손목의 스마트 워치에서 12리드 심전도 생성

Abstract

스마트워치 시장의 번창은 현대 사회에서 건강에 대한 관심이 높아지면 서 가속화되고 있다. 이러한 웨어러블 장치는 특히 피트니스와 건강 모니터링 분야에서 큰 관심을 받고 있으며, 사용자들에게 건강 상태를 실시간으로 관찰하고 관리할 수 있는 강력한 도구로 자리 잡고 있다. 그러나 현재 스마트워치는 전극을 2개만 사용하기 때문에 단일 리드 심전도(ECG) 신호만을 측정할 수 있는 제한이 있다. 이러한 제한으로 인해 심장 건강 및 관련 의료 상태를 감지하기 어려워진다는 문제가 있다. 이에 따라 본 연구는 이러한 제한을 극복하려는 목표를 가지고 진행되었다. 생성적 적대 신경망(GAN)을 활용하여 스마트워치 데이터에서 생성된 12리드 ECG 데이터와 표준 12리드 ECG 데이터를 비교함으로써, 스마트 워치를 통해 높은 품질의 ECG 데이터를 확보할 수 있는 가능성을 조사하였다. 스마트워치와 표준 12리드 ECG 장치에서 ECG 데이터를 수집하였고, 생성적 적대 신경망을 활용하여 스마트워치의 단일 리드 ECG 데이터를 12 리드 ECG 데이터로 변환하였다. 그 후 생성된 12리드 ECG 데이터와 표 준 12리드 ECG 데이터를 상세하게 비교하였다. 연구 결과에서는 스마트워치가 신뢰할 수 있는 ECG 데이터를 제공할 수 있음을 확인하였다. 스마트워치에서 얻은 리드 I 신호와 표준 심전도 사이 에 주목할 만한 양의 상관관계가 있었으며, 평균 제곱 오차 값이 상대적으로 작았다. 이러한 결과는 스마트워치로부터 얻은 ECG 데이터와 표준 ECG 데이터 간에 큰 차이가 없음을 보여주며, Fréchet distance 점수 역시 생성된 ECG 신호가 기준 신호와 밀접하게 동기화되었음을 추가로 입증하였다. 이러한 연구 결과를 종합하면, 스마트워치를 사용하여 측정 시계 위치를 변경하지 않고도 포괄적인 12리드 ECG 데이터를 생성할 수 있다는 혁신적인 가능성을 제시하였다. 이러한 혁신은 건강 모니터링 및 진단 분야에 서 큰 혁명을 일으킬 수 있으며, 의료 전문가와 개인 모두가 ECG 데이터를 더 쉽게 수집하고 분석할 수 있도록 도와줄 것이다. 이로써 의료 분야에서의 혁신과 환자 친화적인 솔루션을 제공하는 중요한 발전을 이루게 될 것이다. 이러한 연구는 건강과 의료 분야에서 새로운 가능성을 열어주고, 개선된 건강관리와 진단에 기여할 것으로 기대된다.