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Comparison of Electrodermal Activity between Hypertensive and Non-hypertensive Subject in Health Screening Population
Comparison of Electrodermal Activity between Hypertensive and Non-hypertensive Subject in Health Screening Population
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine. 2013. Dec, 27(6): 847-852
Copyright © 2013, The Korean Association of Oriental Medical Physiology
  • Received : September 04, 2013
  • Accepted : October 18, 2013
  • Published : December 25, 2013
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영은 김
철 김
상준 예
창섭 양
미영 송
smyoung@kiom.re.kr

Abstract
The aim of this study was to investigate the difference of electrodermal activity between the hypertensive and non-hypertensive subjects. A total 161 subjects who visited a hospital for health check ups from August 2011 through November 2011 and from September 2012 through November 2012 were included in this study. We divided the subjects into two groups by blood pressure, hypertension group(81 patients) and non-hypertension group(180 subject). Then we compared electrodermal activity between two groups by using the autonomic bioelectric response device model CP-6000A. The data was analyzed by independent t-test and logistic regression. In this study, there was a significant difference in electrodermal activity(the mean absolute value of positive, negative pulse conductivity) between hypertensive and normotensive group in t-test and electrodermal activity showed the significant influence on the prevalence risk of hypertension with age, body mass index and dyslipidema in binominal logistic regression. In conclusion, hypertensive patients had high level of electrodermal activity compared with normotensive subjects and this finding suggests that electrodermal activity which is explained excess tendency in Korean traditional medicine could be used for diagnosis in hypertension patients at Korean traditional medical clinic.
Keywords
서 론
피부에 일정한 전압을 걸어주면 피부의 저항에 따라 흐르는 전류의 양이 달라진다. 이러한 피부의 전기적 특성을 피부전기활동성이라고 하는데, 피부전기활동성에서 피부저항에 영향을 끼치는 요인으로 땀샘이 있다. 땀샘은 자율신경에 의해 기능이 조절되므로 피부전기활성도를 측정함으로써 자율신경의 기능을 판단할 수 있으며, 이를 측정하는 기기를 피부전기자율반응검사라고 한다 1) . 한의학 임상에서는 쓰이고 있는 양도락진단기, 경락기능진단기, 7구역진단기, 생체전기자율반응측정기, 팔강검사 등은 인체를 하나의 전기적 특성을 지닌 회로로 보고 일정한 전류를 흘렸을 때 피부 저항치와 전도도를 검출하여 인체의 생리적, 병리적 특성을 살피는 원리가 서로 유사한데 2) , 피부의 전기반응을 측정하는 부위와 반응도에 영향을 미치는 요인이 한의학 경락유주와 경락 장부의 기능에 미치는 요인과 유사하여 인체의 한열허실의 변화를 측정하는데 활용하고 있다 3 , 4) .
피부전기자율반응검사에 대하여 한의학계에서 현재까지 연구하여 발표된 질환은 두통, 여성생식기질환, 교통사고 후 통증, 구안와사, 만성피로증후군 등이 있으나 5 - 10) , 고혈압에 대한 연구보고는 아직 없다. 고혈압은 우리나라 사망원인 2, 3위인 심·뇌혈관질환의 주요 원인으로 보건복지통계연보에 따르면 2009년 우리나라 인구 전체의 31.9%, 60에서 69세에서 55.6%, 70세 이상의 69.5%에 해당하는 비교적 다수의 사람들이 고혈압으로 진단받고 있다 11) . 혈압을 조절하는 대표적인 기전으로 자율신경의 혈관 운동과 혈압조절반사에 대한 작용이 있어 12) , 자율신경의 기능을 측정하는 피부전기자율반응검사는 고혈압환자를 대상으로 하는 진료에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
이에 본 연구에서는 건강검진자를 대상으로 피부전기자율반응검사기기로 측정한 피부전기활성도 결과가 고혈압 관련요인들과 함께 고혈압 유무의 차이를 잘 반영하는지 분석하여, 피부전기자율반응검사기기의 임상진료 활용에 도움이 되고자 한다.
연구대상 및 방법
- 1. 연구 설계
본 연구는 고혈압의 유무에 따른 피부전기활성도의 차이를 살펴보기 위한 전향적 환자-대조군 비교연구이다. 혈압 상승에 영향을 끼치는 요인이 다양하므로 12) , 본 연구에서는 고혈압의 유무에 따라 차이를 보였던 고혈압위험요인들과 함께 피부전기활성도의 고혈압유무의 설명정도를 함께 조사하였다. 이 연구는 우석대학교 부속한방병원 임상시험심사위원회의 승인을 받았다 (WSOH IRB 1105-02, 1209-03).
- 2. 연구 대상
우석대학교 부속한방병원에서 2011년 8월부터 11월, 2012년 9월부터 11월 까지 건강검진을 받은 사람 중 만 20-65세의 남, 여를 대상으로 측정혈압이 수축기 혈압이 160 ㎜Hg 미만이고 이완기 혈압이 100 ㎜Hg 미만에 해당하는 경우, 본 연구의 목적과 내용에 대하여 상세히 설명하고 동의한 사람에 한하여 자필 서면 동의서를 받은 뒤에 연구에 참여시켰다. 대상자 선정에 있어서 2차성 고혈압에 해당하거나 혈압강하제를 복용 중인 경우, 혈압에 영향을 끼칠 수 있는 경구 피임약, 중추 신경 억제제 혹은 흥분제, 전신 스테로이드나 면역억제제, 고지혈증약, 한약, 건강보조제, 건강식품(예: 홍삼, 은행잎 추출물) 등을 복용 중인 경우, 뇌혈관 질환, 심장질환(심근경색, 협심증, 판막 질환 등)이나 악성종양의 기왕력이 있는 경우, 인슐린이나 경구 혈당강하제를 사용하고 있는 경우, 신장, 간, 갑상선 질환, 활동성 결핵 및 기타 감염성 질환이 있는 경우, 임산부, 수유부 및 임신에 대한 계획이 있는 경우, 기타 연구 담당자가 적절하지 못하다고 판단한 경우는 제외하였고, 참여한 피험자는 JNC 7 보고서(The Seventh Report of the Joint National Committee on Prevention, Detection, Evaluation, and Treatment of High Blood Pressure)의 기준에 따라 정상혈압(수축기혈압<120 ㎜Hg and 이완기혈압 <80 ㎜Hg), 고혈압 전단계(120 ㎜Hg≦수축기혈압<140 ㎜Hg and 80 ㎜Hg≦이완기혈압<90 ㎜Hg)는 고혈압이 없는 군, 고혈압 1단계(140 ㎜Hg≦수축기혈압<160 ㎜Hg or 90 ㎜Hg≦이완기혈압<100㎜Hg)는 고혈압이 있는 군으로 배정되었다 13) .
- 3. 자료 수집
- 1) 혈압
혈압은 5분 이상 안정을 취한 후 편안하게 앉은 자세로 팔을 지지한 상태에서 보정된 수은혈압계를 사용하여 최소 2분 간격을 두고 3번 측정하여 평균값을 기록하였다 14) .
- 2) 피부전기활성도
본 연구에서는 피부전기자율반응검사기기인 CP-6000A(샤인메디칼, Korea, 2010)를 사용하여 피부전기활성도를 측정하였다. CP-6000A 기기에서는 피부표면에 체표감지수준 이하의 정량화된 미세전류(DC 2V 13Hz, 100μA)를 흘려주어 피부전기활성도를 측정하게 된다. 검사는 기온 20-23℃, 습도 45-60%으로 유지된 조용한 검사실에서 수행되었고, 피험자는 신체에 부착된 금속 성분이 없는 맨손과 맨발인 상태로 의자에 앉은 자세에서 검사를 받았다. 피부전기활성도는 피험자의 눈썹 위 이마 두 곳, 좌우 양손바닥, 좌우 양발바닥에 백금도금이 된 도자를 접촉시켜 좌측 손-좌측 이마, 좌측 이마-우측 이마, 우측 이마-우측 손, 우측 손-좌측 손, 좌측 손-좌측 발, 좌측 발-우측 발, 우측 발-좌측 손 순서대로 총 7 부위에서 측정한다. 각 부위에는 전류를 전검사 1초, 1, 2차 검사 8초, 후검사 1초 동안 음극과 양극을 바꿔가며 왕복으로 흘려주어 전류가 흐를 때의 피부 전도도(positive, negative pulse conductivity)와 전류를 흘리지 않아 피부가 방전된 상태일 때의 전도도(back flow conductivity)의 변화를 측정하며, 결과는 1, 2차 검사 시 측정했던 positive, negative pulse, back flow conductivity 변화 그래프와 positive, negative pulse conductivity 최대절대값의 평균값(absolute amplitude, AA), positive, negative pulse conductivity 최소절대값의 비율(FL2), back flow conductivity 변화량과 back flow conductivity의 최대값 비율(FL1)로 제공된다. 결과 중 AA값은 교감신경의 활성도와 관련이 있고 AA값이 높으면 한의학 개념상 실, 열에 해당한다고 보며, FL2, FL1값은 자극변화에 대한 반응변화로 이 수치는 질환의 급, 만성 상태와 질환에 대한 회복력으로 해석된다. 본 연구에서는 교감신경의 활성도를 반영하는 AA값을 분석하였고 2 - 4) , 본 논문에서는 AA값의 검사차수, 측정부위순서별로 AA_P(검사차수)_(측정부위순서)와 같이 변수를 표시하였다.
- 3) 고혈압위험요인
본 연구에서는 고혈압위험요인로 연령, 성별, 흡연여부, 비만도, 이상지질혈증여부를 조사하였다. 흡연여부는 문진을 통하여 1년 이내에 흡연력이 있는 경우로 정의하였고 15) , 비만의 정도는 체중(Kg)을 신장의 제곱(m 2 )으로 나누어 계산한 체질량지수(body mass index, BMI)로 평가하였다. 이상지질혈증의 여부는 피험자가 8시간 이상 공복을 유지한 상태의 혈중 Total cholesterol, LDL cholesterol, HDL cholesterol, Triglyceride의 수치(mg/dL)를 측정하여 ATP(Adult Treatment Panel) Ⅲ에서의 분류에 따라 Total cholesterol이 240 mg/dL 이상이거나 LDL cholesterol 160 mg/dL 이상이거나 HDL cholesterol이 40mg/dL 미만이거나 Triglyceride가 200 mg/dL 이상인 수치가 하나 이상 있는 경우로 정의하였다 16) .
- 4. 통계분석방법
고혈압유무에 따른 대상자의 인구학적 특성 및 고혈압 관련요인의 차이, CP-6000A의 AA값의 차이는 연속형 변수인 경우 Independent T-test, 비연속형 변수인 경우 χ2-test를 통하여 비교분석하였다. 이후 본 연구에서 고혈압의 유무에 따라 차이를 보인 요인들과 CP-6000A의 AA값의 설명정도를 파악하기 위해 Binary logistic regression을 이용하였다. 통계프로그램은 SPSS for windows(ver. 12.0, SPSS Inc, USA)을 이용하였으며, 통계적 유의한 수치는 p값이 0.05 미만일 때로 하였다.
결 과
- 1. 연구대상의 특성
본 연구 대상자는 총 261명으로 그 중 남성은 141명(54%)이었다. 고혈압이 있는 군은 81명이었고 고혈압이 없는 군은 180명이었으며, 평균 연령은 고혈압군(49.6±8.07세)이 고혈압이 없는 군(45.9±8.41세)보다 높았다(p=0.001). 흡연자는 고혈압군(21%)이 고혈압이 없는 군( 17.8%)보다 더 많았으나 그 차이는 통계적으로 유의하지 않았다(p=0.608). 체질량지수는 고혈압군(25.8±2.86Kg/m 2 )이 고혈압이 없는 군(24.6±3.20Kg/m 2 )에 비하여 유의하게 높았다(p=0.005). 혈중 Total cholesterol, LDL cholesterol, Triglyceride, HDL cholesterol수치 중 하나 이상이 이상 수치에 해당하는 이상지질혈증에 해당하는 대상자는 고혈압군이(80.2%) 고혈압이 없는 군(58.9%)에 비해 통계학적으로 유의하게 많았다(p=0.001).
Clinical characteristics of study population
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SBP; Systolic blood pressure, DBP; Diastolic blood pressure, BMI; Body mass index. Values are shown as mean±SD or number of patients (%). Statistics were analyzed by independent t-test, χ2-test used.
Comparison of CP-6000A values(AA) between hypertension Group and non-hypertension group.
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Values are shown as mean±SD. CP-6000A variables are written as AA(the mean absolute value of positive, negative pulse conductivity)_P1, 2(1st, 2nd test)_1-7(measurement area), Statistics were analyzed by independent t-test.
- 2. 피부전기활성도
고혈압의 유무에 따른 피부전기자율반응검사 CP-6000A의 14개의 피부전기활성도 AA값들은 고혈압군이 고혈압이 없는 군에 비하여 높았다. 14개의 결과 중 AA_P1_1, AA_P1_3, AA_P1_4, AA_P1_5, AA_P1_7, AA_P2_1, AA_P2_2, AA_P2_3, AA_P2_4, AA_P2_5, AA_P2_7 수치는 고혈압군이 고혈압이 없는 군에 비하여 평균값이 높았고 그 차이는 통계적으로 유의하였으며, AA_P1_2, AA_P1_6, AA_P2_6 수치의 경우는 고혈압군이 고혈압이 없는 군에 비하여 평균값이 높았으나 그 차이는 통계적으로 유의하지 않았다 ( Table 2 ).
- 3. 연령, 체질량지수, 이상지질혈증 유무를 고려한 피부전기활성도의 차이가 고혈압을 가지고 있을 위험도
본 연구 대상 인구집단에서 고혈압 유무에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보였던 연령, 비만도, 이상지질혈증 유무를 보정하여 피부전기활성도 AA값의 차이에 따라 피험자들이 고혈압을 가지고 있을 위험확률을 분석하였다. AA값은 범위가 0부터 100까지인 연속형 변수로 검사결과의 해석에 있어서 높고 낮음의 경향성을 판단하기 때문에, AA값들을 각 항목의 평균보다 높은 경우와 낮은 경우로 나눈 범주형 변수로 변환하여 분석하였다. 그 결과, AA_P1_3, AA_P1_5, AA_P1_6, AA_P1_7과 AA_P_2_1, AA_P_2_2, AA_P_2_3, AA_P_2_4, AA_P_2_5, AA_P_2_7 항목에서 연령, 체질량지수, 이상지질혈증 유무의 효과를 보정한 이후에도 피부전기활성도가 평균보다 높은 그룹이 평균보다 낮은 그룹에 비하여 고혈압군에 해당할 확률이 고혈압이 없는 군에 해당할 확률보다 통계적으로 유의하게 높았으며 그 비율은 1.99, 3.22, 1.73, 1.96, 2.69, 2.22, 2.24, 1.78, 2.08임을 알 수 있었다( Table 3 ).
Odds ratios of binary logistic regression model of hypertension
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CP-6000A variables are written as AA(the mean absolute value of positive, negative pulse conductivity)_P1, 2(1st, 2nd test)_1-7(Measurement area). BMI: Body mass index, OR: Odds ratio, CI: Confidence interval, Statistics were analyzed by binary logistic regression analysis.
고 찰
이 연구에서는 고혈압의 유무에 따른 피부전기활성도의 차이를 살펴보았고 그 결과, 고혈압군이 고혈압이 없는 군에 비하여 피부전기반응도가 높았으며, 혈압상승에 관련이 있는 요인들을 통계적으로 보정한 경우에도 높은 결과를 보였다.
고혈압은 최근 인구의 고령화와 식생활습관의 변화로 유병률이 증가하고 있는 대사성질환 중 하나로 뇌졸중, 심부전, 관상동맥질환 등의 합병증을 유발할 수 있다. 고혈압은 그 원인이 특정 질환으로 인하여 혈압이 상승하는 이차성고혈압과 뚜렷한 병변이 없이 혈압이 상승하는 본태성고혈압으로 나뉘는데, 대부분의 고혈압 환자들은 본태성고혈압에 속한다. 본태성 고혈압에서 혈압을 상승시키는 기전에 관하여서는 유전자의 작용, 자율신경계의 작용, Renin-angiotensin-aldosterone system의 작용, Endothelial dysfunction 등이 있다 17 - 20) . 그 중 자율신경은 심혈관의 항상성을 조절하는 역할을 하며, 교감신경의 작용이 항진되면 혈압이 점차 상승하여 고혈압으로 진행하게 된다. 더욱이 교감신경의 작용항진과 부교감신경의 작용저하는 동시에 일어나게 되는데 이러한 자율신경계의 불균형 상태는 많은 대사성, 혈액 역동학적 비정상 상태를 유발하여 심혈관질환의 이환률과 사망률을 높이게 된다 21) .
본 연구에서 사용한 기기는 피부전기활성도 측정을 통하여 교감신경 활성도를 판단할 수 있는 AA값을 제공하며, 고혈압군과 고혈압이 없는 군의 피부전기활성도 AA값을 비교하여 본 결과, 고혈압군은 고혈압이 없는 군에 비하여 높은 AA값을 보였다. AA값은 검사 차수와 측정부위 별로 총 14개 항목이 있는데 고혈압 군은 고혈압 없는 군보다 14개 AA 항목 모두 평균값이 높았고. 고혈압 위험요인의 작용을 고려하여도 피부전기활성도가 평균보다 높은 그룹이 평균보다 낮은 그룹에 비하여 고혈압군에 해당할 확률이 고혈압이 없는 군에 해당할 확률보다 높았다. 높은 피부전기활성도 결과는 한의학 개념에서 열, 실로 해석하여 임상에서 활용할 수 있으며 3 , 4) , 피부전기활성도 결과의 변증진단 활용에 대하여서는 박 등 22) 은 ‘남들보다 쉽게 숨이 차다’, ‘항상 식욕이 없다’, ‘조금만 일해도 피곤하다’와 같은 허증 경향의 문항에 대한 증상을 느끼는 Likert 척도점수와 피부전기자율반응검사기기 중 하나인 ABR-2000(Meridian Inc, Korea) 수치가 반비례 하였다는 연구결과를 보고하였고, 허 등 8) 은 어혈, 기체, 습담의 실증에 해당하는 병리를 보이는 교통사고 환자들의 CP-6000A로 측정한 AA의 P1, P2 값이 비교통사고 환자에 비해 높았다고 하였으며, 송 등 7) 은 허증에 해당하는 출산 후 산모에 대한 또 다른 피부전기자율반응검사기인 VEGA-DFM 722(VEGA, Germany)의 검사결과가 일반여성에 비하여 수치가 낮았다고 보고한 바 있다. 자율신경의 작용으로 인하여 인체에서는 열감, 얼굴의 색, 손발의 냉온감, 맥박의 빠르고 느림, 발한 등의 증상이 변화하는데 12) , 이 증상들은 한의학 진단에서 한, 열, 허, 실을 판단하는 기준으로 23) 교감신경이 항진될 경우 열, 실증에 해당하는 증상들이 나타나게 된다. 교감신경의 항진과 관련된 고혈압은 환자가 젊고 유병기간이 짧은 경우에는 한의학에서 흔히 열증, 실증에 속하고, 환자가 나이가 많고 유병기간이 오래된 경우에는 허증, 혹은 허증과 실증이 합쳐진 경우가 많다고 보며 24) , 본 연구의 대상이 된 고혈압 환자들은 건강검진자 중 고혈압 1단계에 해당하지만 혈압강하제를 복용하기 전인 사람들로 고혈압 유병기간이 비교적 짧다고 할 수 있고, 그들의 평균 연령은 49.6±8.07세로 고령에 대한 WHO에서 기준인 65세 미만에 해당하여 25) 문헌에서 설명한 고혈압환자의 특성과 본 연구에서 측정한 피부전기활성도로 판단할 수 있는 허실의 결과가 일치함을 알 수 있었다.
연구 결과에서 14개의 AA 각 항목 중 고혈압군과 고혈압이 없는 군 간의 평균값 비교에서는 AA_P1_2, AA_P1_6, AA_P2_6을 제외한 11개 항목이, 고혈압 위험요인을 보정한 이후 고혈압군에 해당할 확률의 비교에서는 AA_P1_1, AA_P1_2, AA_P1_4, AA_P2_6을 제외한 10개 항목이 통계적으로 유의한 결과를 보였는데 각 항목의 1, 2차 검사별, 검사구역별 통계적인 유의성의 있고 없음에 대하여서는 다음과 같은 이유로 추가 분석은 하지 않았다. 1, 2차 검사별 차이는 피부전기활성도 측정 결과는 검사 회차별로는 1, 2, 3구역은 1차 검사가 2차 검사보다 크기가 커야 정상이고 4, 5, 6, 7구역은 1차 검사가 2차 검사보다 크기가 작아야 정상으로 3 , 4) , 본 연구 결과에서 고혈압군과 고혈압이 없는 군의 평균값은 모두 정상적인 측정 결과를 보였고, 이번 연구에서는 고혈압군과 정상혈압군 간의 특성을 비교해 보고자 하였기에 각개인별로 1, 2차 검사결과의 증감이 정상적인 분포를 보이는지는 분석하지 않았다. 또한 피부전기활성도의 측정 구역별 결과에 대하여서는 각 부위와 가까운 장기에 대한 질환과 관련하여 해석하지만 본 연구에서 다루는 고혈압은 전신의 혈관에 압력이 높게 작용하는 상태이므로 각 구역별 해석은 하지 않았다.
결론적으로, 허실은 상대적 개념이므로 박, 허, 송 등 7 , 8 , 22) 의 기존 연구 결과들에서 보였던 허증에 피부전기활성도가 낮고, 실증에 피부전기활성도가 높은 것과 같은 의미로 고혈압군은 고혈압이 없는 군에 비하여 높은 피부전기활성도를 갖으며 이는 실증에 해당된다고 해석될 수 있을 것이다.
다만, 차 등 26) 은 인체전기활성도 측정을 하는 양도락 기기의 검사결과의 반복성과 재현성에 관한 연구에서 4명이 측정한 결과의 재현성은 있었지만, 측정점에 따라 검사결과가 달라질 수 있으므로 가능한 한 명의 검사자나 여러 검사자 일 경우 표준화된 측정방법을 사용하도록 교육된 이후 측정한 결과를 바탕으로 검사결과를 해석하도록 권고하고 있는데. 본 연구에서는 숙련된 측정자들이 검사를 수행하였으나 누가 수행하였는지를 기록하지 않아 측정자별 결과의 차이점을 분석해 보지 못한 점이 한계점으로 남는다. 또한 본 연구에서는 Factor AA에 높낮음을 판단하는 기준을 각 항목의 평균값을 기준으로 경향성에 대해서 논할 수는 있었지만 정확한 기준을 설정하기 위하여 대표성을 가지는 인구집단을 대상으로 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.
결 론
고혈압의 유무에 따른 피부전기활성도의 차이를 살펴보기 위하여 피부전기자율반응검사기기인 CP-6000A의 Factor AA 측정값을 분석한 결과, 고혈압이 있는 군은 고혈압이 없는 군에 비하여 피부전기활성도가 높은 경향을 보였으며 이러한 경향은 혈압상승에 관련이 있는 요인들을 보정한 경우에도 유의하였다. 기존의 피부전기활성도의 연구결과들에서 보였던 피부전기활성도가 높으면 한의학 변증에서 실증의 경향을 보였던 결과를 적용한다면, 피부전기활성도 결과를 고혈압환자에 대한 한방임상진단에서 활용할 수 있을 것이다.
Acknowledgements
본 연구는 한국한의학연구원 ‘고혈압 위험군 예방관리 정보 시스템 구축(K13201)’ 과제의 지원으로 수행됨.
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