sleep apnea syndrome, Apnea-hypopnea index, Sleep pattern I. 서론 1) 수면은뇌가발달된동물의중요한생리기능으로양적으로나질적으로양호한수면을얻음으로서의해주간의정상적인활동을영위할수있다. 그러나현대인들은생활패턴의변화로인해평균수면시간이양적으로감소되 교신저자 : 진복희, ( 우 ) 570-750 전북익산시신용동 344-2 원광보건대학임상병리과 Tel : 063-840-1217 E-mail : bhjin@wkhc.ac.kr 었고, 질적으로도수면장애가증가하는추세에있다 ( 佐藤, 2005). 최근증가하고있는수면무호흡증후군 (sleep apnea syndrome, SAS) 은 Guilleminault 등 (1976) 이 7시간이상의수면중에 10초이상지속되는무호흡이 30회이상출현하는것으로정의하였다. SAS는수면시상기도폐쇄에의한폐쇄성, 호흡중추이상에의한중추성및폐쇄성의일부로생각되는혼합성으로나누어지며, SAS의 95% 정도는폐쇄성수면무호흡증후군 (obstructive sleep apnea 264

Korean Soc. Clin. Lab. Sci. 39(3):264-270, 2007 syndrome, OSAS) 이다 ( 일본후생성특정질환호흡부전조사연구반, 1999). OSAS는수면시상기도폐쇄에의해 10 초이상지속되는일과성무호흡이 1시간당 5회이상발생하며그것에따라서동맥혈산소포화도 (SpO 2) 의저하가반복하여일어나는것으로심한코골이와주간의과도한졸음 (excessive daytime sleepiness, EDS) 을호소하고, 수면중의질식감이나잦은각성, 숙면감의결여, 주간피로감, 집중력결여등의자각증상을동반하는증후군이다 ( 川名, 2006; 八木, 1998; 김, 2004). 미국인을대상으로한수면장애에대한역학조사에의하면성인남성의 24%, 여성의 9% 가수면호흡장애 (sleep breathing disorder, SBD) 를가지고있다. 이중 OSAS는성인남성이 4%, 여성이 2% 라고하였으며 (Young 등, 1993), 일본에서는성인남성의 OSAS는 2%~4% 정도라고보고하였다 ( 岡田, 1994). SAS의진단, 중증도의판정및치료효과의평가는수면다원검사 (polysomnography, PSG) 가필수적이며최근수면의학과수면무호흡증에대한관심과더불어 PSG를이용한연구가활발히진행되고있다. 따라서본연구에서는 PSG에서확진된 OSAS의소견을분석하여수면중의호흡장애를나타내는무호흡-저호흡지수 (apneahypopnea index, AHI) 가수면양상에어떤영향을미치는지알아보고자하였다. II. 대상및방법 1. 대상 2006년 1월부터 2007년 5월까지이대목동병원수면다원검사실에서코골이를주소로내원하여 PSG를받은 115명 ( 남자 92명, 여자 23명 ) 을대상으로하였다. 이중폐쇄성과혼합성은포함하였으나중추성은제외하였다. 2. 방법 PSG는야간수면중에생긴여러전기현상을동시에기록하기위해서수면다원검사기기 (Alice 3, Respironics, Pennsylvania, Pittsburgh, USA) 를이용하였다. 수면단계 를알기위해뇌파는 C 3/A 2, C 4/A 1, O 1/A 2, O 2/A 1 에, 안전도는외안각외측 1cm위아래에, 아래턱근전도는하악근에부착하였다. 무호흡여부와그분류를하기위해비강, 구강의공기흐름은온도감지센서 (thermister) 를이용하였으며, 흉곽및복부의호흡운동은벨트를부착하여측정하였다. 코골이음을측정하기위해마이크로폰을후두부위에부착하였고, 다리근전도는양측전경골근에부착하였으며, 동맥혈산소포화도 (SpO 2 ) 를측정하기위해감지기 (pulse oximeter) 를왼손둘째손가락에부착하였다. 그외에심전도, 체위센서를부착하여측정하였다. 무호흡 (apnea) 은비강, 구강의공기흐름이 10초이상정지된상태로호흡운동자체는지속되는경우로정의하였고, 저호흡 (hypopnea) 은 1회환기량의 50% 이하의호흡이 10초이상계속된경우로정의하였다 ( 八木, 1998). AHI는수면 1시간당발생하는무호흡과저호흡횟수의합에서구하였다. 보통이용되는 AHI의판정기준은 0~5/hr 이하는정상, 5~15/hr는경증 (mild), 15~30/hr은중등증 (moderate), 30/hr 이상은중증 (severe) 으로분류하였다 (AASM, 1999). 뇌파에서수면단계의판정은 Rechtschaffen와 Kales의국제안 (1986) 에따라서각성, 1~4단계수면및 REM단계수면으로판정하였으며수면구축에관한지표로서각수면단계의비율, 즉비렘수면비율 (% non REM), 1단계수면비율 (% stage 1 sleep), 2단계수면비율 (% stage 2 sleep), 3 & 4단계수면비율 (% stage 3 & 4 sleep), 렘수면비율 (% REM), 렘수면잠복기 (REM latency), 입면잠복기 (sleep latency) 를산출하였다. 3. 통계분석모든측정치는평균 ± 표준편차로나타냈고, 대상자의임상특성은 one sample T-test분석을실시하였으며, AHI 에따른수면양상간의유의성을평가하기위해서 ANOVA분석을실시하였다. 그리고수면양상과 AHI 두변수간의상관관계를알기위해 Pearson상관계수 (correlation coefficient) 분석을실시하였다. 각수면양상에따른 AHI 의회귀식과유의도를얻기위해중요한변수순서로투입되다가통계적으로유의성이없는변수만남게되면분석이중단되는 stepwise방식의다중회귀분석 (multiple 265

대한임상검사학회지 39(3):264-270, 2007 regression) 을실시하였다. 유의수준은 0.05 이하로하였으며통계분석은 SPSS Win(ver 11.5) 을이용하였다. III. 결과 대상자의평균연령은 46.31±11.72세로, 주로 40~50 대의중년층이었다. 신장은 168.54±8.51 cm, 체중은 73.73±12.70 kg이었으며, 신장과체중으로부터구한체질량지수 (body mass index, BMI) 는 25.77±3.06 kg/m 2 로비만에해당되었다. 코골이음은 68.26±10.94 db로환경소음기준인 50 db보다컸으며, 목둘레는 39.33±3.32 cm로보통정상성인의목둘레 32~35 cm에비해굵었다. AI는수면 1시간당의무호흡횟수로 13.61±20.70 회 /hr, HI는 19.39±17.89 회 /hr이었고, AHI는 32.97±26.85 회 /hr로중등증에해당되었다. AHI의판정기준에의한분류에서정상은 3.25±1.52 회 /hr로 15명 (13.04%) 이었고, 경증은 10.31±2.38 회 /hr로 22명 (19.13%), 중등증은 22.61±4.47 회 /hr로 27명 (23.48%), 중증은 46.02±21.68 회 /hr로 51명 (44.35%) 이었다 (Table 1). OSAS의 AHI에따른수면양상은수면단계에서많은변화를보였다. 비렘수면비율 (p<0.05) 과 1단계수면비율은무호흡- 저호흡의정도가심할수록증가하였으며 (p< 0.001), 2단계수면비율은감소하였다 (p<0.001). 그리고 3 & 4단계수면비율 (p<0.01) 과렘수면비율 (p<0.05) 은무호흡-저호흡의정도가심할수록감소하였다. 그러나렘수면잠복기와입면잠복기는무호흡-저호흡의정도가심할수록유의한차이는볼수없었다 (Table 2). Table 1. Clinical characteristics of study subjects Variables Mean(range) Sex (male/female) 92 명 (80%)/23 명 (20%) Age (yrs) 46.31±11.72(14~72) Height (cm) 168.54±8.51(149~184) Weight (kg) 73.73±12.70(48~112) BMI (kg/m 2 ) 25.77±3.06(18.5~34) Snoring sound (db) 68.26±10.94(45~95) Neck circumference (cm) 39.33±3.32(32~47) AI 13.61±20.70(0~113.42) HI 19.39±17.89(0~84.34) AHI <5/hr 5~15/hr 15~30/hr >30/hr 32.97±26.85(0~115) 15(13.04%) 22(19.13%) 27(23.48%) 51(44.35%) Values are mean±sd (range), BMI (body mass index)=weight ( kg )/[height(m)] 2 AI : apnea index, HI : hypopnea index, AHI : apnea-hypopnea index 수면양상과 AHI의상관관계를알기위해상관계수를분석한결과비렘수면비율 (r=0.314, p<0.001), 1단계수면비율 (r=0.719, p<0.001), 2단계수면비율 (r=-0.487, p< 0.001), 3 & 4단계수면비율 (r=-0.414, p<0.001), 렘수면비율 (r=-0.342, p<0.001) 은유의한상관관계를나타냈으나렘수면잠복기 (r=-0.086), 입면잠복기 (r=-0.119) 는상관관계를나타내지않았다 (Table 3). Table 2. Comparison of sleep pattern according to apnea-hypopnea index Variables <5/hr (n=15) 5~15/hr (n=22) 15~30/hr (n=27) >30/hr (n=51) P-value Non REM (%) 82.42±4.88 86.35±6.96 83.41±4.85 87.28±7.20 <0.05 Stage 1 sleep (%) 19.35±10.66 26.46±9.41 30.22±12.59 48.33±21.41 <0.001 Stage 2 sleep (%) 46.93±11.59 47.15±14.33 40.55±13.35 32.87±15.65 <0.001 Stage 3 & 4 sleep (%) 16.15±10.81 11.39±10.21 12.63±9.64 6.09±7.61 <0.01 REM (%) 17.61±4.91 13.65±6.95 16.57±4.85 12.72±7.20 <0.05 REM latency (min) 111.17±52.27 119.23±68.09 122.98±60.89 101.68±70.64 0.523 Sleep latency (min) 22.07±39.39 18.69±40.37 7.22±5.84 9.27±15.43 0.327 266

Korean Soc. Clin. Lab. Sci. 39(3):264-270, 2007 Table 3. Correlation between sleep pattern and apneahypopnea index Variables Correlation coefficient(r) P-value Non REM (%) 0.314** <0.001 Stage 1 sleep (%) 0.719** <0.001 Stage 2 sleep (%) -0.487** <0.001 Stage 3 & 4 sleep (%) -0.414** <0.001 REM (%) -0.342** <0.001 REM latency (min) -0.086 0.359 Sleep latency (min) -0.119 0.206 Table 4. Multiple regression equation of sleep pattern affecting apnea-hypopnea index Multiple regression equation R2 P-value AHI = -1.986+0.969 S 1 0.517 <0.001 AHI : apnea-hypopnea index, S1 : stage 1 sleep 각수면양상에따른 AHI의회귀식과유의도를얻기위해다중회귀분석을시행한결과가장먼저투입되는변수는 1단계수면비율로이때의설명력은 51.7% 로나타났다. 그이후에투입되는변수는없었으며결국회귀분석은종결되었다. 이때산출된회귀식은다음과같다 (Table 4). IV. 고 찰 수면중신체의주요기능들은비급속안구운동수면 (non rapid eye movement sleep, non REM 수면, 비렘수면 ) 과급속안구운동수면 (rapid eye movement sleep, REM수면, 렘수면 ) 에따라달라지며이것은수면중호흡에있어서도그대로적용된다 ( 신과이, 2004). 수면무호흡은수면단계에따라중추신경계로부터의조절이다르고일부수면질환은렘수면시에만이상이나타나므로 PSG에서수면을비렘수면과렘수면으로구분해야하고, 비렘수면은얕은수면인 1, 2단계와깊은수면인 3, 4단계로나누어관찰해야한다 ( 김, 2004; 이와정, 2005). 일반적으로수면무호흡은밤의수면에큰영향을 미치고, 폐쇄성인경우에무호흡은반드시각성되기때문에무호흡이있을때마다각성이나타나고, 1, 2단계수면이많이나타나며 3, 4단계수면및렘수면이감소한다 (Parkes, 1985). 수면무호흡증의수면단계는무호흡에따라도중에각성이많으며불안정한수면패턴을보이나 ( 岩崎, 1990) 1단계수면은정상수면에비해분명히다르다 ( 紫田등, 1992). 杉田 (1987) 은소아의수면무호흡증에서깊은비렘수면이차지하는비율은적고얕은비렘수면이많으며매우불안정한수면과정으로렘수면의출현율도저하한다고보고한바있다. 본연구에서 OSAS의 AHI에따른수면양상을비교한결과수면단계에서많은변화를보였으며무호흡- 저호흡의정도가심할수록비렘수면비율은증가하였다. 이중 1단계수면비율은무호흡-저호흡의정도가심할수록증가하였다. 이와같은것은수면무호흡증의수면구축에관한여러지표를비교한결과수면무호흡증의수면구축은건강성인에비해수면효율이유의하게낮고 1단계수면비율이유의하게증가하였다고보고한결과와일치하였다 ( 井上, 1988). 紫田등 (1992) 도정상예와비교하여수면무호흡증에서주목되는변화는 1단계수면이증가하였다고보고하여본연구와일치된소견을보였다. 수면무호흡증의수면구축에서 2단계수면비율은유의하게낮으며 ( 八木등, 1998), 성인에서수면무호흡증은 1, 2단계수면과렘수면에서만나타난다고하였으나 ( 井上, 1988) 본연구에서 2단계수면비율은무호흡-저호흡의정도가심할수록감소하였다. 이는수면무호흡증이주로 1, 2단계수면에서나타난다는결과와일치하였으나 (Issa와 Sullivan, 1984) 무호흡이심할수록 2단계수면은증가되었다는 Chervin과 Aldrich(1998) 의연구와는상반된결과를보였다. 각성과수면시간을단순히비교한수면효율보다는 3 과 4단계수면인서파수면비율과렘수면비율로정의된수면구조의변화가폐쇄성수면무호흡증의호흡장애지수를더잘반영한다 ( 김, 2001). 따라서수면구조는보통 3 과 4단계수면인서파수면비율과렘수면비율로평가할수있다. 폐쇄성수면무호흡증에서 3과 4단계수면인서파수면비율과렘수면비율이모두저하되는것은호흡장애지수가증가하면서파수면과렘수면이 1, 2단계의얕은수면으로바뀌어서나타나는현상으로생각된다 ( 김, 2001). 본연구에서 3과 4단계수면비율은무호흡-저호흡 267

대한임상검사학회지 39(3):264-270, 2007 의정도가심할수록감소하였다. 이는성인을대상으로한수면무호흡증의연구에서 3과 4단계가전혀나타나지않으며 ( 紫田등, 1992; Issa와 Sullivan, 1984), 수면무호흡증에서서파수면비율이감소하였다는 Rey 등 (1994) 과 Parkes(1985) 의결과와일치된소견을보였다. 또한 3과 4 단계수면인서파수면비율과렘수면비율은폐쇄성수면무호흡증에서정상치에비해감소되어있으며 ( 김, 2001; Chervin과 Aldrich, 1998), 수면무호흡증의수면구축은건강성인에비해 3, 4단계수면비율이유의하게감소하였다는井上 (1988) 의결과와도일치된소견이다. 수면무호흡증은입면시간이단축하고서파수면은거의출현하지않는특징이있다. 따라서 1, 2단계수면은증가하지만서파수면중에는무호흡이생기기어렵고렘수면중에는무호흡횟수가증가하며지속시간도길어지는경향이있다 ( 中澤, 1986). 八木등 (1998) 은수면무호흡증의수면구축은수면효율, 2단계수면비율, 3과 4단계수면비율, 렘수면비율은유의하게낮았다고보고한바있다. 수면과관련된환기장애의대부분이렘수면단계에서가장심각하게나타나며무호흡도더욱길고빈번하게나타난다 (Wiegand 등, 1991). 이는수면중에증가하는호흡저항에대한환기기능의보상작용이렘수면단계에서가장감소하기때문이다 (Wiegand 등, 1988). 본연구에서렘수면비율은무호흡-저호흡의정도가심할수록감소하였다. 이는무호흡이심할수록렘수면비율이감소하고 3과 4단계수면인서파수면이감소하며 (Chervin과 Aldrich, 1998; Parkes, 1985) 수면무호흡증의수면구축은건강성인에비해수면효율이유의하게낮고렘수면단계의비율이유의하게감소한다는井上 (1988) 의결과와일치된소견이나수면무호흡증은주로렘수면단계에걸쳐나타난다는 Issa와 Sullivan(1984) 의결과와는상반된소견을보였다. 렘수면에서는상기도의운동신경과확장근육의긴장도와활성도가저하되고상기도저항은증가하면서환기가감소한다 (Becker 등, 1999). 따라서렘수면에서호흡장애의일종인폐쇄성수면무호흡증은렘수면에서주로발생해야하나수면무호흡증은대개여러수면단계에걸쳐서나타난다. 본연구에서렘수면잠복기는무호흡- 저호흡의정도가심할수록유의한차이는볼수없었다. 이는폐쇄성수면무호흡증을정상군과비교한연구에서렘수면잠복 기가증가되었으며 ( 김등, 2001), 경도의수면무호흡증의패턴을분류한연구 (O'Connor, 2000) 에서경도의 SAS와렘수면의존성 SAS가반드시일치하지않는다는결과와는상반된소견이다. 야간 PSG에서입면잠복기에대한선행연구들의결과는매우다양하다. 야간 PSG에서호흡장애지수가클수록입면잠복기는감소 (Rohers 등, 1989) 하나관계가없다는보고도있다 (Chervin, 1995). 또한폐쇄성수면무호흡증을정상군과비교한김등 (2001) 의연구에서는입면잠복기가증가한다고하였으나본연구에서입면잠복기는무호흡-저호흡의정도가심할수록유의한차이는없었다. 이와같은결과는김등 (2001) 의연구와는상반된소견이다. 입면잠복기는과도한주간졸음증이있는폐쇄성수면무호흡증에서입면잠복기반복검사 (multiple sleep latency test, MSLT) 를실시하면입면잠복기가감소되므로야간 PSG에서졸음증의평가에참조할수있는변인으로서입면잠복기가이용되기도한다 (Chervin, 1995). 폐쇄성수면무호흡증에서 3과 4단계수면인서파수면비율과렘수면비율은호흡장애지수와음의상관관계가있으나폐쇄성수면무호흡증에서호흡장애지수와입면잠복기는유의한상관관계가없다 ( 김등, 2001). 이는수면양상과 AHI의상관관계를알기위해상관계수를분석한결과 3과 4단계수면비율과렘수면비율은음의상관관계가있으나입면잠복기는상관관계를나타내지않은본연구와일치된소견을보였다. 호흡장애지수는무호흡과저호흡을합한횟수의시간당평균을나타내므로폐쇄성수면무호흡증에서호흡장애지수는서파수면비율과렘수면비율이수면구조를반영한다고규정할수있다. 본연구에서는 OSAS에서수면중호흡장애를일으키는무호흡-저호흡이수면양상에미치는영향을알아보아다음과같은결과를얻었다. 무호흡- 저호흡의정도가심할수록비렘수면비율, 1단계수면비율은증가하였으며, 2단계수면비율, 3과 4단계수면비율, 렘수면비율은감소하였다. 또한비렘수면비율, 1단계수면비율, 2단계수면비율, 3과 4단계수면비율, 렘수면비율은유의한상관관계가있었으며, 1단계수면비율은 AHI의분산을 51.7% 설명하는것으로나타나 OSAS에서무호흡- 저호흡은수면양상에많은영향을미치는것을알수있었다. 268

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