갤럭시워치8에서 측정하는 각종 바이오마커들의 정확성과 의미가 궁금했을 텐데, 손목에서 어떻게 이런 걸 다 알아낼 수 있는지 놀랍기도 하고 신기하기도 하다.
기술이 발전하면서 이제 병원이 아닌 일상에서도 자신의 건강 상태를 수시로 체크할 수 있게 됐지만, 각 측정 지표가 정확히 무엇을 의미하는지 제대로 이해하고 사용하는 사람은 많지 않다. 특히 갤럭시워치8은 이전 모델보다 훨씬 더 많은 바이오마커를 측정할 수 있게 개선됐다.
그렇다면 이 첨단 헬스케어 기기가 손목 위에서 정확히 어떤 방식으로 우리 몸의 신호를 읽어내고 있는지, 그 측정 원리와 정확도, 올바른 활용법을 하나씩 살펴보자.
심박수와 PPG 센서 – 모든 측정의 기초
갤럭시워치가 건강 데이터를 수집하는 핵심은 PPG(Photoplethysmogram), 즉 광혈류측정 센서다.
LED 빛을 피부에 비추면 혈관을 통과하면서 혈류량 변화에 따라 빛의 반사율이 달라진다. 심장이 수축할 때 혈관에 더 많은 혈액이 흐르면 빛 흡수량이 증가하고, 이완할 때는 감소하는 원리를 이용한다.
갤럭시워치8에 탑재된 BIA(생체전기 임피던스 분석) 센서는 체지방률, 체수분 함량, 골격근량을 측정하는데, 미국 루이지애나주립대 페닝턴 바이오메디컬 연구소와 하와이대 암센터의 연구에 따르면 갤럭시워치4와 전문측정기기로 측정한 체성분 수치의 상관관계가 최저 93%, 최고 98%로 나타났다.
다만 손목에 착용하는 워치는 상체의 체성분을 측정해 전신의 체성분을 추정하기 때문에 상하체 불균형이 심하거나 고도 비만, 근육량이 아주 많은 경우 정확도가 떨어질 수 있다는 점을 알아둬야 한다.
혈압 측정 – 경향성 파악이 핵심
스마트워치의 혈압 측정 기능은 사실 가장 논란이 많은 부분이다. 대한고혈압학회 춘계학술대회에서 전기현 분당서울대병원 순환기내과 교수는 PPG 센서를 이용해 손목에서 혈류 파형을 감지하고 이를 알고리즘으로 분석해 혈압 수치를 추정하는 방식이라고 설명했다.
스마트워치에서 측정한 맥박파형을 기준 혈압과 비교 분석하는데, 정확도 유지를 위해 매 4주마다 커프 혈압계로 보정해야 한다.
고혈압 수치가 높을수록 워치의 측정값은 낮게, 저혈압일수록 높게 측정하는 경향이 관찰됐고 고령층에서 편차 증가가 관찰되어 진단 목적보다는 혈압 수치의 경향성 확인 용도로 활용하고 환자에게 자기관리 동기를 부여하는 측면으로 접근해야 한다는 게 전문가들의 의견이다.
KAIST 정기훈 교수 연구팀은 수십 개의 세분화된 파장의 빛을 사용해 혈관 내 혈류 변화를 측정하는 초분광 PPG 기술을 개발해 운동 중 회복기 혈압 추정 정확도가 0.95의 연관성 지표를 나타냈다고 밝혔다.
심전도(ECG) – 심방세동 분류에 특화
갤럭시 워치 액티브2, 갤럭시 워치3/4/5/6/7/8 시리즈의 뒷면 크리스털과 디지털 크라운에 탑재된 전극은 30초간 심장을 거친 전기 신호를 측정한다.
의료기관에서는 표준 12유도 심전도 검사를 실시하지만 애플워치 시리즈4 이후 모델의 심전도 앱은 단일 유도 심전도와 유사한 파형을 측정한다.
애플워치 ECG 측정 앱의 정확도는 88%에 이르며, 이는 12 리드 심전도 측정 기기와 유사한 수준이라는 미국부정맥학회 연구 결과도 있다. 애플워치의 심전도 앱이 분류 가능한 측정 기록 중 심방세동 분류에서 98.3%의 민감도를, 정상박동 분류에서 99.6%의 구분 가능성을 보였다는 임상 시험 결과다.
다만 캐나다심장학회지에 게재된 연구에서 스마트워치로 측정한 심전도는 5명 중 1명 꼴로 진단에 실패했고, 조기 심방 수축과 조기 심실 수축 환자의 경우 위양성으로 판명되는 경우가 많았다는 점을 알아두어야 한다.
수면 측정 – 잠든 시간은 정확, 수면 단계는 참고용
취침 중 심박수와 움직임을 측정해 수면을 4단계(수면 중 깸, 렘 수면, 얕은 수면, 깊은 수면)로 분석한다.
호주 CQ대학의 수면과학자 딘 J. 밀러 박사에 따르면 검증 연구 결과 최신 수면 추적기는 잠들었는지 여부에 대해 90% 이상 정확도를 보였지만, 각성 상태를 올바르게 판별하는 정확도는 26%에서 73%까지 편차가 크고 수면 단계를 나누는 얕은 수면·깊은 수면·렘수면 간 구분 정확도는 약 53~60% 수준이었다고 한다.
갤럭시 워치의 바이오액티브 센서는 수면 중 혈중 산소포화도를 측정하고 무호흡·저호흡으로 변화되는 패턴을 분석해 수면 중 무호흡·저호흡 지수의 추정치를 계산하는데, 데이터 정확성 확보를 위해서는 열흘 기간 내 이틀 동안 일일 4시간 이상 수면을 취해야 한다.
갤럭시워치7의 수면 무호흡 측정 기능은 스마트워치 최초로 한국 식품의약품안전처와 미국 FDA 승인을 받았다는 점에서 의미가 있다.
주요 측정 지표 정확도 비교
| 측정 항목 | 정확도 | 비고 |
|---|---|---|
| 심박수 | 90% 이상 | 가장 정확한 측정 항목 |
| 체성분(BIA) | 93~98% | 전문 기기 대비 상관관계 |
| 심전도(ECG) | 88% | 심방세동 분류 특화 |
| 잠든 여부 | 90% 이상 | 수면 측정 기본 |
| 수면 단계 | 53~60% | 참고용으로 활용 권장 |
| 혈압 측정 | 경향성 | 절대값보다 변화 추이 중요 |
혈중 산소포화도 – 호흡 건강의 지표
PPG 센서로 적외선 및 적색광을 이용해 혈류량 변화를 지켜보면서 혈중 산소 포화도(SpO2)를 측정한다.
1974년 아오야기 타쿠오가 PPG 기술을 이용해 혈중 산소포화도 측정기를 개발했고, 1983년부터 상용화됐으며 이후 산소포화도는 체온, 맥박, 호흡, 혈압에 이어 의사가 체크하는 생체 징후가 됐다.
코로나19 대유행 당시 무증상 확진자의 응급 상황 파악에도 활용됐던 중요한 지표인데, 스마트워치에서 측정할 때는 손가락 끝 전용 측정기보다는 정확도가 다소 떨어질 수 있다는 점을 감안해야 한다.
항산화 지수 – 스마트워치 최초 도입 기능
갤럭시워치8의 바이오액티브 센서는 노란색, 파란색, 보라색, 녹색의 LED로 다파장 흡수 분광법을 활용해 체내 항산화 성분인 카로티노이드를 단 5초만에 측정한다.
과일과 채소에서 유래한 천연 항산화 성분인 카로티노이드 수치를 측정해 100점 만점의 지표로 환산하며, 보다 정확한 결과를 위해 엄지 손가락 사용을 권장하고 피부 상태로 인해 반복 측정 시 결과가 정확하지 않을 수 있다.
💡 항산화 지수가 중요한 이유
▲ 산화 스트레스 – 세포 노화와 염증의 주범
▲ 항산화 성분 – 과일과 채소 섭취로 보충 가능
▲ 생활습관 영향 – 자외선, 음주, 스트레스가 수치 저하 유발
최종당화산물(AGEs) – 당뇨와 노화의 지표
당에 노출된 단백질이나 지질이 당 분자와 결합해 만들어지는 최종당화산물은 생활 습관 및 식단에 영향을 받으며 체내에 축적되면 당뇨병 및 그 합병증, 심혈관 질환 등에 영향을 미칠 수 있다.
삼성 측은 최종당화산물과 당화혈색소 간 상관 지수가 0.7 정도이며 병원에서 쓰는 디바이스와 갤럭시 워치7를 비교하면 유사한 수준이거나 더 높은 수준으로 나온다고 설명했다.
하지만 의료계 일각에서는 우려를 표하고 있다. 한 대학병원 내과 교수는 AGE라는 개념은 임상에서 잘 쓰지 않고 연구차원이나 교과서에 나와있는 얘기이며, 당화혈색소와 연관성은 있으나 그것만으로 당뇨 진단으로 보여진다면 애매하다고 지적했다.
당뇨 전문의가 아닌 의사는 이 용어를 생소하게 느낄 수 있고, 최종당화산물이 고혈당에 의해 생기는 합병증을 설명하는 기전이지 진단 지표는 아니기 때문에 측정값 이상으로 의료기관을 찾으면 혼란을 줄 수 있다는 우려다.
혈관 스트레스 – 심혈관 건강의 조기 신호
수면 중 PPG를 측정해 혈류의 양과 혈관 경직도를 측정하고 혈관에 가해지는 스트레스 변화를 정밀하게 분석해 각 개인의 초기 상태 대비 증가 혹은 감소에 대한 변화 정보를 제공한다.
갤럭시 워치8을 3일 이상 밤마다 최소 4시간 이상씩 착용해 혈관 스트레스의 기준값을 설정하고 이후 변화 추이를 꾸준히 확인할 수 있다. 이 수치는 식습관, 스트레스, 휴식 등 다양한 요인에 따라 달라지므로 꾸준히 모니터링하면 생활 습관을 개선하고 심혈관 질환 위험을 줄이는 데 도움이 된다.
📌 측정 정확도를 높이는 핵심 포인트
- 워치를 손목뼈를 피해 팔꿈치 쪽으로 올려 꼭 맞게 밀착 착용
- 측정 시 안정적인 자세 유지하고 움직이지 않기
- 손가락이 건조할 경우 로션 등으로 촉촉하게
- 워치 뒷면을 깨끗하게 닦은 후 측정
- 실제 키, 몸무게, 생년월일 정확히 입력
스트레스 지수는 심박수 변이도(HRV)를 기반으로 측정하는데, 심박수가 일정하지 않고 미세하게 변화하는 패턴을 분석해 자율신경계 상태를 파악한다. 부교감신경이 활성화되면 심박 변이도가 높아지고 스트레스가 낮은 것으로, 교감신경이 우세하면 변이도가 낮아지고 스트레스가 높은 것으로 해석한다.
올바른 활용법 – 참고용이지 진단 도구는 아니다
갤럭시 워치에서 제공되는 건강 관련 데이터는 건강 관리 목적으로만 제공되는 것이므로 질병 진단, 치료 및 예방 등의 의료적인 목적으로 사용하지 말아야 한다.
혈압 앱에서 제공하는 측정값은 참고용으로만 사용하고, 혈압 앱은 전통적인 고혈압 진단 및 치료 방법을 대체하지 않으며 응급상황에서는 즉시 가까운 병원에 문의해야 한다.
밀러 박사는 수면에 문제가 있다면 가장 먼저 의사와 상담하는 것이 우선이며 웨어러블 기기는 수면을 개선하는 보조 도구로 활용해야 하고, 기기를 사용할 땐 반드시 신뢰할 수 있는 독립 기관의 검증을 받은 제품을 선택하고 하루하루의 수치 변화에 일희일비하지 말고 장기적인 추세를 살피는 것이 중요하다고 조언했다.
결국 갤럭시워치8의 바이오마커 측정 기능들은 나름의 과학적 근거와 측정 원리를 갖추고 있지만, 의료기기 수준의 절대적 정확도를 기대하기보다는 자신의 건강 상태 변화를 지속적으로 모니터링하고 생활 습관 개선의 동기를 얻는 도구로 접근하는 게 현명하다.
측정값이 크게 벗어나거나 이상 증상이 지속된다면 반드시 의료 전문가와 상담하고, 스마트워치 데이터는 진료 시 참고 자료로 활용하는 것이 바람직하다.