최근 삼성의 갤럭시워치, 애플의 애플워치, 샤오미의 미밴드 등 다양한 스마트 기기들이 출시되어 눈길을 끌고 있다. 이들 스마트 기기들은 심박수 및 활동량 측정, 수면 레벨 기록, 피트니스 모드 등 다양한 기능들을 지원하고 있는데, 그 중 스마트워치가 어떤 원리로 심박수를 측정하는 지, 그리고 왜 심박수를 측정하는 게 중요한 지 알아보자.
Q) 스마트워치는 어떤 원리로 심박수를 측정하는 것일까?
갤럭시워치나 애플워치는 모두 광혈류측정기(Photoplethysmography)를 이용하여 심박수를 측정한다. 기본적으로는 빛(光)을 통해 혈류를 측정하는 것으로, 빛을 뜻하는 photo, 변화를 뜻하는 plethysmos 그리고 기록한다는 뜻을 가진 graphos의 세 단어가 합쳐진 용어이다. 약어로는 단어들의 앞 세 알파벳을 따서 PPG라고 부른다. 스마트워치의 뒷부분에 있는 녹색의 LED를 피부에 쏘게 되면 피부에서는 흡수되고, 혈관 및 뼈에서는 반사되는데, 손목동맥(요골동맥)에서 반사된 빛이 변하는 것을 센서가 인식해서 손목동맥의 맥박을 측정하게 된다. 심장이 박동을 할 때마다 동맥의 혈류가 변하는 데 이를 광센서로 인식하여 기록한다.
Q) 심박수와 맥박수는 서로 다른 것인가?
사전적 정의로서 심박수는 1분 동안 심장이 실제로 박동하는 횟수를 뜻하고, 맥박은 심장 박동에 따라 일어나는 동맥의 주기적인 파동이다. 심장이 수축할 때 동맥 혈압이 상승해서 맥박이 발생하기 때문에, 맥박은 심박수와 거의 항상 일치한다.
Q) 스마트워치가 없을 때 쉽게 맥박을 측정하는 방법은?
맥박은 심장이 혈액을 박출할 때 동맥의 혈관벽에 가해지는 힘(혈압) 때문에 발생한다. 맥박은 동맥에서만 만져지고 정맥에서는 잘 만져지지 않는다. 동맥은 대부분 몸 속 깊숙한 곳에 있어서 피부에서 잘 만져지지 않지만 손목동맥이나 위팔동맥 등 피부 가까이에 있는 특정 지점에서는 비교적 잘 느낄 수 있다. 이런 부위에서는 손가락을 이용해서 매우 쉽고 간편하게 맥박을 확인할 수 있다. 손목에서 측정하는 맥박을 손목동맥박 혹은 요골동맥박(radial pulse) 이라고 하는데, 가장 간편하게 맥박을 측정하는 부위이다. 측정하는 방법은 한 손을 뒤집어 손바닥이 위를 향하게 한 다음 다른 손을 사용하여 손가락 두개의 끝을 손바닥을 위로 향하게 했던 손목의 접힌 부분에서 아래로 2-3cm 정도 떨어진 곳에 위치시킨다. (엄지손가락 방향) 비슷한 방법으로 두 손가락을 사용하여 팔이 접히는 부위 안쪽에서 위팔동맥의 맥박을 찾을 수도 있다.
Q) 스마트워치로 심박수 측정하는 것의 장점은?
병원에서는 보통 혈압계나 산소 포화도 측정장치, 심전도 검사 등의 방법으로 심박수를 측정한다. 최근에는 가정에서도 스마트워치, 스마트밴드, 가정용혈압계 등의 다양한 기기들을 통해 비교적 쉽고 정확하게 심박수를 측정할 수 있고 특히 하루 동안의 심박수 변화를 연속적으로 기록하여 전체적인 평균값이나 안정 시, 운동 시, 수면 시의 심박수 변화 들을 지속적으로 모니터링 할 수 있는 장점이 있다. 최근에는 병원에서 사용하는 심전도(ECG) 기계와 비슷한 정도의 정확도를 보이는 기기들도 여러 형태로 개발되고 있다.
Q) 심박수가 알려주는 건강신호는 무엇인가?
안정상태에서 심박수를 측정하여 평소 자신의 심박수를 알고 있는 것은 중요하다. 건강한 사람의 안정 시 심박수는 분당 60회-100회이다. 안정 시 심박수가 너무 높거나 (분당 100회 초과) 너무 낮거나 (분당 60회 미만) 혹은 리듬이 불규칙하다고 느껴진다면, 병원을 방문해서 순환기내과 전문 의사와 상담하는 것이 좋다. 특히 부정맥이나 심부전과 같은 심장질환이 있는 환자들의 경우에는 스마트워치 등을 통해 일상생활에서 심박수를 측정하는 것이 질병관리에 도움이 될 수 있다.
도움말: 윤종찬 교수 (서울성모병원 순환기내과)
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