1. 연구의 필요성

수면은 인간의 기본적인 생리적 요구로서, 적절한 수면은 건강과 질병의 회복에 매우 중요한 요소이다. 수면은 낮 시간대에 쌓인 심신의 피로를 회복시키는 기능뿐만 아니라 수면 중 기억력과 인지기능의 향상 등 포괄적 기능을 가지며[1], 면역, 대사 및 내분비 기능의 유지에 필수적이다[2]. 일반적으로 수면이 부족하게 되면 피로, 초조, 긴장, 집중력 감소 등을 초래하게 된다[3].

수면에 대한 요구는 질병과 스트레스 동안 더 증가하나, 개인이 병원에 입원하면 자신의 수면 습관보다는 그 기관의 정해진 규칙에 맞추어야 하므로 환자의 생체리듬은 새로운 환경에 적응하기 위한 부담을 가지게 되고, 그로 인해 수면의 질은 더 나빠지게 된다. 실제로 입원기간 동안 수면시간은 가정에 있을 때 보다 단축되고, 수면 중 각성횟수가 증가하였으며[4], 환자의 절반가량이 그들이 필요로 하는 것보다 불충분하게 수면을 취하였다고 보고하였다[5]. 이러한 입원 환자의 수면부족은 신 체 · 정신적 통합을 방해하고 치료의 효과를 감소시켜 질병 회복의 지연 등에 큰 영향을 미치게 된다[6].

병원에 입원한 환자는 소음과 같은 환경적 요인, 통증을 포함한 신체적 요인 및 불안과 같은 심리적 요인으로 인해 입원 전보다 수면에 방해를 받게 되므로[7], 입원 환자의 수면의 질에 대해서 관심을 가질 필요가 있다. 입원 환자 중에서도 재활 환자들의 수면은 건강회복과 재활의 치료결과에 매우 중요한 요소이다[8]. 재활 환자들은 다른 입원 환자들에 비해 재원기간이 길기 때문에 수면 장애가 장기간 지속될 수 있다[9]. 지속적으로 수면장애를 경험하게 되면 낮 동안의 적극적인 재활치료에 참여를 방해받게 되고, 삶의 질에도 부정적 영향을 미칠 수 있으므로[7] 적극적인 수면관리가 필요하다.

입원 환자들은 여러 가지 이유로 수면문제를 호소하지만 현실적으로는 이에 대한 적절한 평가와 수면중재가 이루어지기 전에 수면제부터 처방되는 경향이 있다[10]. 수면제는 일시적인 수면장애 해소에는 효과가 있으나, 장기간 사용 시에는 의존성과 낮시간 동안의 졸림과 같은 부작용이 나타나며, 낙상의 위험이 증가하고 약물의 내성으로 인해 한 달 이상 사용이 어렵다[11]. 그래서 수면에 방해를 주는 요인들을 조절하기 위한 비약물적 중재로 소음이나 빛과 같은 환경적 자극을 제어하고 수용을 약화시키거나 수면을 유도하는 다양한 수면중재들이 사용되고 있다. 이 중 수면유도를 위한 내적상태를 만드는 중재의 한 종류인 백색소음이 수면의 증진과 심신안정에 효과가 있다는 것이 알려지면서 백색소음을 적용한 연구들이 보고되고 있다[12, 13, 14].

백색소음(white noise)은 가청 주파수 범위 전체에 걸쳐 연속적으로 균일하게 분포된 주파수를 갖는 일련의 소리를 말한다[15]. 여러 주파수가 일정하게 결합된 백색소음은 주변 소음을 덮어주는 역할을 하며, 뇌의 각성을 감소 시켜주는 특성을 가지고 있어[16] 신체를 이완하여 불안과 스트레스를 감소시키고 수면을 유도하게 된다[17]. 또한 백색소음 중재는 음악요법과 같이 개인의 선호도에 큰 영향을 받지 않으므로 적용이 용이하다. 백색소음을 수면증진의 중재로 적용한 국외의 선행연구에서는 건강한 성인에서 수면시간이 증가하였고[14], 관상동맥질환 입원 환자들의 수면의 질이 향상되었으며[13], 국내에서는 대학생들의 수면의 질이 향상되고, 우울 및 스트레스 점수가 낮아졌다[12]. 이 외에도 백색소음은 주의집중력, 기억력 향상에도 효과적인 것으로 나타났다[18].

수면중재 연구들에서 수면의 평가는 주관적인 자가보고를 통해 대다수 이루어졌으나 개인의 수면을 보다 객관화하고 수량화된 지표를 이용하여 연구함으로써 주관적 자료의 결과를 보완하고, 과학적 근거를 제공하는 것이 필요하다[19]. 수면상태의 객관적 지표를 제공하는 검사인 수면다원검사(polysomnography)는 수면평가방법 중 가장 정확도와 신뢰도가 높다고 평가받고 있지만[20], 비용이 많이 들고 자료가 방대하여 훈련된 전문가에 의해 검사실에서만 실시될 수 있다. 액티그래피(actigraphy)는 손목시계 형태로 가볍고 평소와 같은 수면환경에서 수면의 측정이 가능하나[21], 가격이 높고 분석시 많은 시간과 전문성이 요구된다. 최근에 첨단 기술 및 웨어러블 디바이스(wearable device)의 발달과 함께 간편하게 수면상태를 측정하는 기기들이 개발되고 있는데, 그 중 건강증진 목적으로 사용되는 수면추적기인 Fitbit (Fitbit, San Francisco, California, USA)은 액티그래피와 비교할 때 비용 효과적이며 사용법이 간편하여 사용자가 증가하고 있다[22]. Fitbit은 수면평가의 표준으로 사용되고 있는 수면다원검사[17]와 비교하였을 때 특이도가 유사하였으며[23], 수면과 각성의 상태 구분에서 정확도와 민감도가 높게 나타났다[24, 25]. 또한 수면의 질을 확인하기 위해 주로 측정되는 항목인 총 수면시간과 수면효율도 수면다원검사의 결과와 차이가 없어 객관적인 수면상태의 지표로써 최근 임상연구에서도 사용되고 있다[26, 27].

이에 본 연구는 병원에 입원한 환자들에게 취침 전 백색소음을 듣게 함으로써 수면을 증진 시키는데 도움이 되는지를 확인하고자 한다. 환자들이 백색소음을 이어폰을 통해 듣게 되면 이어폰에 의해 소음을 차단시키는 효과도 함께 발생하게 되므로, 단순한 소음차단의 효과와 구별하기 위해 일반적으로 소음차단을 위해 흔히 사용하는 귀마개와 그 효과를 비교하였다. 따라서 본 연구는 입원 환자에게 취침 전 백색소음을 들려주고 수면에 미치는 효과를 주관적 · 객관적으로 평가하여 근거를 제공함으로서 입원기간동안 환자의 수면을 향상시키는 중재의 하나로 활용하고자 한다.

2. 연구목적

본 연구의 목적은 입원 환자에게 취침 전 백색소음의 적용이 수면에 미치는 효과를 파악하기 위함이며, 취침 전 백색소음과 귀마개의 착용에 따른 수면의 질을 주관적, 객관적 지표를 이용하여 비교하여 그 효과를 확인하고자 한다.

3. 연구가설

본 연구의 구체적인 가설은 다음과 같다.

1. 연구설계

본 연구는 입원 환자를 대상으로 취침 전 백색소음을 적용한 실험군과 귀마개를 착용한 비교군 간의 수면의 효과를 평가하기 위한 무작위 대조군 전후 실험연구이다.

2. 연구대상

본 연구의 대상자는 B시에 소재한 일 상급종합병원 재활의학과 병동에 입원한 환자로서 연구대상자 모집 공고문을 통해 자발적으로 참여를 희망한 선정기준을 만족한 자이다. 선정기준은 1) 만 20세 이상, 2) 글을 읽고 이해할 수 있으며 의사소통이 가능한 자, 3) 기구를 착용해야 할 팔목이나 귀에 상처가 없는 자, 4) 한쪽 팔을 스스로 들어 올릴 수 있는 자, 5) 이어폰을 착용하고 소리를 들을 수 있는 자로 하였다.

제외기준은 1) 중재기간 중 수면에 영향을 줄 수 있는 투약의 변경(각성제, 수면제, 진통제, 항히스타민제)이 있는 자, 2) 의식이 명료하지 않거나 시간, 공간, 사람에 대한 지남력이 없는 자, 3) 정신과 질환을 진단받은 자, 4) 중재기간 중 수면에 영향을 줄 수 있는 신체적 변화(예기치 못한 통증, 의식 저하, 외상 등)가 있는 자, 5) 수면추적기 상 움직임과 수면에 대한 감지가 잘 되지 않거나 데이터가 누락된 자였다.

표본의 크기는 G*Power 3.1 프로그램[28]을 사용하여 산출하였다. 반복측정 분산분석의 통계방법에서 중간 효과크기(f=0.25)를 사용하였고, 유의수준(α) .05, 검정력(1−β) 80%, 집단수 2, 측정횟수 4회를 적용한 결과 대상자 수는 총 24명으로 산출되었다. 본 연구에서는 반복측정 분산분석의 모수 통계법을 적용하기 위해서 각 그룹 당 최소 30명의 대상자가 필요하므로 탈락률 10% 정도를 고려하여 전체 66명으로 하였다.

대상자는 연구자가 참여희망자 중 선정기준과 제외기준을 검토하여 선정하고, 무작위 배정은 엑셀 프로그램에서 생성한 난수표를 이용하여 그룹 수 2, 표본 수 66명으로 하여 랜덤 리스트를 생성한 후, 등록된 대상자 순으로 난수표에 배정된 실험군 또는 비교군으로 동등하게 배정하였다. 연구참여를 신청한 환자는 91명이었으나 팔의 기동성 저하 20명, 지남력 저하 5명을 제외하여 총 66명을 대상자로 선정하였다. 연구 진행 중 실험군에서는 건강 악화로 1명, Fitbit 착용 시 불편감으로 2명이 탈락하였고, 비교군에서는 퇴원으로 1명, Fitbit 착용 시 불편감으로 1명이 탈락하였다. 실험군 30명, 비교군 31명으로 총 61명의 자료가 분석에 포함되었다(Figure 1).

Figure 1
Flow chart of enrollment in study.

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3. 연구도구

연구도구로 대상자의 제 특성과 주관적 수면의 질은 자가기입 형식의 설문지와 의무기록을 통해 조사하였고, 객관적 수면의 질은 수면추적기로 측정하였다.

4. 연구진행 절차 및 방법

연구의 중재 및 자료수집기간은 2018년 8월 1일에서 2018년 11월 말까지 약 4개월간 진행하였다. 연구보조원으로 임상경력 2년 이상인 간호사 2명이 사전 조사, 중간 조사 및 사후 조사를 실시하였고, 사전에 설문지 작성에 대한 교육을 실시하여 일관성 있게 자료가 수집되도록 하였다. 연구자가 실험군과 비교군에게 중재를 제공하고, 배정 결과를 모르는 연구보조원이 자료수집을 수행함으로써 실험자 효과를 최소화하는 평가자 단일맹검으로 하였다. 대상자에게는 자신이 받는 중재가 실험군과 비교군 어느 군에 속하는지 알려주지 않음으로써 연구의 타당도를 높이기 위하여 노력하였으나, 중재의 특성상 추측이 가능할 수 있다. 본 연구의 중재와 사전 및 사후 조사의 진행절차는 Figure 2와 같다.

Figure 2
Experimental design.

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실험군에게는 백색소음 MP3 파일이 저장된 휴대전화 기기를 제공하고 이어폰 삽입 방법과 백색소음 파일 재생 방법을 교육하였고, 비교군에게는 귀마개 삽입 방법을 교육하였다. 대상자 스스로 재생하지 못하는 경우를 대비하여 보호자에게도 함께 교육하였으며, 보호자가 없는 경우 연구자에게 도움을 받을 수 있음을 설명하였다. 백색소음은 Canton Becker사(https://cantonbecker.com/white-noise-mp3-sleep-sounds/)의 백색소음 파일을 휴대폰에 다운받아 1시간 동안 재생된 후 자동으로 꺼지도록 설정하였다. 수면추적기는 연구자가 중재 전날 대상자의 팔목에 착용해주었으며, 수면추적기의 설정은 수면 민감도는 ‘sensitive’, 착용 손목은 ‘주로 사용하는 손’으로 모두 동일하게 맞추었다. 수면추적기는 연구 종료 시까지 항상 착용하도록 하였으나 불편하면 낮에 깨어 있을 때는 착용하지 않아도 됨을 알려주었다. 실험군과 비교군 모두에게 수면에 영향을 주는 외생변수 통제를 위해 취침 3시간 전 음주나 카페인 음료를 섭취하지 않도록 하고, 수면 1시간 전 땀이 날 정도의 격렬한 운동은 하지 않도록 설명하였다.

중재는 실험군에게는 백색소음을, 비교군에게는 귀마개를 저녁 식사 이후의 취침 전에 적용하도록 하였다. 사전 조사 다음날부터 3일간 매일 반복 수행되었으며, 중재 전 사전 조사 1일을 포함하여 총 4일간 연구가 진행되었다. 미국 수면의학협회(American Association of Sleep Medicine)의 권고에 의하면 대상자의 수면양상을 파악하기 위해 최소 3일간 측정한 값을 수집하도록 권장하였고[31], 백색소음 중재를 3일간 제공한 선행연구[13, 32]를 참조하여 본 연구의 중재 기간을 3일로 정하였다.

구체적인 중재의 절차는 다음과 같다. 실험군은 취침 전 대상자가 양쪽 귀에 이어폰을 삽입하고 제공된 휴대전화 기기에 저장된 백색소음 MP3 파일을 재생한 후, 듣기 편안한 볼륨으로 맞춘다. 백색소음은 설정에 따라 1시간 동안 재생되며 자동으로 꺼진다. 기상 후 대상자는 이어폰을 제거한다. 비교군은 취침 전 대상자가 양쪽 귀에 귀마개를 삽입하고, 기상 후 귀마개를 제거한다. 수면 중 이어폰이나 귀마개가 빠지는 경우는 재착용으로 인해 수면이 방해받을 수 있으므로 그대로 두도록 하였다. 대상자에게 적용하는 각종 기구(Fitbit, 이어폰, 휴대전화 기기)들은 사용자가 바뀔 때마다 환경소독 전용티슈(ED Wipes, Biobridge, Seoul, Korea)로 소독하였고, 귀마개는 대상자마다 새것을 사용하였다.

주관적 수면의 질 조사는 중재 전날과 시작 후 3일 동안 매일 아침에 기상하여 연구보조원의 설명에 따라 설문지를 이용하여 대상자 스스로 수면을 평가하도록 하였다. 대상자가 직접기입 하도록 하였고, 직접기입이 힘든 경우에는 연구보조원이 설문지를 읽어주고 응답하도록 하였다. 객관적 수면의 질은 수면추적기를 사용하여 사전과 중재 3일간 측정하였다. 3일간의 중재가 완료된 후 마지막 수면의 질 측정 설문지와 함께 수면추적기, 제공한 휴대전화, 이어폰을 수거하였다. 수거한 휴대전화에 Fitbit 어플리케이션과 Fitbit 기기를 동기화시켜, 저장된 수면기록을 대시보드에서 누적된 수면 데이터를 통해 확인하였다.

5. 윤리적 고려

연구를 시행하기 전 P대학교 생명윤리위원회(Institutional Review Board, IRB)의 승인(2018_71_HR)을 받은 후 간호부와 대상자의 진료과인 재활의학과의 허락을 받고 연구를 진행하였다. 해당 병동에 모집 광고문을 게시하여 참여를 희망한 입원 환자들 중 선정기준에 적합한 대상자에게 연구의 필요성, 목적, 발생가능한 불편감, 연구의 진행방식, 진행되는 시간에 관한 설명과 언제든 참여를 철회할 수 있음과 이로 인해 어떠한 불이익이 없음을 충분히 설명한 후 연구참여에 자발적으로 동의한 환자를 대상으로 동의서에 서명을 받았다. 대상자가 응답한 설문 내용과 수집된 자료는 연구 이외의 목적으로는 사용하지 않음을 밝히고 수집된 설문지의 설문 내용과 자료는 유출을 막기 위해 지정된 장소에 보관하고 코드화하였다. 실험 종료 후 비교군에게도 백색소음 음원을 다운받을 수 있는 인터넷 주소와 백색소음의 사용에 대한 구체적인 설명을 제공하였고, 모든 연구참여자에게 자료수집 후 소정의 답례품을 제공하였다.

6. 자료분석

본 연구의 자료는 SPSS/WIN 22.0 통계 프로그램을 이용하여 전산처리하였으며, 가설검정을 위한 유의수준은 .05로 정하였다. 대상자의 제 특성 및 수면의 질은 빈도, 백분율, 평균과 표준편차의 기술통계로 산출하였다. 실험군과 비교군의 사전 동질성 검정은 범주형 변수는 χ² test, 연속형 변수는 independent t-test로 분석하였다. 가설검정을 위한 실험군과 비교군의 시간에 따른 주관적 · 객관적 수면의 질의 비교는 반복측정 분산분석(repeated measures ANOVA)을 통해 분석하였다. 통계분석 방법의 기본가정에 대한 충족 여부를 확인하기 위해 자료의 정규성은 왜도, 첨도와 Q-Q도표로 확인하였다. 반복측정 분산분석의 기본가정인 복합대칭의 가정 만족 여부를 Mauchly의 구형성 검정을 통해 확인하였고, 등분산성 여부를 확인하기 위해 Box의 M 검정을 시행하였다. 구형성 가정과 등분산 가정 충족 시 개체 내 효과검정을 통해 값을 확인하였고, 미충족 시 다변량 검정의 Pillai’s Trace 값으로 확인하였다.

1. 실험군과 비교군의 사전 동질성 검정

백색소음을 적용한 실험군과 귀마개를 적용한 비교군 간에 연령, 성별, 진단명, 재원 일수, 약물 복용, 거동 상태, 과거 입원 횟수, 병실 환자 수, 주 간병인은 유의한 차이가 없었다. 또한 중재 전 실험군과 비교군 간에 주관적 · 객관적 수면의 질은 유의한 차이가 없어 두 군이 동질한 것으로 나타났다(Table 1).

Table 1
Homogeneity of Characteristics and Dependent Variables between Two Groups (N=61)

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2. 가설검정

실험군과 비교군의 경과시간별 수면의 질에 대한 반복측정 분산분석 결과는 Table 2, 사전과 사후 경과시간별 수면의 질 에 대한 변화는 Figure 3과 같다.

Figure 3
Change of sleep quality (A, B, C, D, E, F, G) between experimental and comparison groups.

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Table 2
Comparison of Subjective and Objective Sleep Quality between Two Groups (N=61)

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반복측정 분산분석의 기본가정인 복합대칭의 가정 충족 여부를 Mauchly의 구형성 검정으로 확인한 결과 실험군과 비교군의 주관적 수면의 질 전체 점수와 하부 영역 중 수면의 분절, 지연, 깊이와 객관적 수면의 질에서 수면시간과 각성횟수는 가정을 충족하였고, 수면의 길이, 수면효율, 각성시간, 뒤척인 시간, 뒤척인 횟수는 가정을 충족하지 않았다.