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ADAY BP 연구 계획

설문 + 워치로 혈압을 추정한다 — 새 사람·전 국민으로, 누수 없이, 실측으로 평가.
개정 2 · 팀 공유용 · N=120 · 저자 이규성·차상현·성봉주·박대근·김효영

1. 개요와 PART 구조

연구는 데이터 → 추정 순서로 흐른다. 문서 흐름은 연구계획 → PART 1 · 2 · 3 → 논문 · mock-up.

연구계획 PART 1데이터·정제·스플릿·보간 PART 2 · 추정Nowcasting 논문 · mock-upGitHub 게시
PART내용
PART 1데이터 · 정제 · 스플릿 · 보간입수 → 정제(세션평균·이상점) → 분할(day1 보정 / day2~7 추정 60:20:20, 예측구간 미분리) → 분단위 보간 타깃 생성.
PART 2추정 (estimation · Nowcasting)군집 프로파일 + day1 보정 + 위상 + 워치로 분단위 BP를 추정 (새 사람 = cross-subject, 과거 BP추정변수 제외).

2. PART 1 — 데이터 · 정제 · 스플릿 · 보간

데이터 현황 + 정제 + 분할 구조. 120명·8,195측정·워치 24종. 이상점 2건 제거 + 1분 2회 세션평균 → 4,169 세션(개인내 SBP SD 7.97→7.26). day1 보정 / day2~7 추정(예측구간 미분리).
  1. 정제 — 생리불가 이상점만 제거(SBP=12·DBP=17; 저혈압 가능값 유지), 연속 측정(Δt≤3분)을 세션평균(시각=마지막).
  2. 분할day1 = 튜닝(초기 BP 보정용), day2~6 = 학습(사람 60:20:20 train:valid:test), days2-7 = 추정 대상(120명). 성과는 test 실측점에서만.
  3. 분단위 보간 타깃 — 측정 사이를 분단위로 채운 BP를 모형의 타깃으로 쓴다. 보간함수는 train 사람 day2~6에서만 적합(군집 일주기), val·test엔 적용만 하고 학습엔 미사용.
누수 차단 규칙 (핵심). 모형 입력에 실측 과거 BP는 day1 튜닝을 제외하고 쓰지 않는다. 설문·와치, 그리고 설문·와치로 추정한 BP는 입력 가능. 타깃 = 분단위 보간 BP, 성과 측정 = 실측 BP에서만(보간값으로 성과를 재지 않음).

3. PART 2 — 추정 (Nowcasting) · 시스템

새 사람이 와도 설문으로 군집을 판별하면 그 군집의 기본 파라미터 프로파일을 가져온다. 1분 실제 측정으로 초기 BP를 고정하고, 와치 정보로 분단위로 현재 BP를 업데이트한다.

새 개인 + 설문군집 판별 군집 프로파일기본 파라미터 1분 측정초기 BP 고정 와치 분단위실시간 업데이트 Nowcast 현재 BP분단위 추정 곡선 시나리오: 심한 운동 · 큰 충격 · 수면 부족 · 보행 부족 → 혈압이 어떻게 변하는지 알려줌
시스템 핵심. 새 개인 → 설문 군집 → 기본 프로파일 → 1분 측정 = 초기 BP → 와치 분단위 업데이트 → Nowcast(현재) 분단위 추정 곡선. 심한 운동·큰 충격·수면 부족·최근 보행 부족 같은 what-if 시나리오에서 혈압이 어떻게 변할지 보여준다.

4. 모형 — 전 계열 총동원

아는 모든 모형 계열을 single-task·multi-task로 비교한다.

계열모형task
전통 시계열AR · ARIMA · VAR · VARXsingle · multi(VAR/VARX)
회귀Ridge · ElasticNet · 선형single · multi
위상 스펙트럴Harmonic/Fourier · 위상커널 · 합성커널(역시간×위상)single · multi
PerceptronMLPsingle · multi
TreeRandomForest · ExtraTrees · LightGBM · XGBoost · CatBoost · MT-GBMsingle · multi(MT-GBM)
TransformerFT-Transformer · Sequence Transformer · Multi-task Transformersingle · multi
Multi-task의 이점. SBP·DBP를 하나의 구조로 공유해 동시 학습하면 두 출력이 상호 제약하여, 자연스럽게 오버핏이 방지된다(별도 두 모형보다 test에서 유리할 수 있음).

입력: 설문 · 와치 · day1 튜닝 BP · (설문·와치로) 추정한 BP. 실측 과거 BP는 미사용(day1 제외). 타깃: 분단위 보간 BP. 평가: 실측점.

5. 평가 원칙

1. 성과는 test의 실측 BP에서만 측정한다(보간값으로 metric을 재지 않음).
2. Interpolation은 도구 — 타깃 생성·feature 정렬엔 자유, 평가 set만 실측으로 둔다.
3. Metric = MAE + BHS, train/valid/test 분리.
4. 누수 차단 — 보간함수·모형은 train 사람에서만 적합(days2-7 추정).
측정 잡음 — 1분 2회 측정의 per-reading SD≈4.8 mmHg. 세션평균이 이를 줄이고, 분단위 보간은 이 정제된 곡선을 타깃으로 삼는다. 성과는 항상 실측점에서.

6. Mock-up (환자 대시보드)

마지막에 mock-up을 만든다. 환자 ID를 선택하면 그 환자의 모든 내용(프로파일·분단위 BP 곡선 Nowcast + what-if 시나리오 반응·성과)을 확인할 수 있는 대시보드. GitHub에 만들어 게시한다.

7. 로드맵

  1. PART 1 — 정제 ✓ · 분할 ✓ · 분단위 보간(1분 해상도 마무리 중).
  2. PART 2 추정 — 군집 프로파일 + day1 보정 + 와치 Nowcasting.
  3. Mock-up — 환자 대시보드 → GitHub 게시.
  4. 문서 — PART 1·2·3 그림책 + 논문 갱신·게시.

8. 한계와 산출물