[논문]건강상태 평가를 위한 지수 개발: 헬스인덱스

문동주; 이성일; 이종선; 김경철; 강희정; 양용주

doi:10.9718/jber.2008.29.5.400

문제 정의

4가지 건강지수들 사이의 상관관계가 어느 정도 있는지 조사해보았다. 그림 7에는 심혈관지수와 스트레스지수와의 상관관계를 보여준다.
본 논문에서는 사람의 심혈관계, 스트레스, 비만도 등에 관련된 생리 학적 인 측정정 보와 이와 연관된 임상병 리학적 설문응답을 조합하여 사람의 건강 상태를 분석하고 개인의 건강관리 및 질병 여} 방을 위한 4개의 건강지수(심혈관지수, 스트레스지수, 비만지수, 관리지수) 및 통합 건강지수(바이오지수)를 제시한다. 이 지수들을 계산하기 위하여 생체신호 측정데이터와 설문데이터의 각 요소에 대한 가중치를 설정하였다.
시험 적용대상은 생체정보를 측정할 수 있는 장비를 탑재한 건강증진용 헬스케어 로봇이며, 헬스케어 로봇을사용하여 건강 증진의 효과를 진단하기 위하여 개발된 건강지수를 적용하고자 한다. 본 논문은38명의 환자와 일반인을 대상으로 하여 개발된 헬스인덱스를 적용한 임상실험의 결과로서 앞에서 언급된 몇 가지 한계점들을 갖고 있으나, 비침습적 인 생체정 보로부터 건강상태를 판단하는 지수개 발의 첫 번 시도로서 그 의미를 갖는다. 다양한 집단의 임상실험을 통해 건강지수 산출의 가중치와 측정정보의 점수분류법을 개선하고 반복적으로 정확한 진단이 가능하도록설문내용을개선하면 측정 정보와 설문 정보 사이에 더 높은 상관계수를보일 수 있을 것으로 판단되며, 설문과 측정값을 기반으로 하는 보다 더 체계적인 건강지수 산출 정보시스템으로 발전할 것으로 기대한다.
본 연구에서 시 도한 헬스인덱 스 시스템은 헬스기 구 사용자의 건강 및 신체관리상태를 수치화된 값으로 나타내어 사용자에게 흥미를 제공하고, 운동을 계획적으로 하면서 건강을 관리하도록 도와주는 프로그램의 개발을 목표로 하고 있다. 시험 적용대상은 생체정보를 측정할 수 있는 장비를 탑재한 건강증진용 헬스케어 로봇이며, 헬스케어 로봇을사용하여 건강 증진의 효과를 진단하기 위하여 개발된 건강지수를 적용하고자 한다.
이 질문은환경, 신체, 행동, 감정에 관련된 Holmes의 조사설문과 보건복지부의 국민스트레스 관리를 위한 설문을 조합하여 구성되었다. 세로축은 본 연구에서 만들어진 설문정보에 답한 점수이다.

제안 방법

키와 몸무게는 간호사가 측정하였고체지방률은 KM메드기기를 활용하여 측정하였다. 45명의 대상 자중에서 설문조사와 측정 과정에서 유효하지 않다고 판단되는 데 이 터를 보인 7명을 제거한 후 총 38명(환자 30명, 일반인 8명)을 추출하여 건강지 수를 계산하였다. 환자그룹은 중풍으로 인하여 입 원 치료 받고 있는 사람이었으며 일반인그룹은 그들의 간병인 또는 보호자였다.
그림 1 은 각 건강지 수와 바이 오지 수가 산출되는 과정을 나타낸다. 4가지 건강지수는 생 리 학적 즉정 정 보와 사용자 설문응답정보들에 점 수를 부여하고 이들을 합산하여 100점 만점으로 계산되도록 하였다. 건강지수에 따라 설문과 측정의 중요도를 다르게 고려하여 가중치를 부여하였다.
개인의 건강상태를 제공하는 헬스인덱스 시스템을 개발하여 임상 적용을 하였다. 이를 위하여 심혈관계 건강, 스트레스의 정도, 비만도 및 개인건강의 관리상태를 나타내는 4가지 지수를 정하고, 생체정보측정과 설문조사를 통하여 각지수를 점수화 하는 프로그램을 개발하였다.
심혈관지수의 경우, 심혈관계 관련 신체 상태와 질병이 력에 대한 질문세트가 있으며, 스트레스 지수는 감정 및 스트레스와 관련된 신체상태를 묻는 질문으로 구성된다. 관리지수의 경우는, 운동, 식습관, 기호식품섭취, 생활습관 등에대한 질문으로 구성하였다. 사용된 질문세트와 가중치에 해당되는점수는 각 건강지수에 대하여 알려져 있는 증상에 대하여 의학 전문가와의 면밀한 검토를 통해 구성하였다.
본 연구의 헬스인덱스 시스템에서는 심혈관지수, 스트레스지수, 비만지수, 관리지수 등의 4가지의 건강지수를 정하고 모든 지수에 같은 가중치를 주어 평균값으로 바이오지수를 산출하였다. 그림 1 은 각 건강지 수와 바이 오지 수가 산출되는 과정을 나타낸다.
관리지수의 경우는, 운동, 식습관, 기호식품섭취, 생활습관 등에대한 질문으로 구성하였다. 사용된 질문세트와 가중치에 해당되는점수는 각 건강지수에 대하여 알려져 있는 증상에 대하여 의학 전문가와의 면밀한 검토를 통해 구성하였다.
안산 청록한방병원에서 한의학 교수, 전문의와 의료기기 업체 전문가의 감독 아래에서 45명의 환자와 일반인을 대상으로 생체정보를 측정하고 설문조사를 실시하였다. 혈압은 간호사가 직접 측정하였고 심박수변이도와 가속도맥파는 Meridian사의 DPA기기를 사용하여 측정하였다.
및 통합 건강지수(바이오지수)를 제시한다. 이 지수들을 계산하기 위하여 생체신호 측정데이터와 설문데이터의 각 요소에 대한 가중치를 설정하였다. 본 연구에서 개발되는 건강지수 시스템을 헬스장 등에 비치하면 회원들의 건강지수변동상황을 지속적 으로 파악하여 관리 할 수 있으므로 사용자들에 게 흥미 를 제 공하고 운동 동기를 높이며 건강관리에 기여할 수 있다.
하였다. 이를 위하여 심혈관계 건강, 스트레스의 정도, 비만도 및 개인건강의 관리상태를 나타내는 4가지 지수를 정하고, 생체정보측정과 설문조사를 통하여 각지수를 점수화 하는 프로그램을 개발하였다.
혈압은 간호사가 직접 측정하였고 심박수변이도와 가속도맥파는 Meridian사의 DPA기기를 사용하여 측정하였다. 키와 몸무게는 간호사가 측정하였고체지방률은 KM메드기기를 활용하여 측정하였다. 45명의 대상 자중에서 설문조사와 측정 과정에서 유효하지 않다고 판단되는 데 이 터를 보인 7명을 제거한 후 총 38명(환자 30명, 일반인 8명)을 추출하여 건강지 수를 계산하였다.
6의 가중치를 부여하였다. 표1 을 보면 심혈관지수는 혈압정보가 40%의 측정정보를 담당하고 혈관 노화도가 30%, 심박수는 15%, 심박수변화도는 15%의 즉정정보를 담당하도록 하였다. 표2의 스트레스지수에서는 혈입정보의 가중치는 30%로 낮아지 고 심 박수변동의 FFT분석 으로 계 산되는 저주파적분/고주파적분(LF/HF)의 비율이 측정정보의 50%를 차지하도록 하였다.
표1 을 보면 심혈관지수는 혈압정보가 40%의 측정정보를 담당하고 혈관 노화도가 30%, 심박수는 15%, 심박수변화도는 15%의 즉정정보를 담당하도록 하였다. 표2의 스트레스지수에서는 혈입정보의 가중치는 30%로 낮아지 고 심 박수변동의 FFT분석 으로 계 산되는 저주파적분/고주파적분(LF/HF)의 비율이 측정정보의 50%를 차지하도록 하였다. 이 비율은 유럽의 연구팀[기에 의해 스트레스를 측정 하는 정 보로서 제시 되 었고 최 근에 시판되는 심 박수변 이 도계 측 의료기기에서 스트레스를 산출하는 정보로 활용되고 있다.
표L4에 나타난 것처럼 심혈관지수, 스트레스지수, 관리지수에 대하여 자가진단적인 특징을 묻는 질문을 각각 9개, 8개, 12개씩 만들고 각 질문의 중요도에 따라 차별된 점수를 주어 해당 건강지수의 설문점수를 계산하였다. 심혈관지수의 경우, 심혈관계 관련 신체 상태와 질병이 력에 대한 질문세트가 있으며, 스트레스 지수는 감정 및 스트레스와 관련된 신체상태를 묻는 질문으로 구성된다.
측정하고 설문조사를 실시하였다. 혈압은 간호사가 직접 측정하였고 심박수변이도와 가속도맥파는 Meridian사의 DPA기기를 사용하여 측정하였다. 키와 몸무게는 간호사가 측정하였고체지방률은 KM메드기기를 활용하여 측정하였다.

대상 데이터

설문의 경우는, 각 질문의 답변을 정도에 따라 상 중 하의 세 등급으로 나누어 구분할 수 있도록 질문을 주었고 각각 100점, 50점, 0점을 부여하였다.
프로그램의 개발을 목표로 하고 있다. 시험 적용대상은 생체정보를 측정할 수 있는 장비를 탑재한 건강증진용 헬스케어 로봇이며, 헬스케어 로봇을사용하여 건강 증진의 효과를 진단하기 위하여 개발된 건강지수를 적용하고자 한다. 본 논문은38명의 환자와 일반인을 대상으로 하여 개발된 헬스인덱스를 적용한 임상실험의 결과로서 앞에서 언급된 몇 가지 한계점들을 갖고 있으나, 비침습적 인 생체정 보로부터 건강상태를 판단하는 지수개 발의 첫 번 시도로서 그 의미를 갖는다.
한편, 본 연구에서 시도된 설문정보의 타당성을 테스트하기 위해 임상대상 38명중에서 30명에 대하여 스트레스와 관련된 다른 양식의 설문조사를 병행하였다. 그림 11의 가로축의 숫자는 설문에서 제시된 스트레스 요인이 자신에게 있는지의 여부를 예 아니요로 답한숫자를의미한다.

성능/효과

4가지 건강지수들사이의 상관계수 분석 결과, 심혈관지수와 스트레스 지수 사이의 상관계수가0.513으로 가장 높았다. 이는 심혈관계지수와 스트레스지수의 측정정보가 약 50% 정도 공유된 데에 기인한다고 보지만, 두지수별 설문정보사이의 상관계수 역시 0.
088의 아주 낮은 상관계 수값을 나타내었다. 개 별 측정 정 보점 수와 스트레스 설문정보점수의 상관관계를 시도한 결과, HRV는 0.178, 혈압은 0.004로서 낮은 값을보였다.
그러므로 상관계수는 전체적으로 낮은 값을 보이며 심혈관지수의 상관계수가 스트레스 지수의 경우보다 더 높은 값을 보이고 있다. 개별 측정정보점수와 심혈관 설문정보점수의 상관관계를 계산한 결과, APG는 0.301, HRV는 0.264를 보였다. 반면에 혈압의 경우는 0.
건강지수가 오히려 높게 나타났다. 두 그룹의 심 혈관지 수는 유사하나 스트레스, 비만, 관리 지수가 일반인에서 훨씬 낮았다. 일반인의 경우는간병인 및 보호자들이었기 때문에 장기간의 병원생 활로 인해 건강관리 가 잘 안되어 비 만했고 스트레 스가 환자보다 오히려 더 심한 상황이었던 것으로 보인다.
심혈관 지수에서 측정과 설문 사이의 상관계수가 가장 높았으며, 특히 APG와 심혈관계 설문 사이의 상관계수가 가장 높았고 그 다음으로 HRV와 심혈관계 설문 사이 였다. 반면에 혈압값은 심혈관계 설문과 스트레스 설문에 영 에 가까운 상관계수를 나타냄으로서 혈압보다는 APG와 HRV가심혈관건강에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 스트레스지수의 경우, 측정정보와 설문정보 사이의 상관계수가 심혈관지수에 비하여 반 정도 밖에 되지 않는 낮은 값을 보였는데, 이는 스트레스의 측정도구로서 주로 활용된 HRV의 주파수 성 분비 율(LF/)의 스트레스 측정 효과와 관계가 있다고 판단된다.
병력, 나이, 성별 건강지수를 비교해 본 결과, 남자인 경우 그리고 나이 가 적을수록 높은 건강지수값을 보였다. 그러나 오히려 중풍 환자의 경우가 일반인 보다 높은 지수를 나타낸 것은 특이 한 사항이다.
이 지수들을 계산하기 위하여 생체신호 측정데이터와 설문데이터의 각 요소에 대한 가중치를 설정하였다. 본 연구에서 개발되는 건강지수 시스템을 헬스장 등에 비치하면 회원들의 건강지수변동상황을 지속적 으로 파악하여 관리 할 수 있으므로 사용자들에 게 흥미 를 제 공하고 운동 동기를 높이며 건강관리에 기여할 수 있다.
339로 두 번째로 높은 값을 나타내었다. 비 만지 수와 심 혈관지 수, 비 만지 수와 스트레 스지 수의 상관계 수는 0.1 이하의 낮은 값을 보여 상관관계가 약한 것으로 나타났다.
339를 보임으로서, 비만한 경우에는 건강관리상태가 낮음을 알 수 있다. 비만지수와 심혈관 지수, 비만지수와 스트레스지수의 상관계수는 0.1 이하로 나타남으로서 임상실험그룹에서 비만과 심혈관계 질환 및 스트레스와의 상관관계는 약한 것으로 나타났다.
그러므로 APG는 심 혈 관지 수에 큰 영향을 미치고 있고, HRV는 스트레스지수에 큰 영향을 미치며, 체지방률은 비만지수에 큰 영향을 미친다고 할 수 있다. 수축기 혈압에서 이완기 혈압을빼서 계산되는맥압의 경우, 수축기 및 이완기 혈압보다 훨씬 큰 표준편차를 보였다. 이는 맥압의 점수분류를 위한 측정값이 비교적 좁은 범위에 있는 것에 기인한 때문으로 범위를 늘릴 필요가 있는 것으로 판단된다.
측정값은 객관적인 값이며 설문값은 개인의 주관적인 판단에 의한 것이 므로 두 정보 사이에서 1에 가까운 상관계 수를 기 대 할 수는 없으나 어느 정도의 성관성을 보이는 것이 필요할 것으로 판단된다. 심혈관 지수에서 측정과 설문 사이의 상관계수가 가장 높았으며, 특히 APG와 심혈관계 설문 사이의 상관계수가 가장 높았고 그 다음으로 HRV와 심혈관계 설문 사이 였다. 반면에 혈압값은 심혈관계 설문과 스트레스 설문에 영 에 가까운 상관계수를 나타냄으로서 혈압보다는 APG와 HRV가심혈관건강에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.
심혈관지수와 스트레스지수는 측정 에 의한 값이 70점 근처이며 설문에 의한 값이 80점 근처로서 측정보다설문이 약 10점 정도 높은 값을 보였다. 비만지수는 63.
심혈관지수와 스트레스지수의 평균은 각각 76.3 과 75.0으로 계산되었고 바이오지수는 평균 75.1 을 나타내었다.
그러나 오히려 중풍 환자의 경우가 일반인 보다 높은 지수를 나타낸 것은 특이 한 사항이다. 특히, 심혈관지수는 유사했으나 비만, 관리, 스트레스 지수들이 일반인 그룹에서 크게 낮았다. 그 이유는 일반인 그룹으로 분류된 간병 인과 환자 보호자들이 오랜 시간 간호보조 역할을 하면서 개인적 인 건강관리가 잘 되지 않았고 스트레스를 많이 받았다는 사실에 기인한 것으로 보인다.

후속연구

본 논문은38명의 환자와 일반인을 대상으로 하여 개발된 헬스인덱스를 적용한 임상실험의 결과로서 앞에서 언급된 몇 가지 한계점들을 갖고 있으나, 비침습적 인 생체정 보로부터 건강상태를 판단하는 지수개 발의 첫 번 시도로서 그 의미를 갖는다. 다양한 집단의 임상실험을 통해 건강지수 산출의 가중치와 측정정보의 점수분류법을 개선하고 반복적으로 정확한 진단이 가능하도록설문내용을개선하면 측정 정보와 설문 정보 사이에 더 높은 상관계수를보일 수 있을 것으로 판단되며, 설문과 측정값을 기반으로 하는 보다 더 체계적인 건강지수 산출 정보시스템으로 발전할 것으로 기대한다.
생리학적 특징 정보는 사람의 나이, 성별, 키, 몸무게 등의 기본적 신체 정보와 혈압, 심박수, 혈관노화도등의 심혈관계정보, 그리고 체지방률을고려한 비만도등이 포함되며, 이들의 분석을통해 질병 예측과 건강 상태에 대한 지표를 제시해 줄 수 있을 것이다. 다양한 생리학적 정보를 바탕으로 진행되는 연구는 크게 두 부류로 나눌 수 있다.
측정값은 객관적인 값이며 설문값은 개인의 주관적인 판단에 의한 것이 므로 두 정보 사이에서 1에 가까운 상관계 수를 기 대 할 수는 없으나 어느 정도의 성관성을 보이는 것이 필요할 것으로 판단된다. 심혈관 지수에서 측정과 설문 사이의 상관계수가 가장 높았으며, 특히 APG와 심혈관계 설문 사이의 상관계수가 가장 높았고 그 다음으로 HRV와 심혈관계 설문 사이 였다.

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