고려대구로병원, 목소리로 급성심부전 환자 상태 탐지 가능성 제시

딥러닝 기술 활용 연구성과…김응주·이지은 교수, 美심장학회 최우수 연제상

▲(왼쪽부터)김응주·이지은 고려대학교 구로병원 심혈관센터 교수가 ‘2023년 미국심장학회 학술대회(AHA Scientific Sessions 2023)’에서 ‘폴 더들리 화이트 국제 학자상’을 수상했다. (사진제공=고려대 구로병원)

고려대학교 구로병원 심혈관센터는 김응주·이지은 교수 연구팀이 ‘2023년 미국심장학회 학술대회(AHA Scientific Sessions 2023)’에서 ‘폴 더들리 화이트 국제 학자상’을 수상했다고 8일 밝혔다.

미국심장학회는 심장학 분야 최고 권위 학회로, 11월 11일부터 13일까지 미국 필라델피아에서 개최됐다. ‘폴 더들리 화이트 국제 학자상’은 미국심장학회 주관 학회에서 발표된 최우수 연제에 수여된다.

연구팀은 ‘심부전 환자의 폐울혈 상태 반영 음성 특징 탐색:인공지능 음성 분석 파일럿 연구’를 주제로 구연 발표해 수상했다.

급성 심부전은 심장의 펌프 기능 저하로 전신에 혈액이 정체돼 부종이 나타나는 상태다. 폐부종에 의한 호흡곤란으로 입원 치료가 필요할 정도로 상태가 악화한 경우 사망률이 높아져 빠른 진단과 치료가 중요하다.

현재 급성 심부전을 모니터하기 위한 방법들은 침습적이고 반복 측정에 제약이 있다. 비침습적이고 반복적으로 울혈 상태를 평가하는 방법이 절실한 상황이다.

연구팀은 급성 심부전으로 입원한 환자의 목소리를 분석해 폐부종 악화 혹은 호전 상태를 반영하는 음성적 특징을 탐색 발굴했다. 이후 딥 러닝 모델을 학습시켜 급성 심부전을 초기에 탐지할 수 있는 바이오마커로서 목소리의 잠재적 가능성을 살폈다.

목소리로 분류한 환자의 상태와 실제 환자 상태 비교 결과가 85% 이상의 정확도를 보였다.

이 교수는 “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 말했다.

본 연구는 고려대 의대-공대 융합연구 과제로 선정돼 고한석 전기전자공학부 교수 연구팀과 공동 연구로 진행됐다.