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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 47(9); 2004 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2004;47(9): 849-853.
Study on Correlations among Polysomnogram Indices for Obstructive Sleep Apnea-Hypopnea Patients.
Hyun Joon Shim, Bon Jo Koo, Kyung Hoon Park, Soon Uk Kwon, Sang Won Yoon, Eui Joong Kim
1Department of Otolaryngology, School of Medicine, EulJi University, Seoul, Korea. 0simpson@hanmail.net
2Department of Psychiatry, School of Medicine, EulJi University, Seoul, Korea.
폐쇄성 수면무호흡·저호흡 환자의 수면다원검사에서 각 지수들간의 상관관계에 대한 연구
심현준1 · 구본조1 · 박경훈1 · 권순욱1 · 윤상원1 · 김의중2
을지의과대학교 이비인후과학교실1;정신과학교실2;
주제어: 폐쇄성 수면 무호흡수면다원검사.
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
The polysomnography is essential for diagnosis of obstructive sleep apnea-hypopnea (OSAH) and provides important objective information. But, in fact, there are some difficulties for comprehensive interpretation of multiple indices from the polysomnogram. This study was designed to find out which polysomnogram indices were significant to respiratory distress indices (RDI) and apnea index (AI) on statistical correlation and which other indices should be considered together for proper management plan apart from RDI and AI (respiratory index).
SUBJECTS AND METHOD:
We evaluated 40 patients whose RDI were over 5 as the result of overnight polysomnography before any management from February 2003 to September 2003 at Eulji medical center. By multiple linear regression analysis, we studied the relationship of RDI and AI as dependent variables to ST, O2 desaturation events (O2DE), lowest O2 saturation (LoO2), slow wave sleep portion (S3&S4), arousal index (ArI), body-mass index (BMI) and age. We also studied the relationship of ST as an dependent variable to O2DE, LoO2, S3&S4, ArI, BMI, and age.
RESULTS:
1) There were significant correlations between RDI and O2DE, ArI as was true between AI and O2DE, ArI (p<0.05). And there was no significant difference in the degree of the correlation between RDI and AI. 2) Other variables such as ST, LoO2, S3&S4, BMI and age were not significant. 3) ST had no significant correlation with respiratory index and any other variables (p<0.05).
CONCLUSION:
Because the respiratory index may not the entire physical status during sleep for OSAH patients, multiple indices (such as LoO2, BMI, ST, S3&S4, age) should be considered together apart from the respiratory index for proper management plan.
Keywords: Obstructive sleep apneaPolysomnography

교신저자:심현준, 139-231 서울 노원구 하계 1동 280-1  을지의과대학교 을지병원 이비인후과학교실
              전화:(02) 970-8276 · 전송:(02) 970-8275 · E-mail:0simpson@hanmail.net

서     론


  
폐쇄성 수면무호흡·저호흡 증후군은 야간수면을 방해하여 주간 졸림을 유발하는 것은 물론 고혈압, 부정맥, 뇌졸중 등 심혈관계 합병증까지 유발할 수 있는 비교적 흔한 증후군이다. 국내에서 보고된 그 유병율에 대한 통계자료는 거의 없는 실정이지만 미국에서는 그 유병율이 중년 남성에서 4%, 중년 여성에서 2%에 달한다는 보고가 있다.1) 이 질환의 진단을 위하여 병력청취와 이학적 검사, 그리고 수면다원검사와 다중수면잠복기검사를 시행하게 되는데 그 중 수면다원검사가 현재까지 가장 의미 있고 객관적인 검사로 알려져 있다.
   인간의 수면 중 일어나는 생리학적 변화에 대한 기록은 1875년 Caten2)에 의해 EEG가 발견되고, 1937년 Loomis3)에 의해 EEG 변화에 따른 수면 단계가 기술되면서 발전을 거듭하였고, 1965년 Gastaut 등4)에 의해 처음 수면다원검사가 도입되었다. 현재 수면다원검사는 수면무호흡·저호흡의 진단과 증증의 정도, 수술의 적응뿐 아니라 환자 예후의 예측에도 널리 이용되고 있으며, 이 검사의 지수들을 기초로 연구자들 간의 정보교환이 이루어지고 있다. 그러나 수면다원검사는 각 지수들의 판독에 검사자의 주관이 개입될 소지가 있고, 각 지수들의 기준이 표준화 되어있지 않으며, 특히 호흡 기류의 측정에 보편적으로 사용하고 있는 thermistor에 기술적인 한계가 있는 것이 문제점으로 지적되고 있다.5) 또한 수면 다원검사에는 동시에 여러 가지 검사를 시행하여 다양한 지수들이 개별적인 결과로 나타나기 때문에 그 결과를 종합하여 환자의 상태를 파악하기에 어려움이 있는 것도 사실이다.
   호흡장애지수, 무호흡지수(이하 호흡지수)와 수면다원검사에서 표시되는 특정 지수와의 상관관계를 개별적으로 분석한 문헌들은 있었으나 여러 지수들과의 상관관계를 종합적으로 연구한 문헌은 찾아 볼 수 없었다. 이에 본 연구에서는 현재까지 수면무호흡·저호흡증 환자의 치료 기준을 결정하는데 가장 중요한 기준으로 사용되고 있는 호흡지수와 여러 지수들간의 상관관계를 다중회귀분석하여 호흡지수가 수면 중 다양한 신체상태를 나타내는 다른 지수들을 얼마나 반영하고 있는지를 알아보고자 하였다. 그리하여 만일 호흡지수와 상관관계가 없는 지수들이 많다면 단순히 호흡지수만을 가지고 치료의 방침을 결정하는 것은 문제점이 있을 수 있다고 가정할 수 있을 것이다. 더불어 많은 환자들이 호소하는 증상인 코골이와 다른 지수들과의 상관관계를 분석하여 코골이가 수면 중 신체상태와 관련이 있는지를 알아보고자 하였다.

대상 및 방법

연구대상
   2003년 2월부터 2003년 9월까지 코골이나 수면중 무호흡을 주소로 본 교실과 본원의 수면클리닉을 방문하여 치료 전 수면다원검사를 시행하고 폐쇄성 수면무호흡을 보이고 호흡장애지수가 5 이상인 40명의 환자를 대상으로 하였다. 대상환자의 성별 분포는 남자 30명, 여자 10명이었으며 연령별 분포는 21
~71세로 평균 47.5세였다(Table 1).

연구방법

수면다원검사
  
수면다원검사는 Embla polysomnography system과 Somnologica 3 program(Medcare-flaga, Iceland)을 사용하여 야간에 시행하였으며, 감시 장치로는 뇌파(C3-A2, C4-A1/O1-A2, O2-A1), 안전도, 하악과 하지 근전도, 심전도를 이용하였다. 또 thermistor를 이용하여 비강과 구강의 호흡기류를 측정하였고, plethysmography를 이용하여 복강과 흉곽의 움직임을 측정하였으며, pulse oxymetry로 산소포화도를, throat snogram으로 코골이를 각각 측정하였다. 특히 호흡기류의 측정에는 thermistor와 함께 nasal cannula를 이용한 압력계를 사용하여 기류의 정량적 측정에 보다 정확도를 기하였다.

분석 기준

수면단계
   Rechtschaffen과 Kale의 분석기준6)을 적용하여 수면 단계를 분류하였으며 30 second epoch를 사용하였다.

무호흡지수(Apnea index, AI)
   호흡기류의 신호가 기준치의 20% 미만으로 감소하여 10초 이상 지속되는 경우를 취하여 시간당 빈도수로 산정하였고 기준치는 무호흡 단계 직전 100초간의 정상호흡 신호의 평균으로 하였다.

호흡장애지수(Respiratory distress index, RDI)
   호흡기류의 신호가 기준치의 50% 미만으로 감소하여 10초 이상 지속되는 경우를 취하여 시간당 빈도수로 산정하였고 기준치는 수면무호흡의 경우와 동일하게 하였다.

코골이 시간(Snoring time, ST)
   전체 수면 시간중 코골이가 발생한 기간을 백분율로 산정하였다.

저산소증 빈도(O2 desaturation events, O2DE)
   산소포화도가 평균산소포화도보다 4% 이하로 떨어지는 경우를 취하여 시간당 빈도수로 산정하였다.

최저산소포화도(Lowest O2 saturation, LoO2)
   수면중 산소포화도가 가장 낮은 경우를 취하였다.

서파수면비율(Slow wave sleep portion, S3&S4)
   전체 수면기간 중 서파수면(3, 4단계 수면)의 비율을 산정하였다.

각성지수(Arousal index, ArI)
   뇌파가 3초 이상 각성파를 나타내는 경우를 취하여 시간당 빈도수로 산정하였으며, REM 수면단계에서는 근전도의 변화를 동반하지 않는 경우를 제외하였다.

신체비만지수(Body-mass index, BMI)
   체중을 신장의 제곱으로 나눈값(Kg/m2)으로 산정하였다.

통계분석
   SAS 통계 프로그램을 이용한 다중회귀분석을 시행하였다. 호흡장애지수, 무호흡지수를 각각 종속변수로 두고, 코골이 시간, 저산소증빈도, 최소산소포화도, 서파수면비율, 각성지수, 신체비만지수, 나이를 독립변수로 하여 통계분석을 하였고, 또 코골이 시간을 종속변수로 두고 저산소증빈도, 최소산소농도, 서파수면비율, 각성지수, 신체비만지수, 나이를 독립변수로 하여 통계분석을 시행하였다.

결     과

단순 통계
  
본 연구에서 사용한 각 지수들의 평균, 표준편차, 최저치와 치고치는 Table 2와 같았다.

호흡장애지수에 대한 각 지수들의 상관관계
  
저산소증빈도, 각성지수, 코골이 시간, 신체비만지수, 나이, 최저산소포화도, 서파수면비율 순으로 상관의 정도가 높았고, 그중 저산소증 빈도와 각성지수만이 통계적으로 유의하였다(p<0.05)(Table 3).

무호흡지수에 대한 각 지수들의 상관관계
  
저산소증빈도, 각성지수, 신체비만지수, 코골이 시간, 나이, 최저산소포화도, 서파수면비율 순으로 상관의 정도가 높았고, 그중 유의한 것은 호흡장애 지수의 경우와 마찬가지로 저산소증 빈도와 각성지수였다(p<0.05)(Table 4).

호흡장애지수와 무호흡지수를 각각 종속변수로 한 두 개의 ANOVA table의 비교
  
호흡장애지수의 경우가 약간 높은 R-square값과 F value 값을 나타내었으나 p value는 0.0001로 동일하였다(Table 5).

코골이 시간에 대한 각 지수들의 상관관계
  
다른 모든 지수들과 통계적으로 유의하지 않았다(p<0.05)(Table 6).

고     찰

  
연구결과 저산소증 빈도는 호흡지수와 가장 높은 상관관계를 나타내었으며, 이것은 저산소증이 수면다원검사의 그래프 상 무호흡이나 저호흡의 끝 부분에 동반되는 경우가 많기 때문으로 보인다. 그러나 이러한 호흡 변동이 각성을 일으키고 각성에 의해 저산소증을 회피하는 경우도 있기 때문에 정상적으로 저산소증 빈도는 호흡장애지수보다 적게 된다.7) 본 연구에서도 총 40예 중 2예를 제외하고는 저산소증 빈도가 호흡장애지수보다 낮게 나타났다. 저산소증과 고혈압, 폐성심, 심근경색증 등 심혈관계 질환과의 관련성은 널리 알려져 있고, 특히 90% 미만의 저산소증은 인체에 유해한 결과를 초래하는 기준이나8) 본 연구에서는 90% 미만 저산소증 시간이 통계처리 과정에서 저산소증 빈도와 다중공선성이 있는 것으로 나타나 제외하였다.
   각성은 호흡변동에 의한 저산소증, 고이산화탄소증, 닫혀있는 상기도에 대한 노력형 흡기 등에 의해 유발되는 일종의 신체방어기전으로 수면의 단속을 초래하여 주간 졸림을 일으키게 되며9)10) 저산소증과 같이 호흡변동의 끝 부분에 동반되기도 하지만 호흡변동 이외에 사지의 움직임에 동반되거나, 특별한 이유 없이 유발되기도 하므로10) 항상 호흡변동과 일치하지는 않는다. 본 연구결과에서 각성지수가 호흡지수와 유의하였던 것은 연구대상이 호흡장애 지수가 5 이상인 환자들로서 호흡변동과 동반된 각성이 주를 이루었기 때문으로 생각된다.
   호흡지수와 최저산소포화도 사이에 통계적으로 낮지만 유의한 상관관계를 나타내었다고 보고한 문헌도 있었으나,11) 본 연구에서는 유의한 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 최저산소포화도는 긴 시간의 수면무호흡과 동반되어 특히 심근경색증을 유발할 수 있어12) 호흡지수와 별도로 주의 깊게 확인되어야 할 지수이고 호흡지수와의 상관관계가 미약한 것으로 생각되므로 비록 호흡지수가 적극적인 치료의 적응이 아니더라도 최저산소포화도가 낮다면 수술 등의 적극적인 치료를 고려하는 것이 타당할 것이다.
   본 연구에서 호흡지수와 신체비만지수와의 상관관계가 유의하지 않은 것으로 나타났는데, 다른 문헌들을 보면 유의한 상관관계가 있는 것으로 보고된 경우도 있었고,13)14)15) 없다고 보고된 경우도 있었다.16) 유의한 상관관계가 있다고 보고한 연구 중 2가지는 외국의 경우인데 신체비만지수의 평균이 각각 31±613)과 32.34±23.714)로 본 연구에서의 평균치인 25.0±3.9보다 훨씬 높아 우리나라의 경우 전체적인 비만의 정도가 외국에 비해 높지 않기 때문에 이러한 결과가 나온 것으로 생각된다. 국내 문헌에서 그 상관관계가 있다고 한 연구는 수면무호흡 환자군에서 수면무호흡지수와 신체비만지수 한가지와의 상관관계를 단순회귀분석한 경우로15) 본 연구와 비교하기는 무리일 것으로 사료된다. 체중감소가 수면무호흡·저호흡증 환자에게 초기단계의 치료법임은 널리 알려져 있고, 실제로 체중감량의 효과를 입증한 문헌들도 있으나17)18) 본 연구에서는 국제보건기구(WHO)의 분류에 의한 과체중인 신체비만지수 25 이상의 경우가 전체 40예 중 20예이고 그 중 비만으로 분류되는 30 이상의 경우가 4예에 불과하였고 반수인 20예의 경우 정상체중이었고 이러한 경우 모든 환자에게 일률적으로 체중감소를 초기치료로 제시하기는 어려울 듯하다.
  
나이와의 유의한 상관관계도 없었으며 이것은 다른 문헌에서도 같은 결과를 나타내었다.18)
   서파수면은 수면의 깊은 단계로 수면무호흡과 각성은 서파수면과 REM수면을 억제한다고 알려져 있으나,9)19) 본 연구에서는 호흡지수와 유의한 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 이것은 서파수면이 생리적으로 나이에 따라 감소하는 경향이 있어19) 서파수면에 대한 분석 이전에 나이를 보정해 주어야 하는데 신뢰할 만한 참고치가 없어 그렇게 하지 못하였고 이것이 결과에 큰 영향을 미친 것으로 생각된다. 서파수면비율이 낮다는 것은 깊은 수면의 기간이 짧아 효율적인 수면을 취하지 못하는 것인데 이것은 수술 후에도 크게 교정되지 않는 것으로 알려져 있어 앞으로 더욱 연구가 필요한 분야로 사료된다.
   코골이 시간의 경우 호흡장애지수와의 분석에서는 4번째, 무호흡지수와의 분석에서는 3번째로 상관관계가 높기는 하였지만 통계학적 유의성은 없었고, 코골이 시간을 종속 변수로 두고 시행한 통계분석에서 다른 지수들과의 상관관계도 없는 것으로 나타났다. 코골이에 대해서는 객관적인 검사방법이 아직 미비하고, 측정방법에 대한 기준도 표준화되어 있지 않아 많은 연구가 이루어지지 못하였는데, 본 연구에서도 코골이 시간만을 지수로 사용하였고 그 강도에 대한 것은 측정 기계의 한계로 정량적인 측정이 어려워 이용하지 못하였다. 코골이 환자 군에서 수면무호흡·저호흡환자의 발생율이 높은 것은 문헌상에서 확인할 수 있지만1)20) 코골이의 정도가 수면무호흡·저호흡 증후군의 진단이나 중증정도를 판단하는 기준이 되기는 어려울 것으로 사료된다.

결     론

   호흡지수와 유의한 상관관계를 나타내지 못한 많은 지수들(최소혈중 산소포화도, 신체비만지수, 코골이 시간, 서파수면비율, 나이 등)은 호흡지수와는 별도의 결과로 보아야 할 것이며 호흡지수만을 가지고 치료의 방침을 결정하는 것은 오류를 일으킬 수도 있다. 즉 호흡지수가 수면 중 환자의 모든 신체상태를 대변하는 절대적인 지수가 될 수 없고, 따라서 호흡지수 이외에 다른 지수들을 함께 고려한 치료 방침에 대한 기준이 제시되는 것이 좋다고 생각된다. 본 연구에서는 증례의 수가 많지 않았고 치료 후의 연구가 이루어지지 않아 기준의 제시는 못하였고, 추후 더 많은 연구가 필요하리라 사료된다.


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