성균관대, ‘AI 바이오센서 플랫폼’ 개발…음성으로 폐 질환 진단

원상민 성균관대 교수(왼쪽부터), 전일용 교수, 박혜윤 삼성서울병원 호흡기내과 교수. /성균관대

성균관대학교는 첨단 바이오센서와 인공지능 데이터 프로세싱 기술을 결합해 음성으로 간편하게 폐 기능(만성 폐쇄성 폐질환)을 진단할 수 있는 혁신적인 시스템을 개발했다고 6일 밝혔다.

성균관대에 따르면 이번 연구는 원상민, 전일용 성균관대 전자전기공학부 교수, 박혜윤 삼성서울병원 호흡기내과 교수 공동연구팀이 참여했다.

기존 만성 폐쇄성 폐질환 진단은 폐활량 측정이 가능한 임상 환경에서만 이뤄졌으며, 진단 정확도가 의료진의 전문성에 크게 의존해 한계가 있었다. 이를 개선하기 위해 원 교수 공동연구팀은 인공지능 데이터 처리 기술을 활용해 음성으로 폐 기능을 정밀하게 분석하고 질환을 진단할 수 있는 플랫폼을 개발했다.

인공지능 기반 폐 질환 중증도 분석이 가능한 음성 인식 시스템 개발 연구. /성균관대

이번 연구는 목소리의 음파와 소리 떨림에 대한 센서 반응을 분석하는 인공지능 기반 알고리즘을 통해 폐 질환의 중증도를 평가하고 음성 패턴 분석의 가능성을 발견했다. 특히 저전력 기반의 통신 기술을 통해 장기 모니터링이 가능해 진단 결과를 스마트폰이나 태블릿으로 실시간 확인할 수 있어 사용자 편의성을 크게 높였다.

개발된 소자는 유연하고 신축성이 뛰어나 피부에 편리하게 부착할 수 있으며, 재사용이 가능한 설계로 지속 가능성도 확보했다. 또 삼성서울병원과의 임상 협업으로 폐 질환 중증도를 세분화해 평가할 수 있었다. 그 결과 진단의 정확도와 편의성을 향상시킴으로써 의료진의 부담을 줄이고 환자들에게 보다 나은 진료 환경을 제공할 것으로 기대된다.

원 교수는 “이번 AI 바이오센서 플랫폼은 환자의 건강 상태를 정밀하게 모니터링 할 수 있어 개인 맞춤형 치료가 가능하다”며 “전자공학과 의공학, 신소재 등 다양한 분야의 융합을 통한 의료 서비스 품질 향상에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.