▲ 웨어러블 패치(사진=오네라 헬스)

머신러닝 기술을 이용해 수면 무호흡증을 감지할 수 있는 웨어러블 패치가 개발됐다.

‘IEEE 스펙트럼’에 따르면 벨기에 반도체 연구기관인 '아이멕(IMEC)'과 겐트대학교 연구진은 사람의 가슴 부위에 부착해 수면 중 호흡 상태를 추적할 수 있는 웨어러블 패치를 개발하고 연구 성과를 국제 의학저널인 ‘IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics’에 발표했다.

그동안 의료계는 수면 무호흡증을 진단하기위해 뇌 활동, 눈 동작, 혈액 산소 수준 등을 측정할 수 있는 센서와 특수 장치를 이용해 사람이 잠들어 있는 밤 시간대에 측정하는 방법을 활용해왔다. 지금까지 배나 가슴에 밴드를 부착하는 기술, 필름 센서를 부착하는 기술, 마이크로 전자 시스템, 웨어러블 압전 밴드 등 다양한 기술 및 장치들이 개발됐다. 이번에 개발된 기술은 머신러닝 알고리즘과 '바이오 임피던스(bioimpedance:전기적인 신호를 몸속으로 보낸 후 전압을 측정하는 기법)'를 결합했다.

아이멕과 겐트대 연구진은 바이오 임피던스 측정 방법과 함께 수면 무호흡증을 겪고 있는 사람들의 호흡 패턴을 분석했다. 연구진이 개발한 웨어러블 장치(패치) ‘로빈(Robin)’은 몸안으로 작은 양의 전류를 흘려 보낸 후에 몸안의 서로 다른 장소에서 전압을 측정하는 방식이다. 이를 통해 패치 부착자의 호흡 상태를 정확하게 모니터링할 수 있다는 설명이다.

▲ 로빈에 탑재된 칩셋(사진:IMEC)

이번 연구에 참여한 ‘톰 반 스틴키스트(Tom Van Steenkist)’는 “환자가 호흡할 때 공기가 폐안으로 들어가면 가슴이 팽창하고, 가슴에서 임피더스의 변화가 일어난다”고 말했다. 연구팀은 바이오 임피던스를 측정하기 위해 딥러닝 알고리즘을 적용했다. 25명의 자원자를 대상으로 수면 무호흡증을 진단한 결과 73%의 정확도를 보인 것으로 나타났다.

연구팀은 이번 연구 성과를 상업화하기 위해 '오네라 헬스(Onera Health)'라는 스타트업을 창업했다. 업계 전문가들은 이번 연구 결과에 대해 긍정적으로 평가하면서도 혈액내 산소 수준 등 다른 신체적인 신호도 모니터링할 필요가 있다고 언급했다.