PPG 웨어러블이 폐동맥 카테터를 대체할 수 있을까?

기본 정보

제목: Assessing Cardiac Flow Measurements Using a Noninvasive Photoplethysmography-Based Device Compared to Invasive Pulmonary Artery Catheter
저자: Dean Nachman, Arik Eisenkraft, Eldad Rahamim, Mahsati Ibrahimli, Asen Asenov, Nir Goldstein, Yotam Kolben, Segev Huly, Arik Ben Ishay, Meir Fons, Michael Tabi, Roei Merin, Offer Amir, Rabea Asleh
저널: JACC: Advances
출판연도: 2025
DOI: 10.1016/j.jacadv.2025.102093
PMID: 40845743
근거 수준: 전향적 검증 연구

비침습적 PPG 기반 웨어러블 모니터와 침습적 폐동맥 카테터(PAC)의 심부전 환자 혈역학 측정치를 비교한 전향적 임상 연구이다. 90명의 심부전 환자에서 심박출량(CO)과 전신 혈관 저항(SVR)을 동시 측정하였으며, PPG 기기가 높은 상관관계(r=0.959)를 보였다.

1. 이 연구는 왜 필요했을까

심부전 환자의 혈역학 평가는 치료 방향 결정에 핵심적이다. 현재 기준 방법인 폐동맥 카테터 열희석법은 정확하지만, 침습적 시술이 필요하고 합병증 위험이 있다. 만약 PPG 기반 웨어러블로 동등한 수준의 혈역학 정보를 얻을 수 있다면, 환자의 부담과 의료 비용을 크게 줄일 수 있다.

이전 연구들이 소규모이거나 건강한 피험자를 대상으로 하였던 것에 비해, 이 연구는 실제 심부전 환자에서 우심 카테터 시술 중 동시 비교를 수행하여 임상적 관련성이 높다.

2. 어떻게 연구했을까

우심 카테터 시술이 예정된 90명의 심부전 환자를 대상으로, PPG 웨어러블 기기와 폐동맥 카테터의 CO 및 SVR을 동시에 측정하였다. 측정은 카테터 시술실에서 수행되었으며, 병렬 비교(parallel comparison) 설계를 사용하였다.

Bland-Altman 분석과 Pearson 상관분석을 통해 두 방법 간의 일치도를 평가하였다. BMI, 피부 톤 등 다양한 인구학적 하위그룹에서도 분석을 수행하였다.

3. 무엇을 발견했을까

PPG 기기와 열희석법 간 CO의 일치 한계(LoA)는 -19.1%에서 14.5%로 나타났으며, Pearson 상관계수는 0.959로 매우 높았다. SVR에서도 LoA -27.4%에서 12.3%, 상관계수 0.936의 우수한 일치도를 보였다.

PPG 기기의 측정값은 BMI와 피부 톤 등 다양한 인구학적 변수에서도 임상적으로 허용 가능한 범위 내에 있었다.

이전의 소규모 연구에서 +/-30% 기준을 충족하지 못하였던 것과 비교하면, 이 연구의 90명 코호트에서 상당히 개선된 결과를 보여주었다. 다만 이 연구는 안정 상태, 앙와위(supine) 자세에서만 측정하였다는 점을 유의해야 한다.

4. 우리 서비스에 어떻게 쓸까

제품 기능

PPG 기반 혈역학 모니터링의 실현 가능성을 보여주는 중요한 근거이다. 심부전 환자의 원격 모니터링에서 CO 트렌드를 추적하는 기능의 기술적 기반이 될 수 있다. 다만 현재는 안정 상태에서의 결과이므로, 일상생활 중의 지속 모니터링에는 추가 검증이 필요하다.

콘텐츠 활용

"PPG 센서가 폐동맥 카테터에 도전하다: 90명 심부전 환자 비교 연구"
"심부전 환자의 혈역학, 웨어러블로 추적할 수 있을까?"
"비침습적 심박출량 측정: 0.959의 상관관계가 의미하는 것"

적용 시 주의사항

높은 상관관계에도 불구하고, 이 연구는 안정 상태의 카테터 시술실 환경에서만 수행되었다. 일상생활, 운동, 수면 중의 성능은 검증되지 않았으므로, 지속 모니터링 기능을 주장하기에는 근거가 불충분하다.

5. 한계점

이 연구의 주요 한계는 측정 환경의 제한성이다. 모든 측정이 혈역학적으로 안정된 앙와위 자세의 환자에서 수행되었으며, 패혈성 쇼크나 심한 저혈압 등 불안정한 상태에서는 평가되지 않았다.

또한 에피소드적(일시적) 측정만을 수행하여, 지속적 종단 모니터링에서의 성능은 알 수 없다. 보행 환자나 일상 활동 중의 측정 환경에서의 추가 연구가 필수적이다.

마무리

90명의 심부전 환자에서 PPG 웨어러블이 폐동맥 카테터와 높은 일치도(r=0.959)를 보인 것은 비침습적 혈역학 모니터링의 가능성을 크게 높이는 결과이다. 다만 안정 상태 측정의 결과를 지속 모니터링으로 일반화하기 위해서는 보행 및 일상 환경에서의 후속 연구가 필요하다.