수면다원검사(Polysomnography, PSG)를 이용한 수면 중 호흡장애의 평가

수면 중 호흡장애는 폐쇄성 수면무호흡(Obstructive Sleep Apnea, OSA), 중추성 수면무호흡(Central Sleep Apnea, CSA), 수면 관련 저환기 등 여러 질환을 포함하는데, 이들은 수면 중 비정상적인 호흡 사건과 연관되어 부정적인 임상결과를 초래합니다. 각 질환은 특징적인 증상을 보이지만, 병력과 신체검사만으로는 확진이 어려우므로 정확한 진단을 위해서는 수면검사가 필요합니다.

수면 중 호흡장애를 평가하기 위한 현재의 표준검사는 야간수면다원검사(attended PSG)입니다. 미국수면의학회(AASM)에서는 PSG의 시행과 판독에 대한 지침을 지속적으로 발표하고 있으며, 공인된 수면검사실은 이 지침을 따라야 합니다.

이 글에서는 PSG를 통해 성인의 수면 중 호흡장애를 평가할 때 사용되는 기술적 사양, 판독 및 해석 방법에 대해 알아보겠습니다. 수면 중 호흡장애의 임상양상과 진단에 대해서는 별도로 다루어질 것입니다.

1. PSG에서 측정해야 할 신호들

PSG를 시행할 때는 수면 중 호흡장애의 평가와 관련된 여러 생리학적 신호들을 모니터링해야 합니다. 여기에는 다음과 같은 것들이 포함됩니다.

• 수면 단계(Sleep staging): 뇌파(EEG), 턱 근전도(chin EMG), 안전도(EOG) 모니터링을 통해 수면 단계와 각성을 평가합니다.
• 호흡 기류(Respiratory airflow): 비강 온도계(oronasal thermistry)와 비강 압력 변환기(nasal pressure transduction)를 이용해 호흡 기류를 비정량적으로 측정합니다.
• 호흡 노력(Respiratory effort): 호흡 기류만으로는 중추성과 폐쇄성 호흡사건을 구분하기 어려우므로, 흉곽과 복부의 호흡유도체적변동기록(RIP)이나 횡격막/늑간근 근전도를 이용해 호흡 노력을 평가합니다.
• 맥박산소측정(Pulse oximetry): 동맥혈 산소포화도(SpO2)를 지속적으로 모니터링합니다. 평균시간(averaging time)은 3초 미만으로 짧게 설정해야 수면무호흡에서 흔히 관찰되는 일시적 저산소증을 감지할 수 있습니다.
• 환기(Ventilation): 저환기가 의심되는 경우 경피적 또는 호기말 이산화탄소 모니터링을 시행할 수 있습니다. 최신 경피적 모니터는 검사 중 안정적인 측정치를 제공합니다.

2. 호흡사건의 정의와 판독기준

PSG에서 호흡사건을 확인하려면 호흡 기류와 함께 뇌파를 통해 사건이 수면 중에 발생했음을 확인해야 합니다. 또한 호흡노력을 평가함으로써 폐쇄성과 중추성 사건을 구별할 수 있습니다. 맥박산소측정은 사건 확인의 신뢰도를 높이고 일부 호흡사건의 판독에 필요합니다.

• 각성(Arousals): 수면 중 각성은 완전한 각성부터 일시적인 뇌파의 변화까지 다양합니다. PSG에서 각성은 최소 3초 이상 지속되는 알파파, 세타파 그리고/또는 16 Hz 이상의 주파수가 갑자기 출현하고, 이에 앞서 10초 이상 안정된 수면이 선행되어야 합니다.
• 무호흡(Apneas): 무호흡은 호흡 기류가 멈추거나 거의 멈추는 것으로, 선행된 신호 대비 90% 이상 기류가 감소하고 최소 10초 이상 지속될 때 판독합니다. 호흡노력에 따라 폐쇄성, 중추성, 혼합성으로 분류됩니다.
• 저호흡(Hypopneas): 저호흡은 무호흡에 미치지 못하는 호흡기류 감소로, 최소 10초 이상 지속되며 기류가 30% 이상 감소하면서 3% 이상의 산소포화도 감소 또는 뇌파 각성 중 하나를 동반할 때 판독합니다.
• 호흡노력 관련 각성(RERAs): RERA는 무호흡이나 저호흡의 기준에 부합하지는 않지만, 최소 10초 이상 비강압 파형의 편평화 및/또는 호흡노력 증가의 증거가 있으면서 각성으로 종료되는 사건입니다.
• Cheyne-Stokes 호흡: 심부전이나 신경계 질환에서 흔히 관찰되는 규칙적이고 주기적인 호흡 패턴으로, 무호흡 후 점진적으로 호흡량이 증가했다가 감소하는 모습을 보입니다.
• 저환기: 수면 중 저환기는 이산화탄소 수치의 상승을 통해 인지되며, 55 mmHg 초과가 10분 이상 지속되거나 기저치 대비 10 mmHg 이상 상승이 같은 기간 동안 관찰될 때 판독합니다.

3. 수면의 질 평가지표

PSG 판독 시에는 총 수면시간과 수면 단계의 분포를 기술해야 하는데, 이는 호흡사건의 중증도를 총 수면시간에 따라 표준화하여 신뢰성 있게 해석하는 데 필요합니다.

각 수면단계(N1, N2, N3, REM)의 상대적 분포 또한 PSG 해석에 도움이 됩니다. N1 수면이 많으면 호흡장애로 인한 수면 분절을 시사할 수 있습니다. REM 수면의 상대적 양도 중요한데, 수면무호흡의 중증도는 수면 단계에 따라 크게 달라지기 때문입니다.

각성 빈도는 일반적으로 PSG 보고서에 포함되지만 그 임상적 의의는 분명치 않습니다. 정상범위가 시간당 10~25회로 매우 다양하며, 높은 각성 빈도가 반드시 수면 호흡장애를 의미하는 것은 아닙니다.

4. 수면 호흡장애의 중증도 평가지표

무호흡, 저호흡, RERA의 총 횟수 외에도 PSG 보고서에는 이들 및 기타 데이터로부터 도출된 여러 변수들이 포함됩니다.

• 무호흡-저호흡 지수(Apnea-Hypopnea Index, AHI): 시간당 무호흡과 저호흡의 합으로, 수면무호흡의 중증도를 나타내는 데 가장 흔히 사용됩니다. 성인에서 AHI>15 또는 AHI>5 (동반증상이나 동반질환이 있는 경우)이면 폐쇄성수면무호흡으로 진단할 수 있습니다.
• 호흡장애 지수(Respiratory Disturbance Index, RDI): AHI에 RERA를 포함하여 산출하므로 RDI는 AHI보다 큰 값을 갖습니다. RERA의 판독 시 더 큰 관찰자간 변이가 있을 수 있지만, RDI는 AHI와는 다른 임상정보를 제공할 수 있습니다.
• 저산소증의 정도: 최저 및 평균 산소포화도, 수면 중 90% 미만의 산소포화도를 보이는 시간의 비율 등 저산소증의 정도를 반영하는 지표들도 PSG 보고서에 포함되어야 합니다. 호흡사건에 따른 산소포화도 감소가 동반된 경우 좋지 않은 예후와 연관될 수 있습니다.

5. PSG 결과의 해석

PSG 보고서에서 가장 중요한 부분은 검사 결과에 대한 해석입니다. 판독의는 환자의 임상 정보를 고려하면서 호흡장애와 관련된 중요한 결론을 요약합니다. 단순히 AHI 등의 수치에 의존해서는 안 되며, 파형에서 관찰되는 시각적 정보들도 종합하여 임상적 의의를 판단해야 합니다.

보고서에는 검사 결과가 임상적으로 유의한 수면 호흡장애를 시사하는지, 그렇다면 어떤 유형(폐쇄성 또는 중추성)인지 명시되어야 합니다. 검사의 제한점이나 호흡 외 관련 소견들도 추가로 기술되어야 합니다.

결론

수면다원검사는 수면 중 호흡장애를 평가하기 위한 표준검사로, 정확한 시행과 해석을 위해서는 관련 지침을 잘 따라야 합니다. 검사 중 호흡 관련 신호들을 적절히 측정하고, 호흡사건의 정의와 판독기준에 맞추어 판독함으로써 수면의 질과 호흡장애의 정도를 객관적으로 평가할 수 있습니다. 판독의는 각종 정량적 지표와 함께 파형에서 관찰되는 정성적 정보를 종합하여 해석하되, 임상정보를 반드시 고려해야 합니다. 이를 통해 수면 호흡장애의 진단과 치료 방침 결정에 있어 PSG가 핵심적인 역할을 할 수 있을 것입니다.