Apple Heart Study: 애플워치의 부정맥 측정에 대한 임상 연구 결과

애플워치의 심방세동 측정 기능의 정확성에 대한 대규모 임상 연구인 The Apple Heart Study의 중간 연구 결과가 며칠 전에 열린 American College of Cardiology’s 68th Annual Scientific Session and Expo에서 공개되었습니다.[1, 2, 3]

이 연구는 스탠퍼드 의대가 2017년 11월에 런칭한 임상연구이며, 무려 40만 명 이상이 참여한 일종의 원격 임상 연구(virtual clinical trial) 입니다. 애플이 후원했고, 애플워치 1, 2, 3이 활용되었습니다. 참고로 이 연구는 심전도가 아니라, 심박 센서만 가지고 부정맥의 일종인 심방세동(a.fib)을 detection하는 것이 얼마나 정확한지를 본 연구입니다. (최근에 심전도 기능이 달린 애플워치4는 포함되지 않았습니다. 이 기기의 출시 이전에 임상이 시작되었기 때문입니다.)

임상 디자인은 애플워치를 통해서 심방세동이 detection 된 사람에게, (American Well의 원격진료를 거쳐서) 기존에 사용되고 있는 ECG Patch (ePatch, Biotelemetry)를 제공하여 이후 1주일 동안 붙이고 다니면서 정말로 심방세동이 측정되었는지를 확인하는 것입니다. (상세한 디자인은 지난 1월에 출판된 Americal Heart Journal 의 아티클을 보면 나옵니다. 아래의 그림 참고)

사실 그동안 애플워치의 이 기능은 false alarm을 엄청 많이 내어놓고, 이 때문에 환자들의 불필요한 병원 방문과 의료 비용을 발생시키지 않을지에 대한 우려가 컸습니다.[1, 2] 하지만 이번 중간 결과에 따르면, 일단 적어도 아무런 이상이 없는데도, 부정맥이 의심된다고 나오는 위양성(false positive)가 엄청 많거나, 이 결과에 의해서 환자들이 병원으로 몰려가서 진료가 마비되거나 하지는 않은 것으로 판단됩니다.

이번 연구의 key finding 은 대략 아래와 같습니다.

• 전체 임상 참여자 중에서 ‘불규칙한 심장박동에 대한 알람(irregular pusle notification)’을 받은 사람은 불과 0.5% (즉, 이 알람자체가 드문 편으로, false alarm 이 엄청 많을 것 같지는 않다고 추측할 수 있음)
• 애플워치와 ECG patch를 동시에 사용한 결과 71%의 positive predictive value. ‘불규칙한 심장박동에 대한 알람’을 받은 사람 중 84%가 그 시점에 심방세동을 가졌던 것으로 드러남.
•  ‘불규칙한 심장박동에 대한 알람’을 받고, f/u으로 그 다음 일주일 동안 ECG patch를 착용한 사람 중의 1/3 (34%)가 심방세동을 발견. (사실 심방세동이 비정기적으로 발생하기도 하므로, 이 수치가 낮은 것은 놀라운 일은 아님)
•  ‘불규칙한 심장박동에 대한 알람’을 받은 사람 중에 실제로 병원에 간 사람은 57% 정도. 알람을 받은 사람이 전체의 0.5%였으니, 병원에 간 사람은 전체의 0.3% 정도밖에 안 됨. (따라서, 병원에 불필요하게 엄청 많이 방문할 것이라는 걱정도 과도한 것이라고 볼 수 있음)

이 Apple Heart Study는 상당히 흥미로운 디자인입니다만, 몇가지 한계도 있습니다. 특히 false positive를 볼 수는 있습니다만, 일단 ‘불규칙한 심장박동에 대한 알람’이 뜬 사람만을 대상으로 하므로, 실제로는 심방세동이 있지만 애플워치가 이를 포착하는데 실패하는 false negative는 얼마나 되는지를 아예 볼 수 없다는 단점이 있습니다. (다만, 만약 애플워치의 이 기능 자체가 없었으면 어차피 부정맥이 발견되지 않은채로 있었을테니, 애플워치를 착용함으로 인해서 이 사람들에 돌아가는 피해는 사실 없다고도 볼 수 있을 것 같기도 합니다.)

그리고 ECG patch를 (처음부터 함께 착용하는 것이 아니라) 애플워치의 ‘불규칙한 심장박동에 대한 알람(irregular pulse notification)’을 받은 사람에게만 f/u으로 나눠주기 때문에, 애플워치와 ECG patch의 부정맥 측정에 대한 직접적인 성능 비교도 어렵습니다. 사실 부정맥이라고 하는게 워낙 불규칙적으로 나타나는 증상인지라 이렇게 디자인할 수밖에 없는 이유도 이해가 갑니다만..

마지막으로는 FDA에서 이미 애플워치4에 인허가를 줬는데, 이제야 이런 연구의 preliminary result가 발표되는 것도 좀 의아합니다. 이런 임상 연구의 결과가 나온 뒤에 규제기관이 인허가를 주는 것이 맞는 순서가 아닌가 합니다. 애플워치4의 a.fib detection 기능의 FDA 인허가에 대해서는 현지에서도 사실 좀 말이 많았습니다만, 이번 결과를 보면 더 그런 생각이 들기도 합니다.

여튼, 이번 The Apple Heart Study의 발표는 아직 preliminary result 입니다만, 애플워치와 같은 일반 소비자를 대상으로 한 웨어러블 디바이스가 예방 의료, 예측 의료에 어떻게 활용될 수 있을지, 얼마나 정확한지를 보는 드문 (적어도 부정맥에 대해서는 아마도 첫번째..?) 대규모 임상 연구라고 할 수 있습니다. 결과적으로 보면 아주 나쁘게 나오지는 않았고, 그동안 우려했던 부분들을 조금 해소할 수도 있는 결과라고 보여집니다. 다음번 결과를 또 기다려봐야겠습니다.