경증에서 중등도 우울증 외래 환자의 심박 변이도에 대한 명상 기반 생활 습관 개선의 영향: 탐색적 연구 🧘♀️🌿
이 연구는 경증에서 중등도 우울증을 겪는 외래 환자들을 대상으로 명상 기반 생활 습관 개선(MBLM) 프로그램이 심박 변이도(HRV)에 미치는 영향을 탐색했습니다. 8주간의 MBLM 프로그램에 참여한 환자들은 일반적인 치료(TAU) 그룹과 최소 치료(MINIMAL) 그룹에 비해 자율신경 조절 능력과 스트레스 적응 능력이 향상되는 긍정적인 변화를 보였습니다. 특히, HRV의 특정 지표인 RMSSD와 SymDynRenyi4에서 유의미한 개선이 관찰되었으며, 이는 MBLM이 우울증 치료에 있어 유망한 보완 요법이 될 수 있음을 시사합니다.
1. 서론: HRV와 심신 개입의 중요성 ✨
우선, 심박 변이도(HRV)가 무엇인지부터 알아볼까요? HRV는 심장 박동 간 간격의 변화를 측정하는 비침습적인 방법으로, 우리 몸의 자율신경계(ANS) 조절 능력을 파악하는 데 아주 유용한 지표예요. 보통 휴식 시 HRV가 높으면 건강하고 다양한 스트레스에 잘 적응할 수 있다는 좋은 신호로 해석됩니다. 반대로, HRV가 낮으면 질병이나 만성 스트레스로 인해 손상될 수 있으며, 심혈관 질환이나 염증 과정, 심지어 번아웃, 불안, 우울증과 같은 정신 질환의 위험을 예측하는 지표로도 사용될 수 있습니다. 🚨
최근 10년간 요가, 마음챙김, 명상 등 다양한 심신 개입(MBI)이 HRV에 미치는 영향에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있어요. 하지만 지금까지의 연구들은 전반적인 연구 품질이 부족하거나 결과가 상충되는 경우가 많아서, MBI가 HRV 개선에 직접적인 영향을 미친다고 단정하기는 어려웠습니다. 그럼에도 불구하고, MBI는 우울증 치료에 점점 더 많이 활용되고 있으며, HRV는 치료 성공의 지표 또는 결과 예측 인자로서 주목받고 있답니다. 🌟
이 연구에서 주목한 명상 기반 생활 습관 개선(MBLM) 프로그램은 기존 MBI와는 조금 다릅니다. 이 프로그램은 고전 요가의 팔단계 원리에 기반을 둔 2세대 MBI로, 단순히 자세, 호흡 운동, 명상뿐만 아니라 요가 철학의 윤리적 원칙까지 포함하고 있어요. 즉, 인지적 '하향식(top-down)' 과정과 생리적 '상향식(bottom-up)' 과정 모두에 긍정적인 영향을 주어 전인적인 행복을 추구하는 프로그램이죠. MBLM은 이미 우울증 외래 환자들에게 효과적이고 실현 가능성이 입증되었으며, 건강한 사람들에게도 프로그램의 다양한 구성 요소들이 점진적이고 차별적인 효과를 보여주었습니다.
이번 탐색적 연구에서는 우울증 외래 환자를 대상으로 MBLM이 HRV 지표 변화에 어떤 영향을 미 미치는지 평가했습니다. 목표는 MBLM이 우울증 치료의 통합적인 접근 방식으로서, 두 대조군(일반적인 치료 및 최소 치료)과 비교했을 때 자율신경 조절 능력을 개선하는지 알아보는 것이었어요.
2. 연구 방법 및 절차 🔬
2.1. 윤리적 승인 및 동의 📜
이 연구는 켐니츠 공과대학교 윤리심사위원회(V-276-15-PS-MBLM-D- 14062018)의 승인을 받았으며, 모든 참가자는 연구 시작 전에 충분한 설명을 듣고 동의를 한 후에 무작위로 그룹에 배정되었습니다.
2.2. 연구 설계 📝
이 연구는 경증에서 중등도 우울증 환자를 대상으로 8주간 세 가지 다른 치료 조건이 HRV 매개변수에 미치는 측정 가능한 효과를 조사하기 위한 탐색적 3군 무작위 대조 시험으로 설계되었습니다 (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT03652220). 연구는 2018년 7월부터 2020년 6월까지 독일 츠샤드라스 정신의학, 정신신체 의학 및 정신치료 클리닉에서 진행되었습니다.
참가자들은 중재 시작 전에 다음 세 그룹 중 하나에 무작위로 배정되었습니다:
- 중재 그룹 (MBLM): 명상 기반 생활 습관 개선 프로그램
- 최소 치료 그룹 (MINIMAL): 약물 지속 치료
- 일반적인 치료 그룹 (TAU): 일반적인 치료
모든 참가자는 중재 전과 8주 후에 24시간 휴대용 심전도(ECG) 측정을 받았습니다.
2.3. 참가자 🧑🤝🧑
환자 모집은 정신과 외래 환자 대기실에 게시된 전단지와 담당 정신과 의사를 통해 이루어졌어요. 참가 자격은 ICD-10 기준에 따라 경증 또는 중등도 우울증 진단을 받고, Beck 우울증 척도(BDI-II)에서 최소 10점 이상을 받았으며, 18세 이상인 외래 환자들이었습니다. 20분 동안 가만히 앉아 있을 수 있고 가벼운 요가 운동을 할 수 있는 신체적 능력도 요구되었습니다. 중독성 장애, 정신병적 증상, 급성 자살 충동, 강박 장애, 뇌 유기 질환, 심박수의 일주기 조절 장애가 있는 환자는 제외되었습니다.
총 79명의 참가자 중 18명의 환자는 중도 이탈하거나 기록의 신호 품질이 불충분하여 데이터에서 제외되었습니다. 최종 분석에는 61명의 데이터가 사용되었습니다. 아래 그림은 참가자 흐름도를 보여주고, 표는 참가자의 인구통계학적 정보를 제공합니다.
그림 1. 참가자 흐름.
표 1. 참가자 정보.
2.4. 치료 조건 🧪
8주간의 중재 기간 동안 모든 참가자는 기존의 항우울제 복용을 유지했습니다. 각 그룹별로 다른 치료 프로토콜을 따랐습니다.
2.4.1. 명상 기반 생활 습관 개선 (MBLM) 🧘♀️
MBLM은 고전 요가의 팔단계 원리에 기반을 둔 새로운 심신 프로그램입니다. 참가자들은 8주간의 중재에 참여했으며, 다음 세 가지 영역을 연습했습니다: 윤리적 생활, 건강한 생활 습관, 만트라 명상. 매주 180분씩 8회 진행되는 그룹 세션과 매일 45분의 가정 연습에 이 세 가지 영역이 모두 포함되었습니다.
- 윤리적 생활: 비폭력, 진실성 등 요가 수련의 주요 윤리적 측면을 배웠습니다.
- 건강한 생활 습관: 호흡 기술과 가벼운 요가 운동, 그리고 전통 인도 의학에 따른 건강한 생활 습관(예: 생체 리듬 및 영양)에 대한 기본적인 조언이 포함되었습니다.
- 만트라 명상: 참가자들은 MBLM 프로그램 전 도입 세션에서 선택한 만트라를 마음속으로 암송하는 조용한 만트라 명상을 그룹으로 연습했습니다.
2.4.2. 약물 지속 치료 (MINIMAL) 💊
MINIMAL 그룹의 환자들은 기존의 항우울제 복용을 유지했으며, 담당 정신과 의사와 최소 한 번의 진료를 받았습니다. 이 그룹의 참가자들은 추가적인 다른 치료를 받지 않았습니다.
2.4.3. 일반적인 치료 (TAU) 🏥
TAU 그룹의 참가자들은 경증에서 중등도 우울증 환자를 위한 개별 맞춤형 다중 양식 치료(multimodal therapy)를 받았습니다. 이는 단극성 우울증 치료에 대한 국가 지침(S3-Leitlinie)에 따라 개별 맞춤형 정신과 및 정신치료, 그리고 특별 훈련을 받은 간호사, 운동 치료사, 작업 치료사, 사회 복지사가 제공하는 보조 치료를 포함했습니다. 요가, 마음챙김 기반 스트레스 감소(MBSR), 만트라 명상과 같은 심신 치료는 MBLM과의 유사성 때문에 연구 기간 동안 참가자의 치료 계획에서 제외되었습니다.
2.5. 데이터 수집 📈
세 그룹의 HRV에 대한 효과를 분석하고 결과를 비교하기 위해 8주 중재 전과 후에 24시간 연속 ECG 기록이 수행되었습니다. 훈련된 직원이 외래 환자 부서에서 "eMotion Faros 180" 유형의 휴대용 ECG 장치를 장착했으며, 참가자는 24시간 동안 일상생활을 하면서 장치를 착용했습니다. 기록은 단일 채널 ECG(1kHz), 3축 가속도계(100Hz), 그리고 심박동 간 간격(RR)이 포함된 HRV 채널(4Hz)을 포함하는 유럽 데이터 형식(EDF) 파일로 저장되었습니다.
2.6. 전처리 🧹
HRV 지표를 계산하고 분석하기 전에 MathWorks MATLAB(버전 R2021a)을 사용하여 신호 상태를 적절하게 만들기 위한 몇 가지 전처리 절차가 수행되었습니다.
- 낮 시간 창 트리밍: 24시간 ECG 기록 전체를 낮 시간 창으로 잘라내고, ECG 신호에서 감지된 해당 RR 시계열을 별도의 파일에 저장했습니다. 야간(오전 0-5시)을 제외하고 더 긴 낮 시간 부분을 분석에 사용했습니다. 장치 내장 가속도계에서 얻은 정보를 통해 수면 및 야간 단계를 확인하고, 필요한 경우 수동으로 시간을 조정했습니다.
- R-피크 감지 및 아티팩트 보정: 웨이블릿 기반 접근 방식과 정확한 피크 값에 대한 추가 사후 보정을 통해 R-피크를 감지했습니다. 이후, RR 간격 시리즈가 얻어졌고, 이 시리즈는 이소성 박동 또는 놓친 박동 및 기타 아티팩트를 수정하기 위해 적응형 필터링을 거쳐 정상-정상 박동 간격(NN) 시리즈를 제공했습니다.
- 20분 안정 상태 신호 선택: 전처리 다음 단계에서는 전체 낮 시간 NN 시리즈를 20분 동안 거의 정지 상태인 신호로 잘라내어 단기 HRV 분석을 위한 비교 가능하고 안정적인 변동성을 반영하도록 했습니다. 수학적 방정식에 기반한 자동 추정 알고리즘과 시각적 검사를 통한 수동 평가를 조합하여 부드럽고 규칙적인 리듬을 가진 적절한 20분 창을 찾았습니다. 동시에 수면, 운동 또는 스트레스를 피하고 휴식 상태에 대한 전형적이고 대표적인 NN 값을 가진 잠재적 대상 창을 시각적으로 검사했습니다.
이 전처리 과정에서 신호가 불충분하여 총 10건의 사례가 폐기되었습니다. 아티팩트 및 왜곡은 주로 참가자의 움직임이나 기록 장치의 느슨한 착용으로 인해 발생한 것으로 추정됩니다.
2.7. 특징 추출 📊
얻어진 20분 NN 시리즈를 기반으로 다음 7가지 HRV 특징이 계산되었습니다. 특징 추출 과정에는 시간 영역, 주파수 영역, 그리고 기호 및 비선형 역학 방법이 포함되었습니다. 이 매개변수들은 주어진 NN 시계열의 특성을 설명하는 정보를 나타내며, 따라서 참가자들의 기록 시점 자율 신경 조절 지표로 사용됩니다. 유럽 심장학회와 북미 심장 박동 전기생리학회 태스크포스에서 제안한 다음 표준 HRV 매개변수가 계산되었습니다.
- meanNN: 모든 NN 간격의 평균 값 (ms)
- sdNN: 모든 NN 간격의 표준 편차 (ms)
- sdaNN5: 모든 5분 구간 내 NN 간격 평균의 표준 편차 (ms)
- RMSSD: 연속적인 NN 간격 차이의 제곱 평균 제곱근 (ms)
- pNN50: 연속적인 NN 간격 차이가 50ms를 초과하는 간격 수 대 전체 NN 간격 수의 비율
- LF/HF: 저주파(0.04–0.15 Hz) 및 고주파(0.15–0.4 Hz) 전력 스펙트럼 추정치의 비율
추가적으로, HRV의 기호 역학(symbolic dynamics) 지표로서 단어 확률을 계산했습니다. 이는 생체 신호 분석의 또 다른 분야로의 확장이며, 다양한 영역에 걸쳐 더 넓고 다양한 HRV 특징 세트에 기여할 수 있습니다. 비선형 접근 방식인 기호 역학은 선형(시간 및 주파수) 방법으로 다루지 않는 결과를 제공할 수 있습니다. NN 시리즈의 복잡도를 정량화하기 위해, Rényi entropy (α = 4)는 나타나는 단어 확률의 요약 지표로 사용되었으며, 현재 NN 시리즈의 패턴 분포의 무작위성, 즉 다양성을 HRV의 비선형 역학 측정값으로 나타냅니다.
2.8. 통계 분석 📈
HRV 결과에 대한 연구 그룹 간의 차이를 검정하기 위해, 그룹을 피험자 간 요인(MBLM, TAU 또는 MINIMAL)으로, HRV 매개변수의 사전-사후 차이를 종속 변수(meanNN, sdNN, sdaNN5, RMSSD, pNN50, LF/HF 및 SymDynRenyi4)로 하는 일원 다변량 분산 분석(MANOVA)을 수행했습니다. 통계적 비교는 IBM SPSS Statistics(버전 27)에서 GLM 기능(일반 선형 모델)을 통해 알파 수준 0.05로 구현되었습니다.
다변량 결과 외에도, 모델 적합 및 관측 데이터에 기반한 사후 분석(post-hoc tests)을 대비(contrasts) 및 추정 주변 평균(EMMEANS) 측면의 쌍별 비교 및 다중 비교 검정(MCT)을 통해 계산했습니다. EMMEANS 절차를 사용한 요인 수준 간의 차이는 Bonferroni 보정보다 다소 덜 보수적이지만 1종 오류에 대한 보호가 더 나은 Sidak 검정을 기반으로 검토되었습니다. 모든 사후 분석에서, TAU는 최상의 임상 실습에 따른 표준 치료로 간주되었으므로 MBLM 및 MINIMAL을 TAU와 비교했습니다.
마지막으로, 그룹 차이에 대한 보완적인 측정으로 코헨의 d(Cohen's d) 효과 크기를 계산했습니다. 문헌에 따라, 효과 크기는 작음 (d ≥ 0.20), 중간 (d ≥ 0.50), 그리고 큼 (d ≥ 0.80)으로 간주되었습니다.
3. 연구 결과 📊
일원 다변량 분산 분석(MANOVA) 결과, 결합된 종속 변수에 대한 통계적으로 유의미한 그룹 효과는 발견되지 않았습니다 (F(14, 104) = 1.255, p = 0.249, partial η2 = 0.144, Wilk's Λ = 0.732). 이는 다변량 모델에서 모든 종속 변수에 걸쳐 세 그룹 간에 통계적으로 유의미한 차이가 없었음을 의미합니다.
하지만, 사후 분석 결과는 흥미로운 사실을 드러냈습니다! 🤩
3.1. 추정 주변 평균 (EMMEANS) 기반 쌍별 비교 🔍
EMMEANS에 기반한 쌍별 비교에서는 MBLM과 TAU 사이에 두 가지(총 7가지 중) 통계적으로 유의미한 차이가 발견되었습니다.
- RMSSD (p = 0.015, _M_Diff = 4.145, 95%–CI[0.646, 7.644])
- SymDynRenyi4 (p = 0.021, _M_Diff = 0.24, 95%–CI[0.029, 0.452])
이는 MBLM과 TAU 사이에 특정 부분적인 차이가 있음을 나타냅니다.
표 2. MBLM, MIN, TAU 세 그룹의 사전-사후 차이 간 모델 기반 추정 주변 평균 쌍별 비교 결과.
3.2. 다중 비교 검정 (MCT) 🔎
마찬가지로, MCT 결과에서는 MBLM과 TAU 사이에 세 가지(총 7가지 중) HRV 매개변수에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타났습니다.
- meanNN (p = 0.039, _M_Diff = 60.828, 95%–CI[2.569, 119.086])
- RMSSD (p = 0.010, _M_Diff = 4.145, 95%–CI[.913, 7.377])
- SymDynRenyi4 (p = 0.013, _M_Diff = 0.240, 95%–CI[.045, 0.435])
이 역시 MBLM과 TAU 간의 특정 부분적인 차이를 다시 한번 시사합니다.
표 3. MBLM, MIN, TAU 세 그룹의 사전-사후 차이 간 관측 데이터의 다중 비교 검정 결과.
MINIMAL과 TAU 사이에서는 두 사후 분석 모두에서 유의미한 차이가 발견되지 않았습니다.
3.3. 효과 크기 및 HRV 변화 추이 💪
위에서 언급된 통계적으로 유의미한 쌍별 비교에서 발견된 효과 크기(Cohen's d)는 TAU와 MBLM 간의 차이가 중간에서 큰 효과를 가짐을 지지했습니다 (표 2, 3의 마지막 열 참조).
이러한 매개변수들의 EMMEANS 쌍별 비교 프로파일 플롯은 유사한 패턴을 보여주었습니다.
- MINIMAL 그룹에서는 변화가 거의 없었습니다.
- TAU 그룹에서는 매개변수가 악화되는 경향을 보였습니다. 📉
- MBLM 그룹에서는 HRV 특징이 개선되었습니다. 📈
그림 2. 세 치료 그룹 내 HRV 변화(사전-사후 차이). 추정 주변 평균 결과 플롯은 MBLM(명상 기반 생활 습관 개선)에서 HRV 개선, MINIMAL 치료(약물 지속 치료)에서 거의 변화 없음, TAU(일반적인 치료)에서 악화를 나타냄; (A) meanNN의 차이 (평균 심박수에 반비례하는 평균 박동 간 간격); (B) RMSSD의 차이 (단기 또는 미주 신경 활동 측정값으로서 연속 박동 간 간격 차이의 제곱 평균 제곱근); (C) symdynrenyi4의 차이 (박동 간 간격 시리즈에서 기호 역학 패턴의 Renyi4 엔트로피로 복잡도 측정값).
4. 논의 및 시사점 🗣️
이번 탐색적 연구에서는 경증에서 중등도 우울증 외래 환자를 대상으로 명상 기반 생활 습관 개선(MBLM) 프로그램이 표준 HRV 매개변수 및 기호 역학 매개변수의 사전-사후 차이에 미치는 영향을 조사했습니다. 연구 결과는 MBLM이 일반적인 치료(TAU)와 비교했을 때 자율신경 조절 능력을 개선하고 스트레스 적응 능력을 강화한다는 중요한 시사점을 제공합니다.
비록 다변량 분석에서는 세 그룹 간에 통계적으로 유의미한 전반적인 효과가 나타나지 않았지만, 사후 분석의 상세한 쌍별 비교에서 MBLM과 TAU 간에 RMSSD와 SymDynRenyi4에서 통계적으로 유의미한 차이가 발견되었습니다. 또한, MCT 결과에서는 meanNN에서도 유의미한 차이가 확인되었으며, 이 모든 차이는 중간에서 큰 효과 크기를 가졌습니다. EMMEANS와 MCT 결과가 매우 유사하여 서로를 지지한다는 점도 주목할 만합니다.
- RMSSD는 부교감 신경 활동, 즉 자율 신경 조절의 적응 능력을 반영합니다. RMSSD가 증가했다는 것은 MBLM 참가자들의 HRV가 개선되고 개인 건강에 잠재적인 이점이 있음을 의미합니다.
- SymDynRenyi4는 NN 시리즈 내에서 나타나는 기호 패턴의 다양성을 나타내며, 값이 높을수록 HRV가 향상되었음을 의미합니다. MBLM 그룹에서 이 값이 증가한 것은 TAU 그룹에 비해 전반적인 건강에 잠재적인 이점이 있음을 시사합니다.
- meanNN의 변화는 휴식 시 평균 심박동 간격이 증가했음을 나타내며, 이는 심장 박동 수가 줄어들어 심장에 가해지는 스트레스가 감소하고 더 건강한 상태임을 의미합니다.
특히 흥미로운 점은 MBLM 그룹에서 HRV 매개변수가 개선되고 최소 치료(MINIMAL) 그룹에서는 거의 변화가 없었던 것은 예상했던 결과였지만, 일반적인 다중 양식 치료(TAU) 그룹에서 HRV 매개변수가 악화되었다는 것입니다. 😮 이는 일반적인 표준 치료가 MBLM 프로그램보다 환자에게 더 많은 스트레스를 유발했을 가능성을 시사합니다. 이전의 질적 분석에서도 MBLM 프로그램이 표준 치료보다 주관적으로 더 일관성 있고 개인의 필요에 맞춤화된 것으로 경험되었다는 증거가 발견되었는데, 이것이 HRV 매개변수에 영향을 미쳤을 수 있습니다.
HRV 측면에서 다른 연구들과 직접 비교하기는 어렵지만, 이번 연구 결과는 MBLM 프로그램이 우울증 환자에게 향상된 미주 신경 활동(vagally mediated activity)을 유도할 수 있다는 것을 보여줍니다. 이전 연구들에서 요가나 명상 개입 후 HF(고주파) 성분 증가나 LF/HF 비율 감소와 같은 부교감 신경 활동 개선이 보고되었는데, 우리의 연구에서도 RMSSD 값 증가를 통해 이러한 미주 신경 활성 개선을 확인할 수 있었습니다.
하지만, 이 연구에도 몇 가지 제한점이 있습니다.
- 무작위 배정 및 특정 임상적, 사회인구학적 변수에 대한 계층화에도 불구하고, 그룹 간에 정기적인 신체 활동과 같이 HRV 결과에 영향을 미칠 수 있는 다른 측면에서 차이가 있었을 수 있습니다.
- 24시간 기록 중 20분 동안의 단기 HRV 분석에 초점을 맞췄기 때문에, 장기 HRV 분석은 추가적인 발견을 가져올 수 있었을 것입니다.
- 휴대용 24시간 기록 기반의 단기 기록은 연구자가 측정 조건(예: 신체 상태, 기분)을 덜 통제할 수 있다는 단점이 있었습니다.
향후 연구에서는 더 높은 통계적 검정력을 가진 연구 설계를 통해 기본적인 발견을 재현하고, 야간 HRV 매개변수도 별도로 고려해야 할 것입니다. 또한, 혈압 변동성(BPV)이나 맥파 변동성(PWV)과 같은 추가적인 생리적 데이터를 획득하여 HRV와 BPV/PWV의 결합을 평가하는 이변량 매개변수를 평가하는 것도 유용할 것입니다. 마지막으로, BDI 점수와 같은 임상적 매개변수와 HRV 매개변수의 결합 분석은 더욱 흥미로운 통찰력을 제공할 수 있을 것입니다.
마무리하며 ✨
이번 탐색적 HRV 분석의 결과로, 명상 기반 생활 습관 개선(MBLM) 프로그램이 자율 신경 조절의 일부 기능을 강화하고 스트레스 적응 능력을 향상시키는 것으로 보인다는 결론을 내릴 수 있습니다. 🧠❤️ 우리의 연구 결과와 MBI의 이론적 및 임상적 효과에 대한 지지 문헌을 바탕으로, 심리 생리적 효과를 가정할 수 있습니다. 이 연구는 경증에서 중등도 우울증 외래 환자들이 MBLM 프로그램에 참여한 후 일반적인 치료와 비교하여 건강상의 이점을 얻을 수 있음을 시사합니다. 👏 앞으로 비선형 역학과 같은 생체 신호 분석의 다양한 영역에서 추가적인 방법과 지표를 활용하면 더 많은 통찰력을 얻을 수 있을 것입니다