스마트폰·워치, 아직은 ‘혈압범위’ 확인 수준

스마트폰, 스마트워치가 혈압측정 분야에 스며들고 있다. 이에 대한고혈압학회는 관련 내용을 정리한 가이드(position paper)를 제시했다(Clinical Hypertension. 2021). 수은혈압계가 퇴출되고, 스마트폰 사용률이 급증하고 있는 시대의 흐름에 전문가 입장에서 선제적으로 사용범위 및 현황, 적용전략 등을 대응하겠다는 것이다. 일각에서는 진료실혈압에 더해 진료실 외 혈압측정에 대한 중요성도 강조되면서 임상적으로 활용할 수 있는 부분도 있다는 설명이다.

배경

스마트폰 기술은 세계적으로 빠르게 보급되고 있다. 한국의 경우 30세 이상 한국인 중 95% 정도가 스마트폰을 소유하고 있다. 또 70세 이상에서도 30% 이상이 스마트폰을 가지고 있는 것으로 나타났다. 전반적으로 지난 5년 사이에 스마트폰을 소유하고 있는 비율이 전 연령대에서 늘어났는데 2013년 대비 2018년 스마트폰 소유비율은 70대에서 3.6%에서 37.8%, 60대에서 19%에서 80.3%, 50대에서 51.3%에서 95.5%, 40대에서 81.3%에서 98.4%, 30대에서 94.2%에서 98.7%으로 늘어났다.

이런 상황에서 최근 광체적기록(photoplethysmography) 기반 스마트폰들이 등장하고 있다. 광체적기록 센서를 통해 신호적 파형 자료를 획득하는 것으로 알고리듬을 활용해 스마트워치와 함께 고혈압을 측정하는 기술들이 지속적으로 개발되고 있다. 최근 스마트워치 기기는 ISO에서 제시하는 비침습적 혈압계로의 필요조건을 충족했다.

이에 대한고혈압학회는 현재의 스마트폰/스마트워치 기반 혈압 측정기술을 검토하고 스마트폰 기기를 활용한 최적의 혈압측정 전략을 권고하고자 한다. 이를 통해 궁극적으로는 새로운 기술이 고혈압의 인지도, 진단, 조절 개선에 성공적으로 적용되도록 하는 것이다.

현재 스마트폰기반 혈압측정의 결과

학회는 2010년 1월~2020년 7월 Pubmed에서 스마트폰, 혈압측정 등으로 검색된 연구 368건을 확인했다. 이중 34건은 복제된 검색값이어서 배제됐고, 293건은 관련성 부족으로 배제됐다. 또 11건은 스마트폰을 혈압측정계로 사용하지 않은 연구라는 점에서, 추가로 18건은 인체를 대상으로 하지 않은 연구라는 점에서 배제됐다.

총 12개 연구가 분석에 포함됐다. 6개 연구는 정상혈압, 6개 연구는 다양한 혈압을 보인 환자들을 대상으로 했다. 초기 개발 단계에 적용된 스마트폰은 심박수와 광체적기록 파형을 컴퓨터 알고리듬에 결합해 혈압을 측정한 것으로 정확도가 95~100%로 나타났다. 하지만 이는 측정방법에 따라 큰 폭의 변화를 보였다. 이에 가이드라인에서는 스마트워치로 측정한 혈압수치를 정확한 혈압수치보다는 혈압범위로 인지해야 한다고 정리했다.

이후 많은 연구에서 스마트폰을 혈압측정기기로 적용했지만, 만족스러운 수준으로 표준 상완 혈압측정 수치와 일관된 결과를 보이는 결과는 없었다. 단 최근 연구들에서는 유비쿼터스 모델 또는 선형 다항식을 적용해 데이터를 많이 향상시킨 자료를 보이고 있다. 이에 아이폰 카메라 센서를 적용한 진동 손가락 압력방식은 수축기혈압은 -4.0~11.4mmHg, 이완기혈압은 -9.4~9.7mmHg의 오차를 보였지만, 이는 미국식품의약국(FDA)로부터 승인받은 상완 측정 혈압계에 적용된 기준이다.

학회는 스마트워치 기기를 활용한 혈압측정이 5±8mmHg의 오차를 보인다고 정리했고, 치명적인 2가지 문제점을 제시했다. 한 가지는 광 센서기반 혈압측정의 정확성을 확인하지 못했다는 점이고, 다른 한 가지는 손목 혈압 수치에 대한 신뢰도가 낮다는 점이다.

스마트워치 사용 혈압측정방법 권고사항

스마트워치를 혈압측정 기기로 사용하기 위해서는 표준 혈압측정 기기를 사용해 확인한 수치를 입력해야 한다. 이는 혈압 인지 증지를 위해 보조적인 혜택이 있을 수 있다. 보정(calibration) 과정에는 2분 이상의 간격을 두고 3회 측정할 것을 권고했다. 또 스마트워치 사용자가 바뀌면 보정을 다시 해야 한다. 보정에서 주요 이슈는 양팔의 혈압 차이다. 양팔의 혈압 차이는 3.3/2.0mmHg로 나타난다. 양팔의 수축기혈압 차이가 10mmHg 초과인 비율은 5~10%다. 이는 향후 수축기혈압 증가 또는 고혈압 진행과 연관성이 있다. 이에 반대쪽 팔의 혈압을 기반으로 보정을 시행하면 양팔 보정 기전으로 확인할 수 없는 3mmHg 이상의 오류가 나타날 수 있다. 이후 실질적인 혈압측정 방법은 기존 커프 기반 혈압측정 방법과 동일하게 적용된다. 혈압 수치는 고혈압 진단 및 치료에 사용하는 부분은 동일하다.

학회는 추가적으로 여러 질환을 동반하고 있는 환자들에서는 정확도가 더 감소될 수 있다고 지적했다. 해당 질환으로는 대동맥 판막 결핍(넓은 맥압), 심방세동(박동 간 변동성), 말초혈관질환(약한 박출량), 당뇨병, 심근병증, 말기신장질환, 신경학적 장애(손떨림), 혈전 장애 또는 항혈전제 복용 등을 제시했다. 또 수축기혈압이 160mmHg이상이거나 이완기혈압이 60mmHg 이하인 환자에게 사용하지 않도록 했고 임신 여성에서도 일반적인 사람들과 큰 호르몬 변화로 인해 혈관 특징이 다르기 때문에 사용을 권고하지 않았다.

향후 과제는?

학회는 스마트워치를 활용한 혈압측정의 목표는 혈압에 대한 인지도를 높이고, 고혈압 검진 시기를 앞당기는 것이라고 강조했다. 이렇게 선을 그을 수 있는 이유는 기기 보정을 포함해 고령 환자들의 접근도가 낮다는 것이다. 역으로 고혈압에 대한 인지도가 낮은 30~40대 인구에게는 고혈압에 대한 주의를 환기시킬 수 있는 계기가 될 수 있다고 보기 때문이다.

하지만 향후 발전가능성에 대해서는 높게 평가하고 있다. 아직 고혈압 환자들에 대한 스마트워치 적용 근거는 약하지만, 환자들이 사용할 경우 쉬고있을 때와 스트레스 받을 때의 혈압을 측정할 수 있다는 것이다. 하지만 현재 임상시험 대상이 되는 고혈압 환자는 30% 수준이고, 혈압이 증가하면서 혈압측정의 오류도 발생되고 있기 때문에 다양한 단계의 임상시험을 통해 근거 확보가 필요하다.

‘일반 혈압(usual BP)’라는 용어의 정리도 필요하다고 지적했다. 스마트워치 기기를 사용할 경우 활동혈압 또는 주간생활 혈압을 측정하게 되기 때문에 이에 새로운 표준을 적용할 경우에 대비한 논의가 필요하다는 것이다. 기존의 활동혈압을 통해 얻은 수치가 보정에 대한 기준자료가 될 수 있는지 명확하지 않다는 것. 이에 학회는 보정에 대한 새로운 타당성 자료가 제시된다면 스마트워치 기기와 기술의 발전에 큰 영향을 미칠 수 있을 것이라고 전망했다.

추가적으로 고혈압 환자가 주기적으로  자가측정용으로 사용할 경우 사용률이 급증할 것으로 전망된다. 이를 통해 환자들의 치료 순응도, 생활습관개선 개선에 더 관심을 가질 수 있다는 것이다. 하지만 학회는 부정확한 혈압 수치에 기반한 치료전략의 수정은 오히려 환자에게 유해할 수 있고, 환자의 정신적 스트레스를 야기할 수 있다는 점도 지적했다. 또 일부 부분에서는 비용 대비 효과에 대한 분석도 필요하다고 덧붙였다.

스마트워치 기기를 활용한 앉은 자세 혈압측정 권고사항  1단계. 적절한 측정 준비 & 스마트워치 혈압수치 보정을 위한 자동혈압계로 혈압측정 1. 의자에 편하게 앉은 상태로 발은 바닥에 붙이고 등은 기대도록 한다. 환자들은 이야기하거나 움직이지 않은 상태로 3~5분 앉아있어야 한다. 팔과 손목은 건조한 상태여야 하고, 과도한 땀이나 로션이 없어야 한다. 2. 환자들은 최소 혈압측정 30분 전에 카페인 섭취, 운동, 흡연을 피해야 한다. 3. 측정 전 환자들이 방광을 비울 수 있도록 한다. 4. 환자와 관찰자 모두 측정 전 및 측정 중 이야기하지 않도록 한다. 5. 등 지지대가 있는 의자에 다리는 꼬지 않도록 하며, 발바닥이 바닥에 닿도록 앉아야 한다. 환자의 팔은 책상 등에 지지받도록 한다. 팔을 잡고 있으면 정적 수축운동이 혈압 수치에 영향을 줄 수 있기 때문에 팔은 잡고 있지 않도록 한다. 측정 중 호흡은 정상적으로 하고 깊은 호흡이나 늦은 호흡은 피하도록 했다. 6. 상완에 커프-기반 혈압측정기를 사용해 주기적으로 기기 보정을 시행하도록 했다. 7. 팔의 75~100%를 감쌀 수 있도록 적절한 크기의 커프를 사용한다. 2단계. 스마트워치 기기 보정 1. 손목에 너무 조이지 않게 스마트워치를 착용한다. 2. 환자 상완의 커프 중간 위치는 오른쪽 심방 높이에 맞춘다. 3. 스마트워치를 통해 맥파를 측정한다. 4. 상완에 커프 기반 혈압측정기를 사용해 표준 혈압 수치를 획득한다. 최초 측정 시에는 양팔의 혈압을 모두 측정한다. 양팔의 수축기혈압이 10mmHg 이상 차이가 날 경우 병원에 방문에 확인하도록 한다. 5. 스마트폰으로 측정한 커프 기반 혈압측정 값을 스마트폰에 입력하고, 이후 2회 더 측정해 도합 3회 측정하도록 한다. 3단계. 혈압측정 4단계. 주기적인 재보정 혈압 수치의 정확도를 확인하기 위해 주기적으로 재측정한다. 사용자가 바뀌거나 착용 위치를 다른 팔로 변경했을 경우 재보정을 시행해야 한다.