웨어러블 부문은 현재 기업들이 센서 혁신이 부족해 정체된 상태입니다. 미세유체공학과 신축성 전자공학은 최근 최첨단 웨어러블 연구의 온상으로 떠올랐지만 이러한 유망한 논문은 아직 상업적인 성공을 거두지 못했습니다.
반면 Klick Labs는 음성 녹음을 바이오마커의 차세대 금광으로 보고 있습니다. 스마트폰의 음성 녹음을 제2형 당뇨병 모니터링 도구로 사용하거나 음성 클립을 사용하여 혈당 수준을 평가한다고 상상해 보세요. 다소 사실적으로 들리지만 팀이 노력해 온 결과는 고무적입니다.
Klick Labs의 새로운 앱은 음성 녹음을 사용하여 만성 고혈압의 징후를 감지하고 분석을 위한 AI의 도움을 받습니다. Klick Labs의 연구원인 Jaycee Kaufman은 “음성 기술은 의료 서비스를 기하급수적으로 변화시켜 특히 서비스가 부족한 대규모 인구가 더욱 접근하기 쉽고 저렴하게 만들 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.”라고 말합니다.
고혈압이 왜 그렇게 큰 문제인가?
고혈압이라고도 알려진 고혈압은 전 세계적으로 최소 12억 8천만 명의 성인에게 영향을 미치고 있으며, 그 중 거의 절반이 이를 인식하지 못하고 있습니다. 세계보건기구 (WHO)에 따르면 이는 전 세계 조기 사망의 주요 원인입니다.
미국심장협회(American Heart Association) 에 따르면 이 상태를 제때 치료하지 않으면 심장마비, 신부전, 뇌졸중, 시력 상실 및 다양한 심장 질환으로 이어질 수 있습니다. 불행하게도 접근 가능한 고혈압 분석이나 시기적절한 발견이 항상 가능한 것은 아닙니다.
삼성은 스마트워치에 이 기술을 적용했지만 가격이 상당히 비쌉니다. 의료 인프라가 열악한 외딴 지역이나 지역사회에 거주하는 사람들의 경우 문제가 더욱 악화됩니다. 스마트폰처럼 어디에나 있는 것을 수용하는 솔루션은 여러 가지 중요한 과제를 한 번에 해결하므로 생명의 은인이 될 수 있습니다.
음성 녹음이 도움이 되는 방법
연구를 위해 팀은 245명의 인간 대상의 음성 샘플을 분석하여 2주 동안 매일 6번 수집된 음성 녹음을 평가했습니다. 팀은 성별 기반 예측 모델을 개발했으며 처음으로 새로운 음향 분석 방법을 문서화했습니다.
IEEE Access 저널 에 게재된 Klick Labs의 최신 연구에서는 여성의 고혈압을 84%, 남성의 경우 77%의 정확도로 감지할 수 있었습니다. Klick Labs의 수석 부사장인 Yan Fossat는 Digital Trends에 팀이 현재 비만성 고혈압을 감지하기 위한 음성 지원 분석을 확장할 방법을 모색하고 있다고 말했습니다.
특히 이 시스템은 분석 전에 보정이 필요하지 않아 또 다른 중요한 장애물이 제거되었으며 데이터는 감독되지 않은 설정에서도 수집되었습니다.
이 앱은 혈압 상승과의 상관 관계를 확립하기 위해 음성 에너지 분포, 음조 변화, 소리 변화의 선명도와 같은 세부 정보를 찾습니다. 이 앱은 아직 더 많은 미세 조정을 거치고 있기 때문에 공개적으로 사용할 수는 없지만 미래는 밝아 보입니다.
연구의 주요 조사관이기도 한 Fossat는 팀이 상용화를 진행하면서 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API) 키를 배포하기를 희망하고 있다고 말했습니다. 이는 플랫폼에 구애받지 않을 것이며, 이는 가까운 시일 내에 iPhone과 Android에 출시될 것으로 예상할 수 있음을 의미합니다.
하지만 규제 장애물과 지루한 인증 주기는 어떻습니까? Fossat는 Digital Trends에 “우리는 SaMD(Software as a Medical Device) 클래스 I로 규제 허가를 위해 앱을 제출할 예정입니다. 미국 식품의약국(FDA) 에 따르면 SaMD Class I 솔루션은 위험이 가장 낮으며 하드웨어 의료 기기와 통합되지 않습니다.
그렇다면 일반 사람들은 Klick Labs의 음성 지원 만성 혈압 감지 시스템과 같은 혁신과 그 전망에 대해 어떻게 생각해야 할까요? Fossat는 Digital Trends에 "의료용 도구는 혈압 이상을 감지하는 최고의 표준입니다."라고 말했습니다. Klick Labs의 앱은 고혈압 치료의 시작과 끝이 아니지만 올바른 길로 안내해 줄 수 있습니다.
도전과 앞으로의 길
"우리 앱은 사람들을 검사하고 혈압계와 같은 의료용 도구를 사용하여 진단을 위해 언제 의사에게 가야 하는지 알려 주기 위한 것입니다."라고 그는 덧붙였습니다. 이 시스템은 Apple이 Apple Watch에서 자체 센서 기반 건강 및 웰니스 스택, 특히 심방세동(AFib) 감지와 같은 기능을 마케팅하는 방식과 다르지 않습니다.
그러나 팀이 소프트웨어 툴킷의 대규모 배포를 진행하기 전에 해결해야 할 몇 가지 과제가 있습니다. 예를 들어, 사례는 대부분 특정 민족으로 제한되었으며, 그 중 테스트 풀에는 고혈압 사례가 충분하지 않았습니다.
또한 팀은 기본 AI 모델을 훈련하기 위해 훨씬 더 많은 데이터가 필요한 적절한 분석에 필요한 녹음 수를 줄이는 방법을 모색하고 있습니다. 음성 녹음의 경우 필요한 음향 데이터를 얻으려면 일부 교육이 필요하며 이는 대량 배포에 앞서 또 다른 과제를 제기합니다.
Fossat는 “우리의 다음 단계는 다양한 인종적 배경과 광범위한 고혈압 증상을 포함하여 더 크고 다양한 그룹을 대상으로 연구를 재현하는 것입니다.”라고 말합니다. Klick Labs는 위에서 설명한 일부 단점을 극복하기 위해 심층 신경망과 같은 솔루션을 제시합니다.
그러나 만성 고혈압 분석을 위한 비침습적 스마트폰 기반 접근 방식의 전체 전제는 엄청난 도약입니다. 이는 방정식에서 값비싼 웨어러블을 제거하고 보건 당국이나 상업적 활용의 올바른 지원이 전 세계 위험에 처한 수백만 명의 사람들에게 놀라운 일이 될 수 있는 접근 방식을 취합니다.