요즘 스마트 워치는 대부분 수면의 질을 측정하는 기능을 갖췄다. 많은 이들이 이를 활용하는데, 정작 기능의 원리나 정확도에 대해서는 아는 사람이 많지 않다.
스마트 워치에 장착된 수면 측정 기술은 폴리그래프(polygraph)를 응용했다. 폴리그래프는 맥박과 혈압, 호흡, 땀 등 여러 생리적 변수를 동시에 기록하는 기술로, 1921년부터 거짓말 탐지기에 활용돼 왔다.
요즘 스마트 워치는 이 폴리그래프를 이용해 피트니스 또는 수면 트래커 기능을 제공한다. 스마트폰과 상호 연동되는 이들 기술은 폴리그래프를 기반으로 운동이나 수면 등 착용자의 상태에 따른 건강 지표를 체크하고 보여준다.
덕분에 스마트 워치를 착용하고 잠들면 수면 트래커가 잠든 시간과 각 단계에 대한 상세한 정보를 읽어낸다. 본래 수면은 뇌와 관련이 깊어 수면다원검사(PSG)를 많이 한다. 뇌파, 안구 움직임, 근육 긴장도, 심박수 등을 머리와 몸에 부착한 센서로 측정해 상당히 정확하지만 일상적으로 쓰기는 무리가 있다.
요즘 나오는 스마트 워치는 대부분 수면의 질 측정 기능을 제공한다. 「사진=인공지능(챗GPT) 생성 이미지」
호주 CQ대학교(CQU) 수면 과학자 딘 밀러 박사는 “요즘 워치의 수면 측정은 몸의 움직임을 파악하는 가속도계 기반의 액티그래피(actigraphy)가 일반적”이라며 “기존 가속도계 만으로는 독서나 명상 등 안정된 각성 상태를 수면으로 오인할 수 있어 액티그래피를 활용한다”고 설명했다.
이어 “이때 중요한 역할을 광혈류측정센서(Photoplethysmography, PPG)가 맡는다”며 “광전용적맥파라고도 하는 PPG는 photo(빛), plethysmos(변화), graphos(기록)의 합성어로 스마트 워치 뒷면의 녹색 불빛이 특징”이라고 덧붙였다.
PPG는 녹색 불빛을 이용해 피부 아래 혈류량을 측정하고, 심박수와 호흡수를 추정한다. 의료 현장에서 사용하는 펄스 옥시미터와 같은 원리다. 스마트 워치에 부착하는 PPG는 착용자의 수면 상태를 대략적으로 관찰할 수 있다.
스마트 워치 바닥면에 부착된 광혈류측정센서(PPG). 점멸하는 녹색 불빛이 특징이다. 「사진=인공지능(챗GPT) 생성 이미지」
2025년 미국 펜실베이니아대학교 연구에 따르면, 스마트 워치의 PPG는 착용자의 잠든 상태를 90% 이상 정확하게 구분한다. 독서, 명상 등 안정된 각성 상태와 얕은 수면의 구분 정확도는 기기에 따라 26~73%로 편차가 컸다.
얕은 수면, 깊은 수면, 렘수면 등 각 수면 단계별 구분 정확도도 아직은 약 53%에서 60%로 만족할 수준은 아니다. 그럼에도 착용자들 사이에서는 수면 시간은 정확히 체크 가능하다는 평가를 듣는다. 특히 삼성전자의 갤럭시 링 등 반지 형태의 최신 기기들은 일부 수면 단계에서 PSG 측정값과 차이가 없을 정도로 높은 정확도를 보인다.
결론적으로, 요즘 나오는 스마트 워치의 수면 트래커는 하룻밤 총 수면시간은 대체로 알려주지만 수면 단계에 대한 상세한 분석은 아직 발전 단계에 있다. 잠을 못 자는 등 수면 패턴에 문제가 있다면 의사와 상담하고, 궁극적인 수면의 질 개선은 규칙적인 취침 등 생활 습관에 달렸다고 전문가들은 조언했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
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