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삼성전자 갤럭시 워치, 세계 최초 의료기기 요건 충족…대한고혈압학회 입장은? - 스마트폰/스마트워치를 이용한 혈압 측정…장단점은?
  • 기사등록 2021-02-10 23:35:31
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지난 2020년 삼성전자 갤럭시 워치가 세계 최초로 의료기기에 대한 요건을 충족시켰다.
대한고혈압학회는 지난 1월 25일 공식 잡지인 ‘Clinical Hypertension’에 ‘스마트폰/스마트워치를 이용한 혈압 측정에 대한 학회 입장(Position paper)’이라는 내용을 통해 모바일 기기를 이용한 혈압 측정의 현재 위치, 올바른 혈압 측정법, 향후 전망을 제시했다.


◆한국 성인 스마트폰 보유 비율 세계 최고 수준
고혈압 관리에서 가장 중요한 것은 정확한 혈압 측정이다. 정확하게 측정된 가정 혈압은 진료실 혈압보다 예후를 더 잘 예측할 수 있으며, 복약 순응도와 조절률을 높일 수 있는 장점이 있다.
이런 가운데 최근 스마트 워치/스마트폰은 거역할 수 없는 시대의 대세로 떠오르고 있다.
특히 한국의 성인 스마트폰 보유 비율은 이스라엘(88%), 네덜란드(87%) 등 다른 선진국보다 높은(95%) 세계 최고 수준이다.
전 세계적으로도 약 50억 명 이상의 사람들이 모바일 기기를 가지고 있는 것으로 추정되며, 이중 절반 이상이 스마트폰이다.
한국정보사회개발원이 2018년 발표한 통계에 따르면 우리나라 70세 이상 인구의 37.8%가 스마트폰을 보유하고 있으며, 이는 2013년 3.6%과 비교하면 10배 이상 급증한 수치이다.
이처럼 스마트폰 사용자는 최근 5년간 빠르게 증가하여 60대는 19%에서 80.3%, 50대는 51.3%에서 95.5%, 40대는 81.3%, 30대는 94.2%에서 98.7%로 증가하고 있다.
이런 상황에서 모바일 기기의 감지센서와 신호분석으로 혈압을 측정하는 다양한 웨어러블 기기가 개발되고 있으며, 최근에 가파르게 발전하고 있다.


◆모바일 기기를 이용한 혈압 측정의 현재 위치
스마트폰을 이용한 혈압 측정의 초기 연구에서는 정확도가 95~100% 수준이라 발표됐지만 측정 방법에 따라 변동폭이 큰 문제점이 있어 실제로는 측정 결과가 혈압 수치가 아닌 혈압 범위로 제시됐다.
이후 지속적인 연구에도 의료 기기 표준 (the Association for the Advancement of Medical Instrumentation, AAMI)을 만족시키는 모바일 기기/알고리즘의 개발까지는 어려움이 있었지만, 이후 유비쿼터스 모델 또는 선형 다항식(linear polynomial equation)가 적용되며 훨씬 개선된 데이터를 보여주게 됐다.
▲아이폰 손가락 진동 감지 장치 이용 연구
아이폰의 손가락 진동 감지 장치를 이용한 연구에서는 수축기 혈압 -4.0 mmHg, 이완기 혈압 -9.4 mmHg 오차 범위로 개선된 결과가 발표됐다. 이는 기존에 의료기기로 허가된 손가락 혈압 측정계의 오차 범위 및 AAMI 허가 기준인 5 ± 8 mmHg를 만족하는 수준이다. 
▲스마트 워치 장치 이용 혈압 측정 대표적 문제점 2가지
스마트 워치 장치를 이용한 혈압 측정에서 해결해야 할 문제점에는 크게 두 가지가 있다.
우선 △광센서(photoplethysmographic sensor)의 정확성이 검증되지 않았다는 것이다. 특히 주변에 근적외선(near-infrared) 광원이 있을 경우 정확한 측정이 어려울 수 있다.
다음으로 △적절한 훈련에도 손목에서 자가 측정시 오류가 발생하기 쉽다는 점이고 정확한 안정 자세를 취하지 않을 경우 오차가 더 커지게 된다. 
▲일반 혈압계와 정확한 보정작업 필요
스마트 워치 장치를 사용한 혈압 측정의 최근 연구 결과는 5 ± 8 mmHg 내에서 허용 가능한 정확도를 보고하고 있으며, 이는 의료기기 국제 표준을 만족시킬 수 있는 수준에 다다른 결과이다.
다만 적절한 훈련에도 손목 측정에서의 안정된 자세를 유지하지 못하면 오차 범위가 더 커진다는 점은 해결이 쉽지 않은 문제이다.
특히 주기적으로 Gold standard인 일반 혈압계와 보정을 하게 되는데 이러한 보정 과정이 정확이 이루어지지 않으면 오차는 매우 커지게 된다.


◆스마트 워치 이용한 혈압 측정 가이드라인
스마트 워치로 혈압을 측정하기 위해서는 기존 측정계로 얻은 혈압값을 스마트폰의 혈압 측정앱(App, application)에 주기적으로 입력하여 보정해야 한다.
▲주기적 입력, 보정 필요
모바일 기기로 혈압을 측정하기 위해서는 주기적으로 기존 혈압계로 혈압을 측정해야 하고 이에 따라 자기 혈압을 확인하는 부수적인 이점도 있다.
보정 작업에는 혈압을 최소 2분 간격으로 3회 측정하는 것이 권장되며, 사용자가 스마트 워치를 착용하는 손목을 바꾸면 교정 과정을 다시 반복해야 한다.
보정 과정에서 주요 문제는 두 팔 사이의 혈압 차이이다. 여러 역학 연구에서 양 팔 사이에는 수축기/이완기 혈압 3.3/2.0 mmHg 정도의 차이가 있다는 것이 알려져 있다.
또 혈압이 높을수록 이런 양팔 사이 혈압 차이는 더 커지게 된다. 따라서 반대쪽 팔에서 측정한 혈압값을 기준으로 보정할 경우 내부 보정 방식으로는 해결할 수 없는 최소 3mmHg의 오차가 필연적으로 발생할 수 밖에 없다.
▲스마트 워치 센서 기반 혈압+일반 혈압계 이용 혈압 측정 보정 권고
스마트 워치의 임상 연구에서는 대상 환자가 스마트 워치를 이용하여 혈압을 측정하는 동안 반대쪽 팔에서 일반 혈압계로 혈압을 동시에 측정하게 도와줄 수 있어 양팔간 차이를 보상하는 동시 측정의 이점을 가질 수 있다.
하지만 실제 상황에서는 사용자가 도움 없이 양팔에서 동시에 혈압을 측정할 수 없어 한쪽 팔에서 스마트 워치를 반대쪽 팔에서 일반 혈압계를 이용해 혈압을 측정하는 방식에 특별한 이점이 없다.
따라서 대한고혈압학회 모바일 기기를 이용한 혈압 측정 가이드라인에서는 스마트 워치에서 센서 기반 혈압 신호를 획득한 후 동일한 팔에서 일반 혈압계를 이용해 혈압을 측정하여 보정할 것을 권고한다.
일반 혈압계를 이용해 혈압을 측정할 때는 커프에 의해 위팔 혈관이 눌렸다 풀리게 되는데, 이러한 과정이 손목의 혈압 파형에 영향을 줄 수 있으므로 스마트 워치에서 신호를 먼저 획득하고 일반 혈압계에 의한 혈압 측정을 나중에 시행하여 보정하기를 권유한다.
이러한 과정을 1-2분 간격으로 3회 반복하여 보정하는 것이 중요하다. 이러한 측정 방법을 표로 정리하면 다음과 같다.
표. 스마트 워치를 이용한 혈압 측정 방법

▲스마트워치 이용 자가 혈압 측정…권장 안돼
아직까지 의료 기기로 인증을 받은 기기조차 수축기 혈압이 160 mmHg 이상이거나 80 mmHg 이하로 아주 높거나 낮은 환자에서는 정확도가 검증되어 있지 않았고, 아직까지는 사용이 추천되지 않는다.
이외에도 대동맥 판막 폐쇄 부전증, 박동수 변동성이 큰 심방 세동, 혈류가 약한 말초혈관질환, 당뇨병, 심근병증, 말기 신부전, 손떨림, 혈액 응고 장애 등을 가진 환자에서의 사용도 아직 추천되지 않는다.
또 항혈소판제/항응고제 복용. 임신으로 호르몬 변화가 큰 상황에서도 혈관 특성이 일반 인구와 다르기 때문에 권장되지 않는다.
대한고혈압학회는 “스마트 워치를 이용한 자가 혈압 측정은 표준 방법을 준수해야 정확한 혈압 측정값을 얻을 수 있다. 아직까지 수축기 혈압이 160 mmHg 이상이거나 80 mmHg 이하로 아주 높거나 낮은 환자에서는 충분한 자료가 없어 사용이 권장되지 않는다”고 밝혔다.


◆모바일 기기를 이용한 자가 혈압 측정 장단점은? 
아직까지 모바일 기기를 이용한 혈압 측정은 고혈압 환자의 모니터링보다는 일반 인구에서 혈압에 대한 인지도를 높이고 고혈압을 조기 진단하는데 1차적인 효용성이 있다는 평가다.
일반 혈압계를 이용해 정기적으로 보정하는 과정이 아직 고연령층에게는 복잡하게 다가와 이용도가 낮을 수 있다는 설명이다.
▲젊은 성인들 자기 혈압 인지도 향상, 고혈압 관리 조기 개시 등 장점
그렇지만 모바일 기기의 사용에 익숙한 30~40대 연령층의 낮은 고혈압 인지도를 고려하면, 젊은 성인들의 자기 혈압에 대한 인지도를 높이고, 고혈압 관리를 조기에 개시할 수 있는 잠재성은 크다.
고혈압 환자에서도 모바일 기기를 이용한 정기적 혈압 측정이(통상적 혈압 측정계를 이용한) 일상적인 혈압 측정을 더 활성화시킬 수 있다.
▲상당한 편중 확인 보고
반대로 환자가 안정되지 않은 상황에서 부적절하게 측정한 혈압을 기반으로 약제를 자가 조정할 우려도 배제할 수 없다.
이미 연구에서 모바일 기기를 이용한 혈압 측정이 24시간, 요일, 심지어 계절에 따라 상당한 편중이 있다는 보고가 있다.
특히 부적절하게 측정한 혈압이 불필요한 심리적 스트레스, 잘못된 고혈압 오진, 의료비 지출의 증가를 초래할 수 있다는 우려도 있어 향후 모바일 기기를 이용한 혈압 측정의 비용 효과 분석도 필요하다.


◆모바일 기기 이용한 혈압 측정…혈압의 동적 변화 평가 새 분야 확대 기대 
모바일 기기를 이용한 혈압 측정은 혈압의 동적 변화 평가라는 새로운 분야를 열 수 있다.
현재까지는 혈압은 충분한 안정을 취한 후 측정하는 정적 평가만이 정확하다고 여겨지지만 이미 혈압 변동성(Variability)이 많은 연구에서 미래의 심혈관 사건에 대한 독립적이고 강력한 지표로 입증됐다.
모바일 기기 기반 혈압 측정이 일상 생활 및 신체적/감정적 스트레스에 따른 혈압 변화를 확인할 수 있다면 이러한 불안정 상황에서의 혈압 변화와 심혈관 질환 발생과의 연관성 연구도 이루어질 수 있을 것이다.
대한고혈압학회에서는 “이번 학회 입장이 새로운 기기 개발과 성능 평가에 중심 자료로 활용되고, 나아가 임상 현장에서의 도입과 연구에 기폭제 역할을 할 수 있기를 희망한다”고 밝혔다.   
[메디컬월드뉴스 김영신 기자]

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