수면 데이터의 해석과 활용 <2>

 

시대의 패러다임이 4차 산업혁명과 코로나 팬데믹으로 폭풍처럼 빠르게 변화하고 있습니다. 보수적이던 국내 보건의료계도 변화의 중심에 위치해 있습니다. 뜬구름 잡는 이야기같던 디지털치료제도 성큼 우리 곁으로 다가왔습니다. 그렇다면 과연 디지털치료제는 무엇일까요, 작동 원리는 무엇이며, 어떤 질병에 어떻게 사용되는지, 상담포인트는 무엇인지, 아직은 막막합니다. 이에 ‘참약사 디지털헬스케어 스터디 DOPA’를 통해 약사의 새로운 영역을 함께 공부하고 고민해 보고자 합니다. [편집자 주]

<지난호에 이어서>

수면의 디지털 데이터
수면 데이터를 측정하는 데 사용되는 디지털 기기는 스마트 워치가 가장 흔하게 사용되고 있으며 그 외에도 반지나 배게 또는 침구에 넣는 측정기 등 여러 형태의 기기가 활용되고 있다. 이러한 디지털 기기 등을 통해 수집할 수 있는 수면 관련 데이터로는 수면 중 움직임, 심박수, 산소포화도, 코골이, 호흡수 등이 있다.

대부분의 스마트워치는 수면 분석을 위해 ‘가속계(가속도 센서)’와 ‘적외선 PPG(photoplethysmography, 광혈류측정)’ 기술을 사용한다. 가속계는 착용자의 움직임을 판단해 잠에 들었는지, 깨어 있는지를 측정한다. 적외선 PPG를 통해서는 심박수와 심박변이도를 확인한다. 적외선 및 적색광을 이용해 혈류량 변화를 계속 지켜보면서 혈중 산소포화도(SpO2)를 측정할 수도 있다. 이때는 적혈구에 결합된 산소화 헤모글로빈과 비산소화 헤모글로빈의 광 흡수도 차이를 검출해서 측정하게 된다.

수면 중 움직임 측정을 통해서 수면 시간 및 깊은 수면 등의 수면 상태를 분석, 기록한다. 깊은 수면으로 부교감신경이 활성화되면 심박수가 감소하며 심박변이의 폭이 줄어드는 것을 이용해 일부 어플에서는 심박수를 통해 수면의 깊이를 가늠하기도 한다.

산소포화도는 수면 중 무호흡과 연관될 수 있어 수면 중 산소포화도가 많이 떨어지는 경우 수면 중 무호흡을 의심해 볼 수 있다.

 

 

수면 디지털 데이터의 신뢰성 및 기술 수준
수면 디지털 데이터 중 스마트 워치를 통해 측정하는 심박수는 기기에 따라 87~100% 정확도를 나타냈다는 연구결과가 있으며 수면 무호흡 예측은 수면다윈검사 기기와 비교했을 때 예측 정확도, 민감도, 특이도가 각각 81.1%, 76.5%, 100%로 두 데이터 모두 상당히 신뢰성 있는 양상을 보여주었다.

반면 뇌파검사와 비교했을 때 수면 시간 등의 정량적인 기록은 비교적 정확했지만 렘수면, 비렘수면 등의 수면패턴에 대한 분석은 정확하지 않다는 평가이다.

데이터 해석 및 활용 가이드
수면을 측정하기 위한 데이터 중 산소포화도를 활용하면 무호흡과 저호흡을 측정할 수 있다. 호흡이 10초 이상 없거나 호흡량이 90% 이상 감소된 경우를 무호흡(Apnea)이라 하며 10초 이상 호흡량이 30% 이상 감소하면서 산소포화도가 4% 이상 감소한 경우를 저호흡(Hyponea)이라 한다.

이러한 무호흡과 저호흡의 시간당 횟수를 나타내는 무호흡-저호흡지수(Apnea Hypopnea Index, AHI)를 활용해 폐쇄성 수면무호흡증의 중증도를 정의한다. AHI가 5 미만이면 정상이며, 5~14.9회는 경증, 15~29.9회는 중등도, 30회 이상을 중증으로 정의한다. 데이터에 따라 폐쇄성 수면무호흡증이 의심될 경우 병원을 방문해 진단검사를 받아야 한다.

질병의 범위는 아니지만 수면의 질이 낮은 경우 수면위생법을 잘 지키는 것 만으로도 불면증 예방과 수면의 질 개선에 도움을 줄 수 있다. 질병관리본부에서 권고하고 있는 수면위생법은 다음과 같다.

 

 

약국에서의 데이터 상담 포인트
건강 데이터가 더 이상 약사·의사 등 전문가가 아닌 소비자에게 더 다양하게 수집·제공되고 있으며 앞으로도 그 양상은 확대될 것으로 보인다. 이런 시장 상황에서 약사가 도태되는 것이 아니라 함께 성장하며 폭넓은 상담을 진행하기 위해서는 여러 건강 데이터에 대한 지식과 이해도가 높아질 필요가 있다.

수면의 영역에서는 약사가 적정 수면 시간, 수면 심박수, 산소포화도 등의 데이터의 정상범위를 인지하고 해석할 수만 있다면, 수면을 포함한 건강 상담으로 충분히 이어갈 수 있다. 다만 기기의 착용 상태에 따라 데이터의 정확성이 달라질 수 있다는 점과 현재의 기술 상으로는 수면의 단계 등은 참고 수준으로만 활용이 가능하다는 것 등 그 한계점에 대해서도 충분히 이해가 필요하다.

이렇게 미리 준비된 약사라면 고객이 수면 어플을 가지고 와서 질문하였을 때도 당황할 것 없이 어떤 데이터가 유효성이 있는지까지 포함해 전문가적 면모를 보여주면 신뢰성 있는 상담으로 이어갈 수 있을 것이다.

 

참고문헌
1) “잠”, 대한수면의학회, https://www.sleep.or.kr/html/?pmode=sleep
2) “수면장애”, 질병관리청 국가건강정보포털, 2020년 9월 2일, ttps://health.kdca.go.kr/healthinfo/biz/health/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfoView.do?cntnts_sn=280
3) “수면과 수면장애”, 국가정신건강포탈, 2020월 5월 8일, http://www.mentalhealth.go.kr/portal/disease/diseaseDetail.do?dissId=32
4) “부정맥”, 질병관리청 국가건강정보포털, 2020년 8월 28일, https://health.kdca.go.kr/healthinfo/biz/health/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfo/gnrlzHealthInfoView.do?cntnts_sn=1102
5) “omniFIT Ring 사용설명”, Omnifit(사이트), 2015, http://www.omnifit.co.kr/en/
6) 이요훈, “LED로 심박수를 측정한다고? ‘광혈류측정 센서(PPG)’”, 삼성디스플레이 뉴스룸, https://news.samsungdisplay.com/30140/
7) 정혜영 , “스 마트워치 ‘수면 분석’의 한계… ‘렘수 면’ 포착엔 둔감”, 헬스조선 , http s://m .he a lt h.ch o su n .com/sv c /news_v iew.html?contid=2021021901823.
8) 양한주, “체성분 분석·수면 코칭… 갤 워치4, 웰니스 경험으로 ‘게임체인저’ 겨냥”, 국민일보, http://news.kmib.co.kr/article/view.asp?arcid=0016747757&code=61151411&cp=nvhttp://news.kmib.co.kr/article/view.asp?arcid=0016747757&code=61151411&cp=nv
9) Ryu Gwanghui, Choi Ji Ho, J Clin Otolaryngol Head Neck Surg 2019;30(1):12-19. https://doi.org/10.35420/jcohns.2019.30.1.12
10) Hwa ng J, K im J, Choi KJ, Ch o M S , N am GB, Kim Y H. Asses sing Accuracy of Wri st-Worn Wea rable Dev ices in Measu reme nt of Paroxysmal Supraventricular Tachycardia Heart Rate. Korean Circ J. 2019 May;49(5):437-445. doi.org/10.4070/kcj.2018.0323
11) Chen Y, Wang W, Guo Y, Zhang H, Chen Y, Xie L. A Single-Center Validation of the Accuracy of a Photoplethysmography-Based Smartwatch for Screening Obstructive Sleep Apnea. Nat Sci Sleep. 2021;13:1533-1544. Published 2021 Sep 16. doi:10.2147/NSS.S323286
12) Chen, Yibing et al. “A Single-Center Validation of the Accuracy of a Photoplethysmography-Based Smartwatch for Screening Obstructive Sleep Apnea.” Nature and science of sleep vol. 13 1533-1544. 16 Sep. 2021, doi:10.2147/NSS.S323286