환자 본인이 언제 어디서든 손바닥만한 장치를 가슴에 대는 것만으로 심장 질환 여부를 즉시 파악할 수 있는 웨어러블 기기가 나와 주목된다.

특히 이 기기는 6개의 센서를 이용해 심장 근처에만 가도 정확히 심음을 수집할 수 있으며 옷 위에서도 작동한다는 점에서 활용도가 매우 높다는 것이 전문가들의 의견이다.

현지시각으로 9일 바이오메디컬&헬스인포매틱스(IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics)에는 웨어러블 인공지능 청진기 모델에 대한 연구 결과가 공개됐다(10.1109/JBHI.2025.3551882).

심장 판막 질환은 급격한 고령화 등으로 인해 유병률이 크게 증가하고 있는 질환으로 이른바 '차세대 심장병'으로 불리고 있다.

특히 예후가 급격하게 안좋아지며 사망률이 매우 높다는 점에서 암 보다 더 큰 위협으로 받아들여지고 있는 상황.

문제는 이러한 위험성에도 제대로 진단이 되지 않고 있다는 점이다. 다양한 보고에 따르면 실제 심장 판막 질환 환자 중 절반 이상이 진단되지 않았다는 연구가 이어지고 있다.

증상이 나타난 후에도 문제는 여전하다. 실제로 판막 질환이 나타나 의료기관을 찾은 환자 중에서도 제대로된 진단을 받는 비율이 38%에 불과하기 때문이다.

또한 만약 심장 판막 증상이 의심된다 해도 대학병원 등에서 심장 초음파 검사를 받는데까지는 상당한 시간이 걸리는 것도 현실이다.

케임브리지대 아누락 아가왈(Anurag Agarwal) 교수가 이끄는 연구진이 웨어러블 인공지능 청진기 모델 개발에 나선 배경도 여기에 있다.

아누락 아가왈 교수는 "심장 판막 질환은 증상이 없는 경우가 많아 실제 환자 중 절반 이상이 심각한 합병증이 나타난 뒤에야 병원을 찾고 있다"며 "특히 증상이 나타난 뒤 의료기관을 찾아도 제대로 진단받는 경우는 절반 이하"라고 지적했다.

이어 그는 "또한 진단이 이뤄져도 확진을 위해 심장초음파 검사를 받는데까지 최대 6개월까지도 시간이 소요되는 것이 사실"이라며 "이른바 골든타임을 놓칠 위험이 높다는 뜻"이라고 강조했다.

이에 따라 연구진은 유연한 기판에 내장된 6개의 고감도 센서를 활용해 심음을 정확히 잡아내고 녹음하는 웨어러블 기기를 개발했다.

이 기기는 잡음 감선으로 인한 문제를 해결하기 위해 장치에서 가장 적합한 센서를 자동으로 선택하고 진단 품질이 낮은 기록은 스스로 제외하는 시간-주파수 신호 품질 알고리즘이 적용됐다.

6개의 센서 중 가장 정확하게 심음을 잡아내는 센서만 가동하는 동시에 잡음이 들어간 센서 기록은 알아서 삭제해 훈련되지 않은 환자도 명확하게 심음을 확보할 수 있게 한 셈이다.

이를 통해 이 기기는 옷 위로도 사용이 가능하며 정확히 심장 부위에 대지 않아도 근처 가슴 부위에 갖다 대는 것만으로 정확하게 심음을 확보하는데 성공했다.

특히 이 녹음된 심음을 이용해 판막 질환 징후를 자동으로 감지해 알려주는 머신러닝 알고리즘을 탑재해 즉각적으로 대처할 수 있는 기능을 탑재했다.

실제로 검증 연구 결과 이 기기는 심장 판막 질환 진단 정확도가 88%를 기록해 1차 의료기관의 일반의(GP)의 79%를 앞섰다. 이는 숙련된 심장 전문의 수준이다.

이에 따라 케임브리지대 기술지주회사인 케임브리지 엔터프라이즈는 이 기기에 대한 특허를 출원하고 미국 식품의약국(FDA)의 허가를 기다리고 있는 상태다.

아누락 아가왈 교수는 "이 기기가 상용화되면 발견되지 않고 있는 심장 판막 질환 환자의 조기 진단에 매우 유용한 도구가 될 것"이라며 "또한 심장초음파 검사를 위해 몇 개월씩 의료기관 방문을 기다리며 골든타임을 놓치는 환자들에게도 획기적 전환점이 될 것으로 기대한다"고 밝혔다.