의료 인공지능(AI) 기술이 고도화되면서, 이제는 전문 의료기기의 영역을 넘어 스마트워치와 같은 일상적인 웨어러블 기기를 통해 질환을 예측하는 새로운 시대가 열리고 있다. 시중에 판매되는 웨어러블 기기인 핏빗(Fitbit)의 바이오리듬 기능을 활용하여 수술 합병증을 정확하게 예측하는 기술이 개발되어 의료계의 주목을 받고 있다.

현지 시각으로 7월 10일, 국제 학술지 사이언스 어드밴스(Science Advances)에는 핏빗을 활용한 수술 합병증 예측 인공지능의 검증 연구 결과가 게재되었다. 매년 미국 전역에서 약 400만 명의 소아청소년들이 수술을 받지만, 감염과 같은 수술 후 합병증은 적절한 대처가 어려운 것이 현실이다. 특히 의료기관 입원 기간이 아닌 일상생활에서 소아청소년이나 보호자의 주관적인 증상 보고에 의존하기 때문에 합병증을 적시에 발견하기 쉽지 않다는 문제가 있었다. 이러한 합병증 관리를 위해 고가의 의료기기를 제공하는 것은 상당한 비용이 들고 회수 등의 문제가 발생할 수 있어 한계가 명확했다.

웨어러블 기기 활용의 새로운 지평

노스웨스턴대학교 아룬 자야라만(Arun Jayaraman) 교수가 이끄는 연구진이 소비자들이 흔히 사용하는 웨어러블 스마트워치 핏빗의 활용을 검토한 배경도 여기에 있다. 상당수의 사람들이 스마트워치를 활용하여 걸음 수 체크, 수면 시간 측정 등을 하고 있다는 점에서, 이를 합병증 관리에 활용한다면 광범위한 모니터링이 가능할 것이라는 판단이었다.

연구진은 시중에서 판매되는 핏빗 기기를 103명의 어린이에게 맹장 수술 직후 21일 동안 착용하도록 권고했다. 맹장 수술이 소아청소년들에게 가장 흔한 수술 중 하나이며 합병증 발생률이 최대 38%에 달한다는 점에서, 이를 토대로 핏빗의 활용도를 점검한 것이다. 연구진은 핏빗이 자동으로 수집한 지표를 사용하여 저활동, 고심박수 등 합병증 징후를 파악하는 대신, 심박수와 하루 동안의 바이오리듬 등 새로운 지표를 활용하여 AI 알고리즘을 훈련시켰다.

정확한 예측 성능과 향후 활용 가능성

그 결과, 연구진은 이러한 새로운 지표가 기존 지표보다 합병증 발생에 더 민감하다는 것을 발견했다. 실제 데이터 분석 결과, 이 지표를 활용하여 학습시킨 인공지능은 합병증 진단이 되기 3일 전에 민감도 91%와 특이도 74%로 합병증을 성공적으로 예측하였다.

아룬 자야라만 교수는 "이 연구는 시중에서 흔히 구할 수 있는 웨어러블 기기의 바이오리듬이 수술 후 회복을 평가하는 데 매우 유망하다는 것을 시사한다"며 "다양한 치료 환경에서 소아 건강 모니터링에 활용할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 이번 연구는 웨어러블 기기와 AI 기술의 융합이 의료 분야에 가져올 혁신적인 변화를 보여주며, 특히 환자 모니터링 및 조기 진단을 통한 의료 질 향상에 기여할 가능성을 제시한다.