1회용 밴드보다 작은 기기를 목에 부착하는 것만으로 목소리가 쉬는 등 성대에 대한 과도한 부담과 질병 위험을 미리 알려주는 웨어러블 기기가 나와 주목된다.

목을 지속적으로 사용하는 전문 가수나 교사, 콜센터 직원 등은 물론 성대 환자의 원격 모니터링까지 널리 활용할 수 있는 만큼 의료 비용 감소에 효과적이라는 것이 전문가들의 의견이다.

현지시각으로 21일 미국국립과학원보(PNAS)에는 성대 부담을 실시간으로 알려주는 세계 첫 웨어러블 기기의 효과에 대한 연구 결과가 게재됐다(10.1073/pnas.2219394120).

현재 미국에서만 음성 피로로 인해 입원하거나 치료받는 환자가 13명 중 1명에 달할 정도로 흔한 질병이지만 이에 대한 경각심은 크지 않은 상태다.

특히 대다수 사람들이 목소리가 쉬더라도 계속해서 일이나 취미를 이어가다가 성대결절 등의 심각한 부작용에 빠지고 있는 것이 현실. 이로 인한 의료 비용 증가도 만만치 않은 수준이다.

생의학자와 재료 과학자, 병리학자, 음성 전문가 등이 모여 구축한 다학제 연구진이 음성 피로를 미리 확인할 수 있는 기술 개발에 나선 이유도 여기에 있다. 미리 부하를 예측할 수 있다면 목소리를 지키는 것이 가능하다는 판단에서다.

이에 따라 연구진은 음성학자 테레사(Theresa Brancaccio) 박사와 노스웨스턴 의과대학 존(John A. Rogers) 교수가 개발한 뇌졸중 환자 언어 추적 웨어러블 기기를 고도화시키기로 결정했다.

이 기기가 일정 부분 언어와 성대를 감지하는 기능을 가지고 있는 만큼 일반인의 데이터를 더 학습시킨다면 충분히 활용이 가능할 것이라고 판단한 것이다.

따라서 연구진은 현재 의료기관에서 활용하는 성대 진동 선량 정량화 기기를 최소화하고 여기에 웨어러블 기술을 접목해 1회용 밴드 크기의 음성 선량 측정 기기를 개발했다.

노래와 말하기, 주변 소음을 진동을 통해 감지하고 구분하는 것이 핵심 기술로 기계 학습 결과 새로 개발된 웨어러블 기기는 95% 이상의 정확도로 노래와 말하기를 구분했다. 또한 합창단을 통해 검증한 결과 합창단원 전원의 성대 피로도를 개별화하는데 성공했다.

뉴욕대 의과대학 아론(Aaron M. Johnson)교수는 "음성 치료의 핵심이 바로 목소리를 사용하는 방법과 함께 양을 조절해 성대를 지키도록 돕는 것"이라며 "이 기기를 활용하면 음성 피로를 크게 줄이고 미리 장애에서 보호할 수 있다"고 설명했다.

특히 연구진은 이 기술이 햅틱 형태의 블루투스를 통해 경고 기능을 제공한다는 점에서 다양하게 활용될 수 있다고 설명한다.

순간적, 혹은 장기적인 부하를 곧바로 알려주며 이렇게 쌓인 개인화된 데이터를 통해 임계값을 지속적으로 설정한다는 점에서 가수나 교사, 강연자, 정치인은 물론 음성 장애가 있는 환자에 대한 원격 모니터링 등에도 활용이 가능하다는 설명이다.

아론 교수는 "음성 치료의 가장 어려운 부분이 바로 치료를 하더라도 관성에 의해 곧바로 재발하는 경우가 많다는 것"이라며 "이 기기를 활용하면 즉각적으로 부하 사실을 알 수 있고 임계값에 다다르고 있다는 경고를 받을 수 있다는 점에서 지속적 모니터링으로도 활용이 가능할 것"이라고 밝혔다.