[Industry 4.0] 스마트워치의 진화, 램수면과 심장발작도 확인

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스마트워치가 단순히 시계나 메시지 확인, 전화하는 단순한 웨어러블 기기를 넘어 심장박동 측정을 통한 수면 상태 확인, 스트레스 확인 등이 가능한 헬스케어 기기로 진화하고 있습니다. 스마트폰의 성능으로 경쟁이 벽에 부딪히기 시작하자 경쟁 영역이 웨어러블 기기로까지 이어지면서 수준 높게 진화한 셈입니다.

#갤럭시워치

 

지난달 삼성전자가 갤럭시노트9과 함께 공개한 갤럭시워치는 건강 관리 관련 기능이 기존 기어S 시리즈보다 한단계 나아갔습니다. 삼성 헬스 애플리케이션(앱)과 연결하면 심장박동수를 확인할 수 있는데 이와 연동해 스트레스 상태가 평균보다 높은지 낮은지를 확인하고 높아지면 ‘호흡법’을 알려줘 이를 조절할 수 있도록 해줍니다.

또 수면의 질도 확인할 수 있습니다. 착용하고 잠들면 수면 상태를 측정해 4단계로 진단하며 심박센서와 움직임 감지 기능을 통해 사용자가 렘수면 상태에 접어들었는지도 확인해 이를 세부적인 단계로 나눠 보여주는 기능입니다. 렘수면 상태는 몸의 근육은 이완된 상태지만 눈동자가 움직이면서 뇌활동이 이뤄지는 상태로 꿈을 꾸는 수면 단계를 말합니다.

스마트폰 전화 등 수면에 방해가 되는 요소가 있었다면 알려주고 또 필요한 정보를 제공해주기도 합니다. 또 잠에서 깬 직후에는 날씨와 일정 등을 알려줘 편의성을 높였습니다.

운동 보조를 위한 도구 였던 것에서 직접적인 상태 확인이 가능해졌는데 기존 운동 보조 역할 기능도 강화되었습니다. 기어 시리즈가 지원하던 운동 종목이 18종이었는데 워치는 39종으로 늘었습니다. 수영, 달리기, 자전거 타기 등은 별도 시작 버튼을 누르지 않아도 자동 측정해줄 수 있습니다.

삼성 헬스에 있는 식단 관리 기능과 함께 사용하면 하루 섭취 칼로리와 소모 칼로리를 알 수 있도록 했습니다. 건강과 관련 있는 스트레스, 수면 상태, 운동, 칼로리 등 관련 정보를 안내해 종합 건강 관리 기기 역할을 자처하고 있습니다.

 

# 애플워치

 

건강에 초점을 맞춘 것은 애플 워치도 마찬가지입니다. 심장박동수 측정, 심호흡 앱을 통한 호흡 조절, 건강 관련 서드 파티 앱과 연동해 수면 상태 확인, 물을 마셔야 하는 시간 안내 등을 해줍니다. 갤럭시워치와 마찬가지로 활동량을 측정할 수도 있습니다.

최근에는 이런 웨어러블 기기를 통해 심장질환 환자를 위한 연구를 진행하는 곳도 생겼습니다.

캘리포니아 샌프란시스코대학과 디지털 스타트업 카디오그램(Cardiogram)의 공동 연구팀 딥하트(DeepHeart)가 심장 박동 문제를 탐지하는 정확도를 판단하기 위해 여러 가지 웨어러블 기기를 테스트했습니다. 딥하트는 부정맥 탐지를 위한 심박수 데이터를 기록하기 위해 신경망을 사용해 지속적인 연구를 해왔습니다.

연구진은 카디오그램 사용자 9,750명의 데이터, 129개의 심장 박동 측정기 및 6,338개의 심전도 검사 결과를 수집하였고 수집된 데이터는 연구에 사용된 심층신경망을 훈련하는 데 사용되었습니다. 딥하트의 신경망은 심장 박동과 발걸음 등의 값을 변환해 뇌졸중으로 이어질 수 있는 심장 박동 이상을 알아냈습니다.

 

심층신경망은 훈련 뒤 심장 박동을 감지하는 기기를 분석했습니다. 시스템에 따르면 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 얼라이브코르(AliveCor)의 카디아밴드(KardiaBand)의 정확도가 97%였습니다. 그런데 애플의 애플 워치는 98%의 민감도와 90%의 특이도로 심장 박동 이상을 감지했습니다. 카디아밴드의 민감도는 93%, 특이도는 84%였던 것에 비하면 높은 수치라고 할 수 있습니다.

 

왼쪽 손목에 애플 워치를 착용하고 오른손 엄지 손가락을 센서에 올리면 심박수가 측정됩니다. 반대의 경우도 가능하며 카디아밴드는 기타 심전도 검사 도구와 비슷하게 사용자의 손가락 끝 박동으로 심박수를 측정합니다.

 

카디오그램의 공동 설립자 브랜든 볼링어는 "우리의 궁극적인 목표는 손목 웨어러블 기기를 개인 건강 관리의 동반자로 바꾸는 것이다"라고 말했습니다.

업계 소문에 따르면 애플은 비침습적인 혈당 센서가 포함된 웨어러블 기기를 개발 중인 것으로 보입니다. 이 센서는 혈당을 매일 검사하고 유지해야 하는 사람들에게 큰 도움이 될 것으로 보입니다.

 

# 심혈관 전문가들 웨어러블 기기 임상 적용 가능성에 주목

 

웨어러블 기기는 시간과 장소에 관계없이 건강 상태를 확인할 수 있다는 점에서 심혈관질환 분야를 포함한 전반적인 헬스케어에 활용될 것으로 기대를 모으고 있습니다. 환자는 웨어러블 기기로 맥박, 혈압, 혈당 등을 스스로 모니터링할 수 있고, 의료진은 웨어러블 기기에 장착된 센서를 통해 환자의 상태를 지속적으로 확인할 수 있습니다.

지난해 열린 미국심장협회(AHA) 연례학술대회에서는 의료기술 발전에 대한 논의의 장이 마련됐고, 심혈관 분야 전문가들은 임상에서 웨어러블 기기 활용 가능성에 주목했습니다.

회의에 참석한 미국 하버드의대 Jagmeet Singh 교수는 "심방세동 환자는 휴대용 심전도 모니터링 밴드 등의 웨어러블 기기로 일상생활에서 심전도를 확인할 수 있으며, 치료가 잘 이뤄지고 있는지 간편하게 볼 수 있다"며 "뿐만 아니라 의료진은 환자 상태를 원격으로 확인하고 관리할 수 있다. 웨어러블 기기는 의료진과 환자를 연결해주는 장치"라고 강조했습니다.