Psychophysiological Characteristics of Chronic Pain Patients Measured by Biofeedback System

바이오피드백을 이용하여 측정한 만성통증 환자의 정신생리적 특징

Objectives: Chronic pain is one of the most common experiences of humans and a typical psychophysiological disorder. The aim of this study was to measure the psychophysiological responses in chronic pain patients using a biofeedback system, and to compare them with the results from normal healthy subjects. Methods: Forty two patients with chronic pain (17 males and 25 females, average age $44.67{\pm}11.10$ years) and 42 normal healthy controls (17 males and 25 females, average age $45.17{\pm}10.46$ years) participated in this study. Electromyography (EMG), skin conductance (SC), and skin temperature (ST) were recorded using biofeedback system during the 3 phases (baseline, stress, and recovery) of stress reactivity test, and average values of them were calculated. Difference of values between two groups in each corresponding phase was analyzed with independent t-test, and change of values across phases of stress reactivity test was analyzed with paired t-test (all two-tailed, p<0.05). Results: Compared to normal controls, chronic pain patients had higher value of EMG (baseline: $8.10{\pm}5.97{\mu}V$ vs $4.72{\pm}1.52{\mu}V$, t=-3.56, p<0.01; stress: $11.25{\pm}6.89{\mu}V$ vs $8.49{\pm}4.78{\mu}V$, t=-2.13, p<0.05; recovery: $7.12{\pm}3.77{\mu}V$ vs $4.78{\pm}1.59{\mu}V$, t=-3.70, p<0.01) and SC (baseline: $1.06{\pm}1.0{\mu}S$ vs $0.42{\pm}0.29{\mu}S$, t=-4.0. p<0.01; stress: $1.87{\pm}2.05{\mu}S$ vs $1.03{\pm}0.86{\mu}S$, t=-2.47, p<0.05; recovery: $1.74{\pm}1.77{\mu}S$ vs $0.64{\pm}0.59{\mu}S$, t=-3.8, p<0.01) in all the 3 phases. But, skin temperature comparison did not reveal significant differences in all the 3 phases between two groups. Conclusion: Psychophysiological responses of chronic pain patients in stress reactivity test were different from those of normal healthy controls. These results suggest that sympathetic nervous system is more activated in chronic pain patients.

목 적: 바이오피드백은 정신생리연구에서 중요한 위치에 있으며 정신생리장애 치료에도 유용하다. 만성통증은 매우 흔히 관찰되는 대표적 정신생리장애이다. 이 연구에서는 바이오피드백 기기를 이용한 스트레스 반응 검사로 만성통증 환자와 정상인 간에 생리신호의 특성을 비교하였다. 방 법: 만성통증 환자 42명(남자 17명, 여자 25명, 44.67${\pm}11.10$세)에게 치료 첫째 시간에 바이오피드백 기기를 이용하여 스트레스 반응검사를 하였다. 그 결과를 정상인 42명(남자 17명, 여자 25명, 45.17${\pm}10.46$세)과 비교하였다. 스트레스 반응검사에서는 기저, 스트레스, 그리고 회복 상태에서 각각 전두근 근전도(frontalis electromyography), 피부전도(skin conductance), 피부체온(skin temperature)을 각각 2분씩 측정하여 평균값을 산출하였다. 측정값들의 양 군간 비교에는 독립 t-검정(independent t-test), 각 상태에 따른 측정값의 변화는 대응표본 t-검정(paired-test)로 분석하였다(양측검정, p<0.05). 결 과: 만성 통증 환자는 정상인에 비해 기저, 스트레스, 그리고 회복 상태 모두에서 전두근이 더 긴장해 있었다 (기저: $8.10{\pm}10.465.97{\mu}V$ vs $4.72{\pm}1.52{\mu}V$, t=-3.56, p<0.01; 스트레스: $11.25{\pm}6.89{\mu}V$ vs $8.49{\pm}4.78{\mu}V$, t=-2.13, p<0.05; 회복: $7.12{\pm}3.77{\mu}V$ vs $4.78{\pm}1.59{\mu}V$, t= -3.70, p<0.01). 또한 만성 통증 환자는 세 상태 모두에서 피부전도가 더 잘 되었다(기저: $1.06{\pm}1.0{\mu}S$ vs $0.42{\pm}0.29{\mu}S$, t=-4.0. p<0.01; 스트레스: $1.87{\pm}2.05{\mu}S$ vs $1.03{\pm}0.86{\mu}S$, t=-2.47, p<0.05; 회복: $1.74{\pm}1.77{\mu}S$ vs $0.64{\pm}0.59{\mu}S$, t=-3.8, p<0.01). 그러나 피부체온은 기저, 스트레스, 그리고 회복 상태 모두에서 두 군 사이에 유의한 차이가 없었다(p<0.05). 결 론: 만성 통증 환자는 정상인에 비해 전두근 근전도와 피부전도 측정값이 전반적으로 증가된 소견을 보였다. 이는 통증으로 인하여 교감신경계가 정상인에 비해 자극에 더 예민한 상태에 있음을 시사한다.