토노미터가 상부 압력보다 "낮은" 이유 - 그리고 새로운 장치 없이 이를 수정하는 방법

커프와 청진기를 이용한 고전적인 압력 측정(청진법)은 수축기 혈압을 체계적으로 과소평가하고 이완기 혈압을 과대평가합니다. 케임브리지 대학교 연구팀은 실험 모델을 통해 이러한 오류의 물리적 원인을 규명하고, 손의 위치를 바꾸는 것까지 포함하여 기기를 교체하지 않고도 정확도를 향상시킬 수 있는 간단한 보정 방법을 제안했습니다. 저자들과 이전 연구들에 따르면, 상부 혈압의 체계적인 과소평가로 인해 수축기 고혈압 사례의 최대 30%가 제대로 진단되지 않을 수 있습니다. 이 연구는 2025년 8월 12일 PNAS Nexus 에 게재되었습니다.

배경

• 우리는 120년 이상 "커프(cuff)"를 사용하여 압력을 측정해 왔지만, 여전히 침습적 방법이 표준으로 남아 있습니다. 비침습적 커프 방법(코로트코프음 청진 및 자동 진동법)과 실제 혈관 내 압력 사이에는 일정한 차이가 있습니다. 임상 비교에서 커프는 일반적으로 혈관 내 측정값에 비해 수축기 혈압을 과소평가하고 이완기 혈압을 과대평가합니다. 이는 최근 문헌고찰/메타분석 및 동시 동맥 라인을 사용한 연구에서 입증되었습니다.
• 코로트코프 음의 물리학은 보기보다 훨씬 복잡합니다. 고전학자들은 커프가 수축하면 혈관이 열리고 수축하며, 이때 우리는 소리를 듣게 된다고 가르칩니다. 하지만 음의 창(tone window)의 세부적인 "역학"과 이를 변화시키는 요인들은 오랫동안 가설의 주제로 남아 있었습니다. 여러 리뷰에서 동맥의 모양과 수축 속도부터 "커프 아래 압력"(팔뚝)까지 표준 모델에서는 거의 재현되지 않는 많은 영향 변수들이 언급되었습니다.
• 수축기 고혈압에서 이것이 왜 중요한가? 오늘날 진단과 치료는 주로 수축기 역치에 좌우된다. 상한 혈압이 체계적으로 과소평가되면, 고립성 수축기 고혈압 환자(특히 노인) 중 일부는 진단이나 치료가 제대로 이루어지지 않는 경우가 많다. 따라서 이 방법 자체의 체계적 오류의 원인에 대한 관심이 높아지고 있다.
• 오실로메트리(진동계)는 알고리즘에 의해 "흔들립니다". 자동 안압계는 소리를 듣지 않고, 커프 진동을 분석한 후 독점적이고 폐쇄적인 알고리즘을 사용하여 이를 수축기 혈압(SBP)/이완기 혈압(DBP)으로 재계산합니다. 이는 모델 간 변동성을 증가시키고 커프 아래의 기본적인 유체 역학을 제거하지 않습니다. 따라서 이상적으로 실행된 측정 기법이라 하더라도 체계적인 변동을 항상 "고정"하는 것은 아닙니다.
• 측정 기술은 여전히 문제의 절반을 해결합니다. 잘못된 팔 위치/지지, 잘못된 크기의 커프, 측정 중 대화, 최근 섭취한 커피/니코틴 등은 모두 수치에 수 mmHg의 오차를 유발할 수 있습니다. AHA/ACC 권장 사항과 유럽 지침은 다음과 같이 명시합니다. 팔을 심장 높이에 두고 지지하며, 적절한 크기의 커프를 사용하고, 간격을 두고 2~3회 반복하고, 3~5분 휴식을 취하며, 다리를 꼬지 않습니다. JAMA IM 연구에서 팔 위치와 같은 사소한 변화도 측정값에 상당한 영향을 미쳤습니다.
• 현재 연구에서 무엇이 누락되었는가? 임상의들은 커프가 수축기의 일부를 "잃어버린다"는 사실을 오랫동안 인지해 왔지만, 실제 "완전한 혈관 폐쇄 + 커프 원위부의 낮은 압력" 시나리오를 고려했을 때 기전적인 설명은 없었다. 실험실 모델에서는 일반적으로 완전히 붕괴되지 않은 원형 관을 사용했다. 케임브리지 연구는 완전한 폐쇄를 재현하고, 낮은 "하류" 압력이 어떻게 톤 윈도우를 이동시켜 동맥 재개방을 지연시키는지 보여준다. 따라서 수축기 혈압은 체계적으로 과소평가되고 이완기 혈압은 과대평가된다.
• 클리닉에 이것이 필요한 이유는 무엇일까요? 새로운 장비 없이 교정하는 것입니다. "하류" 압력의 역할을 이해하면 프로토콜 수정(출혈 전 표준화된 손 위치/조작)과 자동 장비의 소프트웨어 조정 가능성에 대한 아이디어를 얻을 수 있습니다. 즉, 안압계 장비를 완전히 교체하지 않고도 정확도를 높일 수 있는 방법입니다.

그들은 정확히 무엇을 했나요?

과학자들은 "커프" 측정의 핵심 조건, 즉 "동맥"의 압박, 커프 아래 혈류의 중단, 그리고 그에 따른 느린 방출을 재현하는 물리적 장치를 구축했습니다. 둥근 고무 튜브를 사용하는 기존 모델과 달리, 이번에는 커프 아래의 실제 동맥처럼 펌핑 시 완전히 닫히는 평평하게 떨어지는 채널을 사용했습니다. 이를 통해 상완 동맥이 압박될 때 실제 팔에서 발생하는 "하류"(팔뚝)의 저압 효과를 시험할 수 있었습니다.

주요 발견은 "재개방 지연"

커프가 혈관을 압박하면 커프 아래 혈관의 압력이 급격히 떨어져 낮은 "고도" 상태를 유지합니다. 커프를 풀면 바로 이 압력 차이로 인해 동맥이 예상보다 오랫동안 닫혀 있게 됩니다. 코로트코프 음(상/하를 측정하는 기준)이 나타나는 "창"이 이동하고, 장치/관찰자의 반응이 늦어집니다. 결과적으로 수축기 혈압은 과소평가되고 이완기 혈압은 과대평가됩니다. "하류" 압력이 낮을수록 오차는 커집니다. 이전에는 이 메커니즘이 실험실 모델에서 재현되지 않았기 때문에 "부동 수축기" 현상은 미스터리로 남아 있었습니다.

왜 이것이 중요한가요?

• 고혈압은 조기 사망의 가장 큰 위험 요인입니다. 상지 혈압이 지속적으로 낮으면 환자는 진단이나 치료를 받지 못할 수 있습니다. 이전에도 심실 커프와 침습적(혈관 내) 수축기 사이에 불일치가 보고된 바 있으며, 이번 새로운 연구에서 그 이유를 설명합니다.
• 장비를 완전히 업그레이드하지 않고도 해결책을 찾을 수 있습니다. 저자들은 프로토콜 측면에서 정확도를 높일 수 있음을 보여줍니다. 예를 들어, 팔을 미리 들어 올려 예측 가능한 "하류" 압력을 생성한 후 예측 가능한 교정을 고려하는 것입니다. 앞으로는 장치가 연령/BMI/조직 특성을 고려하여 개별 교정을 위한 "하류" 압력을 대신할 수 있습니다.

이제 (클리닉과 집에서) 무엇이 바뀌나요?

• 의료 종사자를 위한 지침입니다. 적절한 측정 기준(팔 둘레에 따른 커프 선택, "심장 높이에 팔 위치", 등 지지, 다리 꼬지 않기, 측정 전 3~5분간 무음 설정, 최소 2회 반복 측정) 외에도, 팔 위치를 모니터링하고, 수축 전 균일한 "올리기-내리기-측정" 기법을 잠재적인 교정 방법으로 고려할 가치가 있습니다. 공식 지침에서는 아직 이를 요구하지 않지만, 이 연구는 프로토콜 및 임상 시험 업데이트 방향을 제시합니다.
• 집에서 측정하는 분들을 위해 말씀드리자면, 정확도를 "가장 저렴하게" 높이는 방법은 바로 올바른 방법입니다. 적절한 크기의 커프를 착용하고, 팔을 심장 높이에 두고 테이블 위에 올려놓으세요. 말을 하지 말고 5분 동안 조용히 앉아 1분 간격으로 2~3회 측정한 후 평균값을 내세요. 이러한 단계만으로도 기기를 "업그레이드"하는 것보다 오차를 훨씬 줄일 수 있습니다.

이것이 새로운 압력 기술 경쟁에 어떻게 들어맞는가?

"고전적" 교정 방법을 모색하는 동안, 광학(SCOS)부터 연속적이고 커프 없는 모니터링을 위한 초음파("공명 초음파-압력 측정법")에 이르기까지 다양한 대안적 접근법이 병행 개발되고 있습니다. 하지만 이러한 접근법들은 검증 및 정수압 보정 문제에 직면하게 될 것입니다. 고전적 방법의 새로운 물리학은 커프가 오랫동안 진료소와 가정에서 주요 방법으로 자리 잡을 것이며, 더욱 정확해질 수 있기 때문에 이미 중요합니다.

한계와 다음 단계

이 연구는 물리적 모델에서 기전적 설명을 제공하고 프로토콜 솔루션을 제시하지만, 이제 임상 시험이 필요합니다. 제안된 기술(예: 측정 전 표준화된 손 위치)이 다양한 연령, 체형, 동반 질환을 가진 실제 환자에서 과소평가를 어느 정도까지 보정할 수 있는지에 대한 연구가 필요합니다. 케임브리지 연구팀은 이미 이러한 연구를 위한 파트너를 찾고 있습니다.

출처: Bassil K., Agarwal A. 커프 기반 혈압 측정에서 수축기 압력 과소평가, PNAS Nexus 4(8): pgaf222, 2025년 8월 12일. https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgaf222