손목 심박계가 잘 안 맞는 환자는 센서를 닦고 고정하면 해결됐을까요?

상세 설명

손목에 착용하는 광용적맥파(PPG) 기반 모니터는 심장질환 환자의 신체활동을 추적하는 데 도움이 될 수 있지만, 특히 고강도 운동 중에는 심박수 측정 정확도가 달라질 수 있습니다. 기기 위치, 센서 청결도, 체모가 PPG 정확도에 미치는 영향을 살펴본 연구는 제한적입니다. 이 연구는 운동 중 PPG 정확도가 낮은 심장질환 환자에서 기술적 조정으로 심박수 측정 정확도를 개선할 수 있는지, 그리고 운동 종류에 따라 정확도가 달라지는지를 평가했습니다.

이 전후 비교 방식의 기술적 최적화 연구에서는 심장재활 프로그램에 참여한 환자 30명이 운동 세션 중 PPG 기반 손목 심박수 모니터(Fitbit Inspire 2)와 기준 측정용 심전도(ECG) 기반 가슴 스트랩 모니터(Polar H10)를 함께 착용했습니다. 기초 정확도 평가를 위해 각 환자는 표준 착용 지침에 따라 세 차례 운동 세션을 진행했습니다. 손목 모니터는 손목 관절에서 손가락 세 개 너비만큼 위에 놓고, 편안하면서도 단단하게 조였습니다.

초록은 낮은 기초 정확도를 전체 운동 시간의 ≥70%에서 평균 절대 백분율 오차(MAPE)가 ≥10%인 경우로 정의했습니다. 이 정의에 해당하는 환자들은 세 가지 조정을 함께 적용하는 최적화 단계에 들어갔습니다. PPG 센서의 기름기를 제거하고, 체모로 인한 간섭을 줄이기 위해 아래팔 일부를 면도했으며, 위치를 일정하게 유지하고 움직임에 따른 측정 잡음을 줄이기 위해 테이프와 거즈로 손목의 모니터를 고정했습니다. 이후 세 차례의 추가 운동 세션을 마친 뒤 정확도를 다시 평가했습니다. 연구진은 운동 세션에서 수행한 각 운동 유형에 대해서도 하위 분석을 실시했습니다.

환자 30명의 평균 연령은 58.1세였고, 33.3%가 여성이었습니다. 기초 평가에서 20명(66.7%)은 PPG 정확도가 높았으며, 정확한 측정값(MAPE <10%)을 보인 시간은 평균적으로 운동 시간의 88.4±5.2%였습니다. 기초 정확도가 낮았던 10명에서는 정확하게 측정된 시간이 평균적으로 운동 시간의 54.3±15.7%였습니다.

최적화 후 이 10명 중 3명(30%)은 정확도 기준을 넘었으며, 정확한 측정 비율은 평균 17.4±7.1% 증가한 것으로 보고됐고 최적화 후 평균은 83.5±5.4%였습니다. 나머지 7명(70%)은 여전히 정확도가 낮았으며, 최적화 후 평균은 56.4±17.8%였습니다. 개선된 환자들은 개선되지 않은 환자들보다 기초 평가에서 정확하게 측정된 운동 시간의 비율이 높았지만, 이 차이는 통계적으로 유의하지 않았습니다. 각각의 평균은 66.0±3.8%와 49.3±16.3%였습니다(p=0.08; 그림 1).

기초 평가에서 팔을 격하게 움직이는 운동인 로잉과 팔 자전거 운동은 다른 운동보다 정확한 PPG 측정 비율이 낮았습니다. 각각 56.6% ± 4.3%와 78.2% ± 8.8%였습니다(p=0.03; 그림 2).

연구진은 신뢰할 만한 PPG 기반 신체활동 모니터링이 심장질환 환자 중 일부에서만 가능하다고 결론 내렸습니다. 또한 기초 정확도가 낮았던 환자 중 조정 후 개선된 비율은 30%에 그쳐, 기술적 조정이 PPG 정확도 개선에 기여하는 정도는 작다고 결론 내렸습니다.