저강도 발살바 법이 뇌동맥 및 맥파 속도 변화에 미치는 영향 : 유효성 확인과 장치 설계 = Effects of low-pressure Valsalva maneuver on changes in cerebral arterial stiffness and pulse wave velocity : Validation and Device design

국문 초록 (Abstract)

뇌졸중은 전 세계적으로 높은 사망 원인 중 하나이며, 최근에는 젊은 성인에서도 발생률이 증가하고 있어 모든 세대에서 경각심을 가지고 관 심을 기울여야 하는 상황이다. 이러한 뇌혈관 질환의 발병을 예방하기 위해서는 혈액 공급이 원활해야 하며, 이는 동맥의 탄력성에 크게 영향 을 받는다.
실제로 동맥 경직은 혈관 기능 장애와 인지 기능 저하의 주 요 원인으로, 허혈성 뇌졸중과 밀접한 관련이 있다. 따라서 뇌로 혈류 를 전달하는 총경동맥 (common carotid artery, CCA)의 경직수준을 관 리하는 것은 중요하다. 혈관 경직수준을 조절하기 위한 다양한 약리학 적 접근법의 연구가 보고되고 있으나, 약물의 부작용을 예측하기 어렵 고 약물 의존도를 높일 수 있는 위험 요소가 존재한다. 이러한 한계를 극복하기 위해 비침습적인 자극 중재 방안이 필요하다.
본 연구는 압력 반사 (baroreflex) 메커니즘을 이용하여 동맥압 (arterial pressure)을 조절할 수 있는 발살바 법 (valsalva maneuver, VM)을 30-35 mmHg의 저강도로 수행할 때 CCA의 경직도 완화 효과를 확인하고자 한다.
VM을 저강도로 수행할 때 CCA의 수축 직경 (vasoconstriction diameter, VCD)과 이완 직경 (vasodilation diameter, VDD)의 변화를 진단용 초음파를 통해 관찰하였다. 동시에 혈압 (blood pressure, BP)을 측정하여 획득한 변수들로 평균 동맥압 (mean arterial pressure, MAP), 맥압 (pulse pressure, PP), 맥파 속도 (pulse wave velocity, PWV), 동맥 경직도 (arterial stiffness)의 변화를 비교 분석하였다.
그 결과, 개인별 최대로 수행 가능한 VM 수준보다 낮은 강도로 중 재했을 때 BP가 정상 범위를 벗어나지 않으면서 CCA의 동적 변화를 유도하여 혈관의 경직도를 감소시킬 수 있음을 확인하였다. VM 중재 이전과 비교했을 때, 중재 이후의 VCD는 2.15% 증가 (p=0.039), VDD는 4.55% 증가 (p<0.001), 그리고 DBP는 1.10% 증가 (p=0.029)가 관찰되었으며, PWV와 동맥 경직도는 VM 중재 이후 유의하게 감소하였다 (p<0.001).
이러한 결과는 저강도 VM이 혈관 동적 기능의 변화에 효과 적이며 혈관 탄력성에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 시사한다. 본 연구 결과를 통해 저강도 VM 수행이 CCA의 경직도 완화에 효과 가 있음을 확인할 수 있었다. 하지만, 단시간에 적용 가능하며 환경적 제약과 비용 부담 없이 수행할 수 있으며 객관적이고 맞춤형 자극을 유도하고 조절할 수 있는 VM 장치의 설계가 필수적임을 알 수 있었다. 이렇게 설계된 장치는 VM 메커니즘을 활용하여 누구나 쉽게 일상생활 중에서나 가정에서도 혈관 경직도를 관리할 수 있게 도와 혈관 건강 개 선과 뇌혈관 질환 예방에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• 국문 초록 1
• 목차 3
• 표 목차 5
• 그림 목차 6
• I. 서론 7
• II. 이론적 배경 10
• 1. 약물 사용의 한계 10
• 2. 발살바 법 12
• 3. 총경동맥 15
• 4. 경동맥 초음파 17
• III. 대상 및 방법 19
• 1. 연구대상 19
• 2. 연구방법 20
• 3. 주요 변수 계산 25
• 4. 통계 방법 27
• IV. 결과 28
• 1. 주요 변수의 특성 28
• 2. 맥파 속도와 경직도의 변수 간 상관관계 31
• V. 고찰 및 한계 33
• 1. 고찰 33
• 2. 한계 35
• VI. 결론 37
• VII. 발살바 법 유도 및 조절 장치 제안 39
• 1. 장치의 필요성 및 목적 39
• 2. 장치 설계 목표 42
• 3. 장치 설계 프로세스 43
• 4. 설계 결과 46
• 5. 설계한 장치에 대한 고찰 50
• VIII. 최종 결론 51
• 참고문헌 53
• 영문초록 67