목소리만 듣고도…인공지능(AI)이 치매·우울증·천식 진단한다

개인의 건강과 질병 관리하는 디지털 헬스케어 산업, 미국에서 급속한 성장

미국 미시간주 디트로이트에 사는 한 12살 소녀는 평소 손목에 스마트워치를 착용했다. 지난해 어느 날 갑자기 시계에 경고음이 울렸다. 심박수가 비정상적으로 높았기 때문이다. 소녀의 어머니는 딸을 데리고 병원을 찾았고, 맹장염이라는 진단에 수술을 받기로 했다. 그런데 수술실에 들어간 의사들이 발견한 것은 맹장에서 자라고 있던 악성 종양이었다. 청소년은 잘 걸리지 않는 희소암인 충수암이었다. 즉각 암 제거 수술을 받고 건강을 되찾은 소녀의 어머니는 “스마트워치의 경고가 없었다면 딸을 병원에 데려가는 데 시간이 오래 걸렸을 것이고, 그랬다면 내 딸의 목숨이 위태로웠을 것”이라고 말했다.

의료와 정보통신기술(ICT)을 융합해 개인의 건강과 질병을 관리하는 디지털 헬스케어 산업이 눈부시게 발전하고 있다. 목소리만 듣고도 치매 증상이 있는지 AI(인공지능)가 미리 파악하는가 하면, 몸에 손을 대지 않고 빛을 쏘아 암 여부를 판단하는 기술도 개발되고 있다. 약물이나 수술 대신 모바일 앱이나 웨어러블, 가상현실(VR) 등 디지털 기기를 통해 질병을 치료하는 디지털 치료제(DTX) 연구도 활발하다. 

기술 개발이 가장 활발하게 이뤄지는 분야는 병이 있거나 발생 가능성이 있는지 조기에 파악해내는 진단 분야다. 

그중에서도 최근에는 음성을 활용한 진단 기술이 각광받고 있다. 스마트폰이나 AI 스피커, 무선 이어폰 등 음성 기술을 활용할 수 있는 장비가 널리 보급되고, 코로나19로 인해 비대면 진료가 늘어난 데 힘입었다. 환자의 음성이나 호흡, 기침 패턴을 AI가 듣고 우울증이나 치매, 파킨슨병 등에 걸렸는지를 판단해낸다.

미국의 ‘손드 헬스’(Son는 음성의 강약, 높낮이, 성대 움직임 등을 분석해 몸 상태를 파악하고, 이를 분석해 병이 있는지를 판별해내는 AI 프로그램을 개발했다. 이를 위해 유럽과 미주 등 4개 대륙에 사는 8만5000여 명으로부터 120만개 음성 샘플을 모았다. 현재 이 기술은 우울증과 호흡기 분야 병 진단에 활용되고 있다. 예를 들어 6초짜리 사람의 목소리만 입력하면 천식에 걸렸는지를 판단해낸다. 30초짜리 음성을 AI에 입력하면 우울증 여부도 알아낼 수 있다는 게 이 업체의 설명이다. 

나아가 치매, 알코올중독 여부도 사람의 목소리로 파악해내는 기술도 개발 중이다. 

일본에서는 혈액 몇 방울로 암 발생 위험을 예측하는 기술이 개발되고 있다. 사람의 얼굴을 비추면 피부 상태 

진단을 넘어 질병 치료를 위한 ‘디지털 치료제’도 활발히 개발되고 있다. 몸에 칼을 대는 수술이나 전통적인 약물 대신 ‘스마트 알약’이나 웨어러블 기기, 가상현실(VR) 등의 기술을 통해 병을 치료하는 방식이다.

이와 함께 ‘전자약’(electroceuticals)은 비교적 오래전부터 개발돼 우울증이나 치매, 암, 당뇨병, 안구건조증 등을 치료하는 데 이용되고 있다. 전자약이란 약물이나 주사 같은 화학·생물 약제가 아니라 전기·초음파·자기 등 전기신호로 병을 치료하는 제품을 뜻한다.

진단이나 치료 외에 개인의 맞춤형 건강 관리 분야도 떠오르고 있다. 이 분야는 스마트워치 등 웨어러블 장치와 맞물려 있다. 스마트워치를 통해 개인의 심박수나 심전도, 혈압 등을 파악하면 디지털 기기가 개인의 생활 방식이나 몸 상태 등을 파악해 영양·운동·수면·휴식 시간 등을 정해주는 식으로 작동한다. 

의료 비용을 크게 낮출 수 있는 데다 의료 소외 계층의 접근성을 획기적으로 높일 수 있다는 장점 때문에 디지털 헬스케어는 미국·유럽 등을 중심으로 정부의 정책적 지원을 등에 업고 급성장하고 있다.

시장조사기관 GIA에 따르면, 전 세계 디지털 헬스케어 시장의 41%를 차지하고 있는 미국은 연평균 19.3%씩 성장해 시장 규모가 2027년에는 지금보다 3-4배가 커진 2156억달러에 달할 전망이다.

 

미국은 디지털 헬스케어 선두 주자라는 위치에 걸맞게 빅데이터 구축과 규제 개혁을 중심으로 다양한 의료 혁신 정책들을 추진하고 있다.