효과적인 야행성 휴식 시간은 다음 날 최적의 기능을 위해 필수 불가결합니다. 따라서 점점 더 많은 사람들이 “8시간”의 수면이 수면의 양적 측면뿐만 아니라 수면의 질적 특성에도 중요하다는 것을 인식하고 있습니다. 이것이 바로 수면 모니터링 기기가 널리 보급되고 있는 이유입니다.
반지형 장치, 손목 밴드형 액세서리, 헤드밴드 또는 모바일 애플리케이션과 같은 수면 추적 장치를 활용하면 수면의 질을 평가하는 효과적인 수단을 제공할 수 있습니다. 그러나 이러한 장치의 작동 메커니즘에 대해 생각해 볼 수 있습니다. 이러한 기술 도구의 기능을 자세히 설명해 드리겠습니다.
움직임 추적
수면의 과정은 단순한 의식과 안구 운동의 중단보다 훨씬 더 복잡한 뉘앙스를 포함합니다. 수면은 1단계, 2단계, 3단계의 깊은 수면, 그리고 급속 안구 운동(REM)을 포함한 여러 단계로 구성됩니다.
수면의 여러 단계를 거치면서 근육은 그에 상응하는 정도의 이완을 나타내며, 깊은 잠에 빠질수록 근육의 움직임이 줄어듭니다. 이러한 현상은 접촉식 및 웨어러블 수면 모니터링 장치 모두에서 확인할 수 있으며, 장치에 통합된 가속도계를 사용하여 휴식 중 운동 활동의 정도를 평가합니다.
심박수 모니터링
심박수 변동성으로 알려진 연속적인 심장 박동 간격의 변동은 수면의 다양한 단계에 따라 뚜렷한 패턴을 나타냅니다. 이러한 변화는 수면의 질을 모니터링하는 데 중요한 지표가 되며, 수면 패턴과 심박변이도(HRV)를 추적하기 위해 특별히 설계된 웨어러블 장치로 효과적으로 측정할 수 있습니다.
렘수면 중에는 근육과 팔다리가 신체적으로 활동하지 않음에도 불구하고 뇌 내에서 다양한 인지 과정이 일어납니다. 결과적으로 신체는 자율 신경계의 교감 신경과 부교감 신경의 반대되는 효과 사이의 균형이 필요합니다. 전자는 이완에 대한 신체의 반응을 담당하는 반면, 후자는 투쟁-도피 반응을 포함하여 잠재적 위협에 대한 신체의 반응을 관리합니다.
이러한 이질적인 조건의 존재와 동시에, 급속 안구 운동(REM) 수면 중에 심장 리듬 내의 불일치가 발생합니다. 이러한 변동성은 렘수면 중 신경 활동이 상대적으로 낮고 비교적 안정적인 심혈관 프로파일을 보이기 때문에 비렘수면(NREM) 휴식과 구별됩니다.따라서 수면 모니터는 심박수 변동성(HRV)을 추적하여 특정 수면 단계를 식별하고 수면의 질을 평가할 수 있습니다.
HRV 모니터링에 광혈류측정법 사용
광혈류측정법(PPG)을 사용하여 심박수 변동성을 모니터링하는 수면 트래커에는 혈액량과 순환을 측정하기 위해 광도 측정을 사용하는 센서가 장착되어 있습니다. 이러한 트래커는 이 기술을 사용하여 심박수 및 혈액 순환의 변동을 파악합니다.
광혈류측정(PPG) 센서는 적외선을 사용하여 피부를 비추는 동시에 이 방사선이 피부 표면 아래 혈관에서 반사되는 것을 모니터링합니다. 이 반사는 모세혈관을 통해 흐르는 혈액의 양에 따라 변조되어 심장 주기를 감지하고 이러한 주기의 주기성을 기반으로 수면의 질을 추정할 수 있습니다.
웨어러블 수면 트래커의 맥박 산소 측정
맥박 산소 측정은 침습적 시술 없이도 사람의 산소 포화도 수준을 평가하는 데 활용할 수 있는 평가 기술입니다. 수면 중 산소 포화도 감소(저산소혈증)는 야행성 발한, 야뇨증, 숨을 헐떡이는 증상이 특징인 무호흡 에피소드의 시작을 알리는 신호일 수 있으며, 이는 수면의 질 저하와 수면 복지 장애로 이어질 수 있습니다.
수면 트래커는 맥박 산소 측정법을 사용하여 센서가 피부에 빛을 방출하도록 지시한 다음 피부 아래 혈액에 흡수된 빛의 양을 계산하여 산소 포화도 수준을 측정합니다. 이 방법은 블루투스 지원 맥박 산소 측정기에도 사용됩니다.
이중 파장의 빛을 방출하는 센서를 활용하면 이러한 파장의 차등 흡수율을 식별하여 혈류 내 산소 포화도를 모니터링할 수 있습니다. 이 과정을 통해 혈류 내 산소 포화도를 측정할 수 있으며, 산소 포화도가 낮을수록 수면의 질이 좋지 않음을 나타냅니다.
소음 및 온도 고려
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수면 트래커 애플리케이션은 장점과 단점을 모두 제공합니다. 이러한 애플리케이션에는 각각 주변 소음과 온도 수준을 측정할 수 있는 마이크와 온도계가 통합되어 있다는 점이 장점입니다. 마찬가지로 웨어러블 디바이스도 유사한 기술을 활용하여 코골이, 심호흡 등 수면 중에 발생하는 소음을 면밀히 조사합니다. 이러한 소리는 개인이 경험하는 특정 수면 단계에 따라 변동될 수 있는 것으로 관찰되었습니다.
렘수면(급속 안구 운동) 중에 나타나는 호흡 패턴은 대뇌 활동의 증가로 인해 간헐적으로 불규칙한 것이 특징인 반면, 서파 수면(깊은 수면) 중에는 호흡이 보다 질서 있고 균일한 간격의 패턴으로 나타납니다. 이러한 호흡 소리의 변화는 수면 추적 장치를 사용하여 모니터링할 수 있는 수면의 질을 나타내는 지표로 사용됩니다.
신체와 주변 환경의 체온 조절은 수면의 질에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 저녁이 되어 잠들 시간이 임박하면 체온이 떨어집니다. 반대로 체온 상승은 얕은 수면 또는 각성의 전조 단계와 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌습니다. 체온 감소는 수면을 조절하는 호르몬인 멜라토닌과도 관련이 있습니다.
체온 또는 주변 온도가 상승하면 깊은 수면의 질에 해로운 영향을 미칠 수 있다고 추론할 수 있습니다. 침구류와 같은 다른 변수도 온도에 영향을 미칠 수 있으므로 수면 트래커에서 사용하는 비교적 신뢰할 수 없는 지표 중 하나입니다.
수면 트래커는 얼마나 정확할까요?
수면 트래커의 신뢰도는 기본 기술의 내재적 한계로 인해 검증이 필요합니다. 특히 움직임에 의존하여 수면 상태를 판단하는 수면 트래커는 완전히 움직이지 않는 상태를 수면으로 잘못 해석할 수 있습니다. 또한 소음 및 온도와 같은 다른 변수들도 심박수 변동성에 영향을 미쳐 수면 추적의 부정확성을 초래할 수 있습니다.
수면 트래커는 매일 수면의 질을 추정하는 데 도움이 될 수 있지만, 수면 장애를 판단하고 적절한 치료법을 추천하는 데는 수면다원검사만큼 신뢰할 수 있는 것으로 간주되지 않습니다. 수면다원검사는 의료 전문가가 수면 장애를 진단하고 적절한 개입을 권장하기 위해 사용하는 더 정밀한 방법입니다. 그럼에도 불구하고 수면 트래커는 시간이 지남에 따라 전반적인 수면 패턴에 대한 통찰력을 제공하는 데 여전히 유용합니다.