해외언론동향
해외언론동향 내용 담당 : 배아정책연구팀 02-737-8452
게재 일자 : 2019-07-31 
키워드 : 스마트워치, smartwatches, 심장박동 추적기, heart rate trackers, 착용하는 기기, wearable devices, 신기술, new technologies, 정확성, accuracy, 편견, prejudices, 편향, biases, 피부색, skin tone, 소수집단, minority groups, Fitbit, 삼성, Samsung, Apple 

미국에서는 약 4천만명이 심장박동을 감지할 수 있는 스마트워치나 피트니스 추적기를 가지고 있음. 하지만 몇몇 유색인종은 부정확한 판독을 받을 위험이 있음.

 

전문가들에 따르면 착용할 수 있는 심장박동 추적기의 거의 모든 제조사는 피부색이 어두운 소비자들에게 신뢰성이 떨어질 수 있는 기술에 의존함. Fitbit, Garmin, 삼성과 같은 제조사는 잠재적으로 문제가 될 수 있는 기술을 사용하는 반면, Apple은 심장박동을 동시에 추적할 수 있는 다른 방법도 함께 사용한다고 함.

 

스마트워치와 피트니스 추적기 시장은 최근 몇 년간 급성장했고, 소비자와 과학자 모두 추적의 정확성에 대한 폭넓은 우려를 제기했지만, 언론은 이러한 현상에 주목하지 않음. 이러한 기기가 어두운 피부를 읽을 수 없다고 주장하는 소비자로부터 많은 온라인 민원이 있었지만, 제조사들은 일부 소비자들에게 정확도가 떨어질 수 있다는 사실을 공개하지 않음.

 

잠재적인 부정확성은 이러한 착용에 의존하는 과학연구로 성장하는 단체에도, 고용주가 기기 사용에 대한 재정적인 인센티브나 그 밖의 혜택을 제공하는 사람의 수가 늘어나는 데에도 광범위한 영향을 미침.

 

기기에 대한 우려는 새로운 기술이 보이는 것만큼 객관적인지, 내포된 편견이 그 발전을 이뤘는지에 대한 폭넓은 추정을 둘러싸고 나옴.

 

데이터사회연구소(Data & Society Research Institute) 문화인류학자(Kadija Ferryman)이미 우리가 가지고 있는 의학에 대한 기존의 편견에 대한 것이라면서 어떤 기술이든 다른 도구를 삽입하면 아무리 발전해도 기존의 편견을 유지하거나 악화시킬 가능성이 있다는 증거가 있다고 밝힘.

 

심장박동을 추적하는 거의 대부분의 소비자용 기기는 혈액량을 지속적으로 감시하는 광학센서를 필요로 함. 박동 사이에는 손목 혈류량이 적기 때문에 센서에 반사되는 빛이 더 많음. 하지만 모든 기기가 같은 종류의 빛에 의존하는 것은 아님.

 

Fitbit, 삼성 등 몇몇 브랜드는 녹색에만 의존함. 이 빛은 병원에서 사용하는 심장박동 추적기를 작동시키는 적외선 빛보다는 사용하기가 편하고 저렴하지만, 녹색 빛은 파장이 더 짧기 때문에 피부색이 어두운 사람에게 더 많은 자연피부색소 멜라닌에 의하여 더 쉽게 흡수됨.

 

즉 멜라닌이 많은 피부는 녹색 빛을 차단하여 정확한 판독을 얻기 어렵다는 것임. 피부색이 어두울수록 더욱 어려워짐.

 

스웨덴 카롤린스카연구소(Karolinska Institutet) 선임연구원(Mikael Mattsson)심장박동 추적의 정확성과 인종 간의 연관성을 조사한 한 논문에 따르면 피부형태와 피부색에 따라 정확성에서 차이가 날 수 있다는 점을 알 수 있었다고 밝힘.

 

Fitbit 대변인은 이 문제를 해결하기 위하여 녹색 빛을 증가시켰다고 밝힘. 또한 정확성을 매우 진지하게 다루고 있으며, 제품의 정확성을 엄격하게 검증하기 위한 연구도 지속적으로 수행하고 있다고 밝힘. 한편 Apple은 녹색 빛으로 지속적으로 감시하지만 5분마다 적외선으로도 판독한다고 설명함. Garmin, 삼성은 코멘트 요청에 응하지 않음.

 

관련 연구자들과 과학자들은 피부색이 어두운 사람의 심장박동 추적이 얼마나 정확한지를 보여주는 명확한 연구가 없다는 것을 지적하는데 조심스러워함. 이 기술은 매우 빠르게 변화하여 연구하기가 어렵기 때문임. 그러나 멜라닌이 녹색 빛 흡수에 미치는 영향은 충분히 문서화되어 있으며, 정확성에 대한 제조사의 연구나 공적인 정보가 없다면 영향을 미치지 않는다는 것도 동일하게 증명하기 어렵다는 점을 강조함.

 

49세인 Vernon Ross는 고혈압을 2017년에 진단받은 후 맥박을 감시하기 위하여 Fitbit Charge HR을 착용함. 그러나 흑인인 Ross는 심장박동 추적기가 기대했던 것만큼 정확하지는 않다는 것을 알아챔. 변동의 폭이 컸고, 추적하는 동안 본인의 손가락을 손목에 올려 수동으로 재본 수치와도 항상 일치하지는 않았음.

 

Ross내가 무엇을 하느냐에 따라 심장박동이 요동칠 것이라면서 그러한 요소는 심방세동을 걱정하여 이 기기를 사용하는 사람들에게는 스트레스가 될 수 있고, 위험한 상황을 초래할 수 있다고 밝힘.

 

RossFitbit 웹사이트에 이 문제에 대하여 민원을 제기함. 친구들의 유사한 경험을 들은 적이 있으며, 앞으로 제조사가 이 기술이 어떤 피부색인 사람에게도 효과가 있다는 것을 명확히 보여주는 자료를 제공하기를 바란다고 밝힘. 이 기술을 개발할 때 모든 인구집단을 대표할 수 있도록 시간을 투자하는 것은 제조자의 중요한 이슈라고 덧붙임.

 

흡수효과는 연구에 잘 드러나 있음. 하지만 심장박동 추적기의 정확성에 어떻게 영향을 미쳤는지에 대한 연구는 훨씬 적음.

 

2017년 저널(Journal of Personalized Medicine)에 단 한 건의 연구가 게재되었는데, 당시 시판되고 있던 기기의 오류율을 알아내려고 애씀. 대부분의 설정에서 기술이 허용할만한 오차범위 이내인 반면, 피부색이 어두운 경우에는 오류율이 더 높았음. Fitbit Surge, Samsung Gear, and Basis Peak의 오류율은 통계적으로 유의했음. 저자(Mattsson)는 연구에 다양한 사람들이 참여했는지 확실하지 않으며, 이는 제조사의 초기 검증에서도 강조되지 않았다고 설명함.

 

몇몇 연구자들은 FitbitApple이 이 문제를 설명하려고 노력한 방식이 도움이 될 수 있다고 봄. Fitbit이 말한 것처럼 녹색 빛을 증가시키는 것도, Apple의 녹색과 적외선 센서 판독 차이의 균형을 맞추는 알고리즘도 그러할 것임. 저자(Mattsson)피부색이 어두울수록 흐름이 강해져 더 잘 읽어낼 수 있어야 한다고 덧붙임.

 

듀크대(Duke University) 의생명공학 조교수(Jessilyn Dunn)신호만 중요한 것은 아니며, 이러한 차이를 설명할 수 있는 알고리즘이 있다면 신호에 노이즈가 더 많아도 괜찮을 수 있다고 설명함.

 

하지만 Dunn과 수면 공간에서 착용하는 기술 검증연구를 이끌고 있는 연구원(Massimiliano de Zambotti)은 오류율에 대한 데이터세트나 알고리즘에 대한 공적인 정보를 공개하지 않으면 제조사가 그 문제를 다루기 위하여 전적으로 노력하고 있는지 말하기 어렵다고 강조함.

 

Zambotti기술의 속도가 엄청나게 빠르기 때문에 우리는 모르며, 이 기술을 평가하는 연구의 속도는 매우 느리다면서 우리는 그들의 결과를 믿을 수 있지를 생각할 필요가 있다고 밝힘.

 

녹색 빛을 사용하면 좋은 이유가 있음. 대부분의 손목 심장추적기는 녹색 빛을 사용하는데, 다른 광원이 있거나 움직이는 경우 적외선보다 더 낫기 때문임. Fitbit의 기술책임자(Eric Friedman)도 어떤 피부색이든 최적의 일관된 성능을 제공하기 위하여 녹색 빛을 사용하기로 선택했다고 언급한 바 있음. 하지만 적외선은 피부 깊숙하게 침투하는데 효과적이어서 의료 환경에서는 더 매력적이라고 함.

 

기술 진보의 빠른 속도로 인하여 다른 제조사들이 최신 심장박동 추적기에 어떤 색상의 빛을 사용하는지 정확히 알 수는 없음. 그 정보를 공개하는 제조사는 거의 없고, 기기를 보는 것만으로는 명백하지 않음. 일부는 광학 센서를 넘어서고 있음. Apple Watch는 현재 전자심전도모니터를 포함하고 있음. 이번 달에 발표된 보고서에 따르면 삼성도 그럴 것이라고 함.

 

심장박동을 추적하기 위하여 적외선을 사용하는 추적기 개발자(Sameer Sontakey)는 녹색 빛이 단순히 더 저렴하다는 점을 설명함. 추적기는 상품이며, 녹색 빛을 가진 센서를 사는 것은 쉽고, 진입장벽도 낮다는 것임.

 

정확성 문제는 심장박동연구 분야가 특정 개인에 대한 심장박동을 정확하게 반영하지 못한다는 것을 의미할 수 있음. 비록 많은 제조사들이 웹사이트에 그들의 장치가 의학적으로 정확하지는 않다고 표시하지만, Fitbits300건의 임상시험에 사용되고 있음. 스탠포드대(Stanford University) 연구진은 40만명 이상을 참여시킨 연구(Apple Heart Study) 결과를 착용하는 기술이 심장박동의 불규칙함을 안전하게 식별할 수 있다고 보고함.

 

하지만 대부분의 연구를 손목착용기기의 정확성을 조사하기 위하여 수행하였는데, 피부색의 차이는 고려하지 않았다고 함. 오리건대(University of Oregon) 박사후보자(Benjamin Nelson)는 이 기술을 의료목적으로 사용하기 전에 변화가 필요하다고 생각함.

 

Nelson과거 과학은 백인뿐만 아니라 민족적인종적 소수집단에게도 일반화될 수 있을 만큼 보편적인 결과를 만들어내기 위하여 필요한 만큼 다양한 참여자들을 모집하지 않았다면서 앞으로의 연구가 피부색을 고려하는 것은 매우 중요하며, 다양한 인구집단을 포함하면서 표본 크기가 커질수록 기기가 더 정확해질 수 있는 다양한 개별적인 특성을 관리할 수 있을 것이라고 밝힘.

 

잠재적인 부정확성은 고용주가 직원의 추가 휴가, 장비, 낮은 건강보험료 등으로 피트니스 추적기 사용을 장려하는 경우 유색인종에게 더 큰 영향을 미칠 수 있음.

 

이미 IBM, Target과 같은 유명한 제조사들은 건강증진(wellness)프로그램의 일환으로 추적기를 제공하고 있으며, 고용주가 건강증진프로그램을 의무화시킬 징후도 나타남. 일례로 웨스트버지니아학교(West Virginia school) 시스템은 교사가 추적기를 필수적으로 착용하기를 원함. 예일(Yale)도 직원건강증진프로그램에 참여하지 않은 사람에게 25달러의 벌금을 부과하는 프로그램으로 인하여 소송을 당함.

 

카이저가족재단(Kaiser Family Foundation)이 조사한 결과 건강보험을 가입시켜주는 대기업 고용주의 21%가 직원의 착용기기로부터 정보를 수집하고 있는 것으로 드러남.

 

일터 프라이버시문제에 집중하는 로펌(Littler Mendelson)의 변호사(Philip Gordon)잠재적인 정확성 문제는 고용주가 건강증진프로그램을 시행하기 전에 신중하게 대처해야 하는 이유 중 하나라면서 기술의 잠재적인 숨겨진 부작용의 좋은 사례이며, 고용주들은 일터에 착용기기를 보급하기 전에 기술과 그것이 생성하는 정보를 진정으로 생각하는 것이 매우 중요하다고 밝힘.

 

GordonFitbitApple Watch로 바꿨지만 심장박동을 감시하기 위하여 수동으로 확인하기도 한다고 말함. 좋은 도구이지만 전적으로 의존해서는 안 된다는 것임.

 

연구자들은 이 기술이 유용하지만, 아마도 잘 연구되지는 않을 것이라는 감상을 똑같이 내놓음.

 

Nelson이러한 기술은 실제 환경에서 심장박동을 수집할 수 있도록 사용되고 있고, 기술적으로 이는 우리가 지금 당장 할 수 있는 몇 안 되는 방법 중 하나라면서 피부색, 체질량지수, 손목둘레 등 과학자들이 주목해야 할 몇 가지 제약이 있기는 하지만, 당장 사용할 수 있는 기술인 것은 명확하다고 말함.

 

기사 및 사진 : https://www.statnews.com/2019/07/24/fitbit-accuracy-dark-skin/

저널 : https://www.mdpi.com/2075-4426/7/2/3

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