상관계수(R) , MAE, 그리고 Error Rate로 보는 데이터 비교
심혈관 연구에서 정확한 심박수(HR) 데이터의 정확도가 매우 중요합니다. 이번 글에서는 휴식 했을 때 (움직임이 없을 때) VitalTrack과 타 브랜드 기기 심박수 데이터를 비교해 보겠습니다. 비교 지표로는 상관계수(R), MAE(평균 절대 오차), Error Rate(오차율)를 사용하였습니다.
측정 방식의 차이점: ECG vs PPG
타 브랜드 기기 (ECG): ECG(Electrocardiography)는 전기 신호를 통해 심장의 활동을 모니터링합니다. 전극을 피부에 부착하여 심장의 전기적 변화를 감지하며, 이는 심박수 측정에 있어 매우 정확한 방법으로 알려져 있습니다.
VitalTrack (PPG): PPG(Photoplethysmography)는 광학 센서를 이용하여 혈류 변화를 감지합니다. 일반적으로 손목이나 손가락에 착용하며, 혈액이 맥박에 따라 이동할 때 발생하는 광학적 변화를 통해 심박수를 측정합니다. PPG는 비침습적이고 편리한 측정 방식으로 일상 생활에서 쉽게 사용할 수 있습니다.
데이터 수집 방법
실험 절차는 다음과 같습니다:
대상자는 3분간 움직임 없이 안정된 상태로 휴식을 취했습니다.
두 디바이스를 동시에 착용하여 심박수를 측정했습니다. 타 브랜드 기기는슴에 착용하여 심장의 전기적 변화를 감지했고, VitalTrack은 손목에 착용하여 혈류 변화를 측정했습니다.
측정된 데이터는 1초 간격으로 기록되었습니다.
기록된 데이터를 기반으로 R-squared, MAE(평균 절대 오차), Error Rate(오차율)를 계산하여 두 디바이스의 성능을 비교했습니다.
실험 결과
3분간 HR 데이터 비교: 두 장비의 심박수 데이터는 시간에 따라 유사한 패턴을 보였습니다.
상관계수 (R) 데이터 비교: 높은 R 값은 VitalTrack과 타 브랜드 기기간의 데이터 일치도가 높음을 의미합니다.
상관 계수 (R)
R 값은 회귀 분석에서 모델이 데이터를 얼마나 잘 설명하는지를 나타내는 지표로, -1에서 1 사이의 값을 가집니다. R 값이 1에 가까울수록 모델이 변수 간의 관계를 잘 설명한다는 의미입니다. 두 디바이스의 심박수(HR) 데이터를 비교한 결과, 상관계수 R 값이 0.9452로 나타났습니다. 이는 두 디바이스 간의 데이터가 매우 높은 상관성을 보인다는 것을 의미하며, R 값이 높다는 것은 VitalTrack이 다른 브랜드의 기기와 유사한 패턴으로 심박수를 측정하고 있음을 시사합니다.
MAE (Mean Absolute Error)
MAE는 예측값과 실제값 간의 평균 절대 오차를 나타냅니다. 값이 낮을수록 모델의 정확성이 높음을 의미하죠. 두 디바이스의 HR 데이터 비교 결과, MAE 값은 0.636428로 나왔습니다. 이 값은 매우 작은 오차 범위 내에서 HR 데이터를 측정하고 있다는 것을 보여줍니다. MAE는 단순한 오차 평균이기 때문에 해석이 직관적이며, 모델의 일반적인 예측 성능을 평가하는 데 유용합니다.
Error Rate (%)
Error Rate는 예측값과 실제값 간의 상대적 오차를 백분율로 나타낸 것입니다. 값이 낮을수록 모델의 정확성이 높음을 의미합니다. 두 디바이스의 HR 데이터 비교 결과, Error Rate는 0.652397%로 나타났습니다. 1% 이하의 오차율은 VitalTrack이 매우 정확한 심박수 데이터를 제공하고 있음을 의미합니다. Error Rate는 모델의 성능을 한눈에 평가할 수 있는 간편한 지표로, 특히 비교 대상을 여러 개 사용할 때 유용합니다.
종합 평가
지표 | 값 | 해석 |
R (상관계수) | 0.9452 | 두 디바이스 간의 데이터 일치도가 높음 |
MAE (평균 절대 오차) | 0.636428 | 실제 심박수와 거의 일치하는 데이터 제공 |
Error Rate (%) | 0.652397 | 정확한 심박수 데이터 제공 |
결론
상관 계수 (R), MAE, 그리고 Error Rate 분석 결과를 종합해 보면, VitalTrack의 PPG 디바이스는 타 브랜드 기기와 매우 유사한 HR 데이터를 제공함을 알 수 있습니다. 높은 R-squared 값과 낮은 MAE 및 Error Rate는 VitalTrack이 심박수 측정에 있어 정확하고 신뢰할 수 있음을 보여줍니다. 이러한 결과는 VitalTrack이 심혈관 연구에 유용한 데이터를 제공할 수 있다는 것을 의미합니다. PPG(Photoplethysmography) 기술은 혈류 변화에 따른 광 신호 변화를 감지하여 심박수를 측정합니다. 이는 ECG와는 다른 방식이지만, 그 정확성과 신뢰성은 연구와 실생활에서 충분히 입증되었습니다. 편안한 착용감과 비침습적 특성, 연속 모니터링 기능을 갖춘 VitalTrack은 심박수 측정의 좋은 선택이 될 수 있습니다. 다음 글에서는 움직임이 있을 때 (걷거나 혹은 뛸 때) 데이터를 비교해보도록 하겠습니다.
자세한 정보는 언제든지 문의하시거나 저희 웹사이트를 방문해 주세요.
Comments