웨어러블 앱과 인공지능(AI)을 활용해 심장 기능장애 감지가 가능하다는 연구 결과가 나왔다.
미 의료전문지 DAIC은 19일 미국의 메이요 병원이 연구를 통해 개발한 새로운 앱이 비임상 환경에서 기록된 애플워치 심전도(ECG) 신호를 병원으로 원활하고 안전하게 전송하고 인공지능(AI) 분석을 통해 생명을 위협하면서도 증상이 없는 좌심실기능장애를 식별할 수 있도록 했다고 보도했다. 연구에서는 의사의 검토를 용이하게 하기 위해 전자 건강 기록과 통합된 대화형 대시보드에 추적 내용이 표시되도록 했다. 이 연구 결과는 18일 ‘심장 리듬 2022’에 최신 임상 과학 결과로 발표됐다.
미국의 2015년 심장질환 및 발작 통계에 따르면 심부전은 점진적 질환으로 600만 명 이상의 미국인에게 영향을 주고 있는 가운데 연간 100만 명 이상의 입원 환자가 발생하고 있다. 구조적 심질환이 있으나 증상이 없는 B기 심부전에서, 좌심실 기능장애는 증상이 없는 경우가 많고 치료하지 않고 방치할 경우 부작용으로 이어질 수 있다. 기존의 심전도는 전문적인 인력의 해석이 있어도 심실 기능장애를 식별하고 진단할 수 없다. 그러나 이번 연구에선 임상 환경에서 ECG 분석에 AI를 도입해 ECG를 통해 좌심실 기능장애를 식별할 수 있었고, 신경망을 활용해 원격으로 테스트하고 환자의 장비를 사용해 애플워치 ECG를 판독할 수 있도록 했다.
메이요 병원 iOS 앱과 애플워치를 사용하는 메이요 병원 환자들이 이 연구에 참여했다. 애플워치를 갖고 있다고 답한 3,884명의 메이요 병원 환자 중 46개 주와 11개 국가 출신 2,454명의 환자가 앱을 다운로드했다. 참가자의 평균 연령은 38세부터 68세였고 56%가 여성이었다. 메이요 병원에서 개발한 이 앱이 이전에 기록한 모든 심전도는 전송돼 임상의사의 검토를 거쳤다. 임상적 지시로 기록된 ECG의 1개월 이내에 웨어러블 장치에서 얻은 ECG는 AI가 분석해 '박출계수(심장이 혈액을 수축해 뿜어내는 정도를 나타낸 수치)'가 40% 이하인지 파악했다.
메이요 병원 자치 이차크 박사는 “인공지능이 이미 일반적인 ECG를 통해 잠재된 심혈관 질환을 식별하는 데 사용할 수 있는 도구로 쓰일 수 있다는 혁신적인 방법을 확인했다. 팀은 일반적으로 쓰이는 웨어러블 장치가 병원 밖에서도 추적을 할 수 있는 엄청난 잠재력을 가진 것을 발견했다”며 “정확한 판독을 제공할 뿐 아니라 환자가 집에서 편안하게 마칠 수 있고 탐색이 쉬우며 사용자 친화적인 프로세스를 통해 환자 참여를 높일 수 있는 플랫폼을 만들기 위해 작업에 참여했다”고 밝혔다. 연구에서 환자들은 2021년 8월에서 2022년 8월 사이에 12만5,610건의 심전도를 공유했으며 92%의 환자가 이 앱을 두 번 이상 사용한 것으로 나타났다.
메이요 병원의 폴 리드만 박사는 “이러한 결과는 웨어러블 기기 ECG에 AI를 적용해 좌심실 기능장애를 효과적으로 모니터링할 수 있음을 보여준다. 고혈압, 당뇨병, 고령화 및 화학요법을 받는 사람 등 모르고 이러한 질환을 앓고 있는 환자의 경우 이 도구를 통해 조기 발견이 가능해졌고 의사가 치료 옵션을 최적화할 수 있게 된다”며 “이 기술은 특히 외진 지역이나 전 세계 다양한 지역에서 환자에게 보다 나은 서비스를 제공할 수 있고, 잠재적으로 의료 격차를 해소하고 의사들이 보다 최적화된 환자 치료를 제공할 수 있다”고 설명했다.
연구진은 현재 이 임상시험에서 사용되는 알고리즘에 대한 FDA(미식품의약국)에 승인을 신청하고 개발한 추가 AI 알고리즘을 테스트하는 연구를 할 예정이다. 또 인터페이스를 확장해 추가 데이터를 수집하고 심방세동과 같은 환자의 다른 일반적인 심장 질환을 추가로 선별할 수 있도록 할 계획이다.
AI타임스 이한선 객원 기자 griffin12@gmail.com
