스마트워치로 열 관련 부상 위험을 미리 예측할 수 있을까?

기본 정보

제목: Predicting Risk of Heat-Related Injuries for Individuals Wearing Personal Protective Equipment Using Smartwatches: Feasibility Observational Study
저자: Hegarty-Craver, M., Womack, D., Thornburg, J., Boe, T., Archer, M.J., Calfee, W.
저널: JMIR Formative Research
출판연도: 2025
DOI: 10.2196/72324
PMID: -
근거 수준: 탐색적 분석 (가능성 관찰 연구)

이 연구는 보호장비(PPE) 착용 근로자를 대상으로 Garmin Fenix 6 스마트워치의 심박수, 호흡수, 혈중 산소, 활동 데이터로 심부 체온을 예측하여 열 관련 부상을 사전에 감지하는 시스템의 가능성을 검증했다. 8명의 파일럿 사용자에서 스마트워치 데이터 품질이 심박수 모니터링과 심부 체온 예측에 충분함을 확인했다.

1. 이 연구는 왜 필요했을까

보호장비(PPE)를 착용한 상태에서는 체온 조절이 크게 방해받아 열 관련 질환의 위험이 급격히 높아진다. PPE가 대류와 증발을 통한 열 방출을 차단하기 때문에 심부 체온이 위험 수준까지 상승할 수 있다. 하지만 PPE 착용 상태에서 심부 체온을 직접 측정하는 것은 비실용적이다.

상용 스마트워치의 생리 데이터만으로 PPE 착용 근로자의 심부 체온을 예측하고 열 관련 부상을 사전에 감지할 수 있는지 검증했다.

기존 연구들은 전문 의료 기기나 섭취용 체온 센서를 사용했지만, 일상적인 현장 작업에서는 상용 스마트워치만 활용할 수 있어야 실용적이다. 이 연구는 Garmin Fenix 6라는 상용 기기의 데이터 품질이 이 목적에 충분한지 평가하고자 했다.

2. 어떻게 연구했을까

미국 환경보호청(EPA) 연구진은 현장 훈련에 참여하는 8명의 PPE 착용 근로자에게 Garmin Fenix 6 스마트워치를 착용시켰다. 훈련 전, 중, 후에 심박수, 호흡수, 혈중 산소, 활동 데이터를 연속 기록했다.

수집된 심박수 시계열 데이터에서 심부 체온 추정 알고리즘을 적용하여 열 스트레인 지수를 계산했다. 적응적 생리적 스트레인 지수(adaptive PSI)를 통해 안전 작업 한계를 예측하고, 위험 수준 도달 시 알림을 생성하는 시스템을 설계했다.

3. 무엇을 발견했을까

Garmin Fenix 6의 데이터 품질은 심박수 연속 모니터링에 충분한 것으로 확인되었다. PPE 착용 상태에서도 장시간 안정적으로 데이터를 수집할 수 있었으며, 심박수 기반 심부 체온 예측이 가능했다.

상용 스마트워치의 데이터 품질이 심박수 모니터링 및 심부 체온 예측에 충분하며, 적응적 생리적 스트레인 지수로 안전 작업 한계를 예측할 수 있었다.

스마트워치가 장시간 착용에도 견딜 수 있고 데이터 수집이 안정적이라는 점도 실용성 측면에서 중요한 발견이다. 이는 탈수 감지의 핵심 동반 지표인 열 스트레인을 기존 상용 스마트워치로 추적할 수 있음을 의미한다.

4. 우리 서비스에 어떻게 쓸까

제품 기능

고온 환경에서의 운동이나 작업 중 심박수 패턴을 분석하여 열 스트레인 위험을 알리는 기능을 구현할 수 있다. 탈수와 열 스트레인은 밀접하게 연관되므로, 열 스트레인 감지를 수분 섭취 알림의 트리거로 활용할 수 있다.

"현재 활동 강도와 심박수를 고려할 때, 열 스트레스가 높아지고 있습니다. 시원한 곳에서 휴식하고 수분을 섭취하세요."

콘텐츠 활용

"여름철 운동 시 스마트워치가 열사병을 예방하는 방법"
"보호장비 착용 시 체온 관리: 스마트워치의 새로운 역할"

적용 시 주의사항

8명의 파일럿 연구이므로 "초기 가능성 연구에서 스마트워치로 열 스트레인을 추적할 수 있는 것으로 나타났습니다"라는 표현이 적절하다. 심부 체온의 직접 측정이 아닌 추정값이므로, 의료적 판단의 근거로 사용해서는 안 된다.

5. 한계점

8명이라는 극소규모 파일럿으로 통계적 검정력이 매우 제한적이다. PPE 착용이라는 특수 환경은 일반적 운동이나 일상 환경과 다르다. Garmin Fenix 6 특유의 센서 특성이 다른 스마트워치(Apple Watch 등)에 직접 적용되지 않을 수 있다.

심부 체온의 골드 스탠다드(섭취용 체온 센서)와의 직접 비교가 수행되지 않아, 예측 정확도의 정량적 평가가 어렵다. 환경 조건(온도, 습도)의 변동도 충분히 통제되지 않았다.

마무리

이 연구는 상용 스마트워치가 열 스트레인 모니터링에 활용될 수 있음을 보여주는 초기 가능성 연구다. 탈수 감지와 열 스트레인 예측을 결합하면 더 정확한 건강 위험 알림 시스템을 구축할 수 있다.