1. 심전도 분석에 관해

드라마에서 주인공이 사고를 당해 응급실에 실려가면 모니터로 심전도가 표시되는 광경을 많이 봤을 것이다.

일본의 한 건강관리 회사에서 심장부위에 부착을해서 24시간 심전도 데이터를 리얼타임으로 저장하는 디바이스를 가지고 측정자의 건강상태를 체크하는 프로그램을 작성한적이 있다.  이때 얻었던 심장에 관련된 건강 지식을 공유하고 파이선 프로그램으로 구현하고자 한다.

일단,  심전도를 ECG(electrocardiogram) 또는 EKG 라고 한다. ECG를 분석해서 병이 있다고 단언하는 것은 의료 행위이므로 위법이다. 단순히 데이터를 분석해서 어드바이스하는 수준으로 끝나야 할 것이다.

 

 일단 ECG의 형태와 어떻게 생성되는지 알아보자.

심장이 한번 뛸때의 ECG

 

 

일단 심장의 박동은 좌심방(Left atria) 에서 전기 신호가 발생되면 시작되고 이때 P 가 나타난다.
이후 아래의 심실(ventricles)로 퍼지면서 이때 Q R S 가 나타난다. 다음은 수습단계인 T 가 나타나 하나의 사이클이 마무리 되게 된다. 

 

심박수(heartbeat rate)는 R과 R의 간격(R-R Interval) 이 1분간 몇번 발생했는지로 알 수 있다.

심장박동수는 연령, 남녀등에 따라 다르다. 
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8B%AC%EB%B0%95%EC%88%98

심박수 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

나이가 젊을 수록 심박수는 많아지고 여성이 남성보다 살짝 많다. 특히 운동선수의 경우는 극단적으로 낮은걸 알 수 있다. 

 본인의 경우 가볍게 뛰기만 해도 150 이 넘어가니 운동 선수로는 부적합하고 박지성같은 경우는 안정시의 심박수가 40회로 알려져 있다. (황영조, 이봉주선수의 심박수는 38회)   

또한 중력의 영향을 많이 받아서 의자에 앉아 있을때와 서 있을 때는 10 정도의 심박수 차이가 생긴다.

 

R-R 간격의 미묘한 변화로 교감, 부교감신경을 분석할 수 있다. 교감신경은 낮과 운동, 스트레스, 불안을 느낄시에 많이 나타나고 부교감신경은 주로 수면시에 나타나 피로회복과 영향이 깊다. 특히 부교감신경이 부족한 사람은 피로감을 많이 느끼고 자고 일어나도 깨끗한 느낌이 없으며 심한경우에는 원인을 알 수 없는 병을 얻기도 한다.

R-R 간격이 일정하지 않고 변화가 많을 때 부교감 신경이 활발해 진다. 이를 HRV(Heart Rate Variablility) 수치로 표현한다.

 

그럼 앞으로 분석할 ECG 데이터의 취득 장비와 환경은 아래와 같다.
1. Polar H10 
    핀란드 회사로 1977년부터 건강장비를 개발해오고 있다. 내가 알기로는 ECG데이터가 정확하기로 정평이 나있다.

 

  가슴 부위에 끈을 이용하여 착용한다.

  참고로 스마트워치는 광학식으로 피의 흐름을 통해 단순히 심박수만을 표시한다. 
  샘플링 레이트 : 1000 Hz

 

2. 안드로이드 앱 Polar Equine (무료, iOS용은 없다)

  실시간으로 ECG 데이터를 보관하고 Google Drive 등에 txt 로 저장할 수 있다.
   출력 데이터의 샘플링 레이트 : 130 Hz