딥러닝 기술 활용, 목소리로 '급성 심부전 환자 상태 탐지 가능성' 제시
[보건타임즈] 고려대 구로병원 심혈관센터 김응주(사진 좌)-이지은 교수(우) 연구팀이 지난 11월 11일부터 13일까지 미국 필라델피아에서 개최된 ‘2023년 미국심장학회 학술대회(AHA Scientific Sessions 2023)’에서 ‘폴 더들리 화이트 국제 학자상(Paul Dudley White International Scholar Award)’을 수상했다.
미국심장학회는 전 세계 심장학 분야를 선도하는 최고 권위 학회다.
'폴 더들리 화이트 국제 학자상'은 미국 하버드 의과대학 석좌교수이면서 미국심장학회 창립자 심장학의 대가인 'Dr. Paul Dudley White'를 기념하기 위해 제정했다.
이 상은 미국심장학회 주관 학회에서 발표된 최우수 연제에 수여된다.
연구팀은 '심부전 환자의 폐울혈 상태 반영 음성 특징 탐색 : 인공지능 음성 분석 파일럿 연구(Voice as a Biomarker to Detect Acute Decompensated Heart Failure: Pilot Study for the Analysis of Voice Using Deep Learning Models)'라는 주제의 구연발표로 수상의 영예를 안았다.
급성 심부전은 심장의 펌프 기능이 저하돼 전신에 혈액이 정체돼 부종을 일으키는 상태로 적시 치료가 중요하다.
폐부종에 의한 호흡곤란으로 입원 치료가 필요할 정도로 상태가 악화했을 땐 사망률이 높아지는 것으로 알려져 초기에 이를 인지하는 것이 매우 중요하다.
하지만 현재 급성 심부전을 모니터할 방법들은 침습적이며 반복 측정하기엔 제약이 많아 비침습적이이면서 안전하며, 비용이 낮은 데다 반복적으로 정확하게 울혈 상태를 객관적으로 평가할 방법이 절실한 상황이다.
이에 연구팀은 급성 심부전으로 입원한 환자의 목소리를 분석해 폐부종 악화 혹은 호전 상태를 반영하는 음성적 특징을 탐색 발굴, 딥 러닝 모델(Deep learning models)을 학습시켜 급성 심부전을 초기에 탐지할 바이오마커로서 목소리의 잠재적 가능성을 살펴봤다.
이 결과 목소리로 분류한 환자의 상태와 실제 환자 상태 비교 결과가 85% 이상의 정확도를 보였다.
이지은 교수는 "이 연구를 통해 급성 심부전을 미리 탐지할 수 있는 비침습적이면서 유용한 바이오마커로서 목소리의 활용 가능성과 유용성을 제시했다"며 "향후 추가 연구를 통해 심부전 환자들이 심각한 급성 심부전에 빠지기 전에 미리 탐지해 심부전 환자의 삶의 질 향상과 사망률 감소, 입원율 감소에 기여할 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.
이 연구는 고려대학교 의대-공대 융합연구 과제로 선정돼 고려대 구로병원 심혈관센터 김응주-이지은 교수 연구팀과 고려대학교 공과대학 전기전자공학부 고한석 교수 연구팀(고한석 교수, 김관태, 함인성 연구원)의 공동 연구로 진행됐다.
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