웨어러블 의료기기의 대명사로 꼽히는 스마트워치가 아직까지는 한계가 분명하다는 연구 결과가 나와 주목된다.

심방세동 감지 등에 일부 효과가 있기는 하지만 5명 중 1명은 진단에 실패하는 등 위양성과 위음성에 대한 위험이 높다는 점에서 신뢰하기는 아직 이르다는 것이다.

현지시각으로 11일 캐나다심장학회지(Canadian Journal of Cardiology)에는 스마트워치(애플워치)의 주요 기능으로 분류되는 심전도(ECG)의 정확도에 대한 대규모 연구 결과가 게재됐다(doi.org/10.1016/j.cjca.2022.08.222).

현재 일부 스마트워치의 경우 자체적인 연구를 통해 정확도를 강조하며 웨어러블 의료기기로 자리매김하기 위해 노력하고 있다.

과거에 사용되던 12리드 심전도 등이 시간과 공간 등의 문제로 한계가 있는 만큼 언제 어디서나 측정이 가능한 장점을 기반으로 효용성이 높아지고 있는 것.

더욱이 일부 임상에서 상당한 정확도를 기록하면서 유럽심장학회 등에서는 심방세동 모니터링에 있어 이에 대한 유효성을 인정하는 분위기가 형성되고 있다.

그러나 이에 반해 일부 학계에서는 아직 시기상조라는 지적도 지속돼 온 것이 사실이다. 민감도와 특이도 면에서 상당히 발전한 것은 맞지만 선제적 모니터링에 일종일 뿐 한계가 있다는 것이다.

프랑스 보르도의과대학 마크 스트라이크(Marc Strik) 교수가 이끄는 연구진이 이에 대한 검증에 나선 이유도 여기에 있다. 실제로 스마트워치가 다양한 심전도 이상에 반응할 수 있는지를 테스트하기 위해서다.

이에 따라 연구진은 734명의 입원 환자를 대상으로 12 리드 심전도 검사를 받은 뒤 즉시 30초간 스마트워치로 심전도를 기록하는 방식으로 이를 비교, 대조했다.

또한 이 결과를 맹검으로 100여개씩 심전도 경험이 많은 심장내과 의사들에게 전달해 적절한 판독인지를 의뢰했다.

그 결과 스마트워치로 측정한 심전도는 5명 중 1명 꼴로 진단에 실패한 것으로 분석됐다. 위양성과 위음성이 나타난 것.

특히 조기 심방 수축(PAC)과 조기 심실 수축(PVC) 환자의 경우 위양성으로 판명되는 경우가 매우 많았고 심실 전도 장애나 이식형 심박동기 등을 착용한 환자는 위음성으로 진단하는 오류가 나타났다.

하지만 단순히 심방세동(AF)이냐를 파악하는데는 스마트워치도 상당한 정확도를 보였다.

스마트워치의 심전도 기능만으로 심방세동이 있는 환자의 78%를 찾아냈으며 그렇지 않은 환자는 81%로 식별했기 때문이다. 12 리드 심전도로는 민감도 97%, 특이도 89%를 기록했다.

이에 대해 연구진은 스마트워치가 1차적으로 심방세동이 있는지를 파악하는데는 일정 부분 유용하지만 이 대상이 고르게 적용되는 것은 아니라고 선을 그었다.

즉, 매우 평범한 환자의 경우 충분히 활용이 가능하다 해도 특이적 심방세동이 나타날 경우 잡아내지 못할 위험이 매우 크다는 것이다.

실제로 2차 분석 결과 조기 심실 수축 환자의 경우 스마트워치 심전도에서 위양성 진단을 받을 가능성이 무려 3배나 높았고 반면 빈맥(AT)이나 심방조동(AFL)은 거의 진단하지 못하는 한계가 있었다.

마크 스트라이크 교수는 "스마트워치 심전도의 알고리즘이 주기 변동성에만 기반을 두고 있기 때문에 이러한 위양성과 위음성 문제는 예견됐던 일"이라며 "주기적 변동성을 모델로 한 모든 알고리즘은 빈맥이나 심방조동 등을 감지하는데 매우 정확도가 떨어진다"고 지적했다.

이어 그는 "스마트워치 심전도는 아직까지 충분히 똑똑하지 않다는 것을 보여주는 결과"라며 "이를 극복할 수 있는 새로운 머신 러닝 접근 방식을 고민해야 한다"고 밝혔다.