테니스는 심혈관 건강에 얼마나 도움이 될까?
1. 서론
분석 배경
취미 생활로 테니스를 꾸준히 해왔고, 2022년부터 동호회 활동을 하며 규칙적인 주기를 갖게 되었다. 과연 일주일에 2~3회씩, 1회당 2시간 내외로 운동한 효과를 데이터로 증명할 수 있을까?
호주 St Vincent's Institute의 '운동과 심박수'에 관한 연구에 따르면, 낮은 휴식기 심박수는 체력의 지표일 뿐만 아니라 더 나은 건강 결과를 예측하는 지표라고 설명했다. 연구 결과를 요약하면, 건강한 사람은 하루 동안 심장이 뛰는 총 횟수가 그렇지 않은 사람보다 현저히 적다는 것이다.
Why exercise could actually save your heartbeats – not waste them - SVI
Professor André La Gerche reveals new research – reported in The Australian and The Age – that shows that fitter people use far fewer total heartbeats per day - potentially adding years to their lives.
www.svi.edu.au
위의 연구에서 낮은 휴식기 심박수는 더 건강한 심혈관 기능을 의미한다. 이러한 결과를 내가 수집한 데이터에서도 확인할 수 있을까? 이 글에서는 위의 연구를 참고하여, 테니스의 운동 효과를 휴식 중 평균 심박수로 분석하고자 한다. 애플워치로 수집한 건강 데이터를 활용하여 휴식 중 평균 심박수인 RHR의 연도별, 월별 추세를 분석하고, 설정한 가설을 검정한다. 테니스가 정말 심혈관 건강에 도움이 되었다면, 평균 심박수가 점차 낮아짐을 확인할 수 있을 것이다.
가설
$H_{0}$: 연도별 RHR 차이는 테니스와 무관하다.
$ H_{1}$: 테니스를 시작한 이후(2022~2025) 연도별 평균 RHR이 통계적으로 유의하게 감소한다.
2. 데이터 소개
- 데이터 출처: Apple Health 아이폰 건강 데이터
- 시간적 범위: 2022.08.24 ~ 2025.8.24
- 주요 변수: RHR(휴식 중 평균 심박수)
3. 아이폰 건강 데이터, RHR
본격적인 분석에 앞서 아이폰 건강 데이터를 먼저 소개한다. 아이폰 건강 데이터는 걸음수, 기초대사량, 활동 에너지 등 다양한 생체 데이터 유형을 수집하고 있다. 아이폰의 건강 앱에서 '모든 건강 데이터 내보내기'를 활용하여 나의 건강 데이터를 xml 형식으로 다운로드할 수 있다.
건강 데이터 중 심박수 관련 유형은 '현재 순간의 심박수', '휴식 중 평균 심박수', '하루 동안 걷는 활동 중 평균 심박수' 등이 수집되는데, 이 중 '휴식 중 평균 심박수'를 뜻하는 HKQuantityTypeIdentifierRestingHeartRate(이하 RHR)를 활용하여 분석을 진행했다. 해당 변수는 애플이 하루 중 비활동 상태로 판단되는 시간의 HR 데이터를 모아 계산하는 값으로 일일 RHR 값 1개가 생성된다.
4. 데이터 분석
30일 이동 평균 RHR 추세
2022년 9월 초 이동 평균이 약 67bmp에서 시작해 2025년 8월에는 60 bpm까지 낮아져 약 7~8bpm 감소했다. 그리고 이동 평균의 추세가 시간이 지날수록 평균선(회색선, 62.6 bpm) 아래에서 움직였다. 또한, 2024년 이후에는 변동 폭도 2bpm 내외로 좁혀졌다. 즉, 테니스를 시작한 이후 전반적인 RHR 흐름이 꾸준히 낮아지고 변동성도 줄어들어, 심박수가 더 안정된 것으로 해석할 수 있다.
연도별 평균 RHR 기울기
연도별 평균은 2022년 64.44 → 2023년 64.03 → 2024년 61.94 → 2025년 60.59bpm으로 선형 회귀 기울기가 -1.36 bpm이다. 연도별로 하락 추세가 일관되게 나타난 것을 확인할 수 있다.
연도별 RHR 분포 비교
연도별로 RHR의 분포를 비교한 결과, RHR 분포 전체가 아래로 이동하는 동시에 좁아진 것을 확인할 수 있다. 해가 지날수록 고심박수 구간이 크게 줄었고, 더 낮고 안정적인 수준에 정착했다. 연도별 평균이 단순히 내려간 것뿐만 아니라 전체의 분포의 중심이 아래로 이동하며 이상치(outlier)도 감소했고, 분산도 줄어드는 형태이다.
연도별 월간 평균 RHR
연도별 월간 평균을 히트맵으로 시각화한 결과, 시간이 흐를수록 균일하게 낮은 영역에 모여 있는 것을 확인했다. 2022년 하반기에는 전반적으로 중·고심박 구간에 머물러있지만, 2024년에는 거의 모든 월이 60~62 bpm 사이이며, 2025년 6월 평균은 58.5bpm까지 내려와 가장 낮은 월간 RHR을 기록했다.
통계적 검정
연도별 정규성 검정 p-value가 모두 0.05 미만으로 비정규 분포로 판단하여 Kruskal-Wallis 검정을 적용했다.
Kruskal-Wallis 검정 결과, p-value는 0.00으로 연도별 RHR 값의 차이는 통계적으로 유의미함을 확인했다. 또한, 효과크기가 0.13으로 '연도'라는 요인이 RHR의 변화를 설명하는 데 꽤 큰 영향을 주었음을 확인했다.
5. 결론 및 한계점
결론
지난 4년 동안 정기적으로 꾸준히 테니스를 치며 기록된 심박수 데이터를 분석한 결과, RHR은 2022~2025 동안 지속적으로 감소했으며 분포 또한 점점 안정적으로 변했다. 분석 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 30일 RHR 이동 평균 그래프: 2022년에서 2025년까지 RHR의 장기적 하향 곡선을 확인했다.
- 연도별 RHR 분포: 중앙값과 IQR 전체가 아래로 이동하고, 이상치가 줄어 분포 자체가 안정화됐음을 보여준다.
- 월별 RHR 분포 : 같은 계절끼리 비교해도 수치가 매년 낮아져 계절성보다 테니스의 누적 효과가 더 크다는 점을 강조한다.
- 통계적 검정: 비모수 검정 결과, 2022-2025 연도별 RHR이 통계적으로 유의하게 감소했다.
따라서, 위에서 설정한 귀무가설을 기각하며 데이터 분석 결과는 "테니스를 시작한 이후 연도별 평균 RHR이 통계적으로 유의하게 감소한다"는 대립가설을 지지한다. 즉, 테니스 운동이 장기적으로 심폐 능력 향상과 건강 개선에 긍정적으로 작용했을 가능성이 높다는 점을 확인했다.
한계점
이번 분석에는 몇 가지 한계점이 존재한다.
애플워치 미착용 시간
분석에 활용한 데이터는 애플워치에서 수집한 데이터로, 애플워치를 미착용하고 있는 '진짜 휴식기'에서의 심박수는 수집되지 않았다. 따라서, 완전히 안정된 상태의 심박수는 분석에서 제외됐다.
테니스 이외 요인
RHR은 '체중 변화', '수면', '스트레스' 등 다양한 요인의 영향을 크게 받는다. 따라서, RHR 감소가 '테니스 덕분'이라고 단정할 수 없다. 테니스가 기여했을 가능성이 높다고 해석해야 한다.
개인 단일 표본
본 분석은 특정 개인 1인에 대한 것이므로 모집단이 아니며 일반화할 수 없다. 운동 습관·유전·생활 패턴이 개인에게 특화된 점을 고려해야 한다.
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