성균관대 연구진, AI로 음성 분석해 폐질환 진단하는 플랫폼 개발

성균관대학교는 전자전기공학부 원상민, 전일용 교수와 삼성서울병원 호흡기내과 박혜윤 교수 공동연구팀이 첨단 바이오센서와 인공지능(AI) 데이터 프로세싱 기술을 결합해 음성으로 간편하게 만성 폐쇄성 폐질환을 진단할 수 있는 혁신적인 시스템을 개발했다고 6일 밝혔다.

기존 만성 폐쇄성 폐질환 진단은 폐활량 측정이 가능한 임상 환경에서만 이뤄지고 진단 정확도가 의료진의 전문성에 크게 의존했다.

이를 개선하기 위해 공동연구팀은 AI 데이터 처리 기술을 활용해 음성만으로도 폐 기능을 정밀 분석하고 질환을 진단하는 플랫폼을 개발했다.

연구는 목소리의 음파와 소리 떨림에 대한 센서 반응을 AI 기반의 알고리즘을 통해 분석했다. 폐질환의 중증도 평가와 음성 패턴 분석의 가능성을 입증했다. 특히 저전력 기반의 통신기술을 통해 장기 모니터링이 가능하며, 진단 결과를 스마트폰이나 태블릿으로 실시간 확인할 수 있어 사용자 편의성을 높였다.

이번 연구로 개발된 소자는 유연하고 신축성이 뛰어나 피부에 편리하게 부착할 수 있고, 재사용 가능한 설계로 지속 가능성도 확보했다. 또한 삼성서울병원과의 임상 협업을 통해 폐질환 중증도를 세분화해 평가할 수 있는 가능성을 제공해 진단의 정확도와 사용자 편의성을 향상했다. 이를 통해 의료진 부담은 줄이고 환자에겐 더 나은 진료 환경을 제공할 것으로 기대된다.

원 교수는 "이번 AI 바이오센서 플랫폼은 환자 건강 상태를 정밀 모니터링하고 개인 맞춤형 치료를 가능하게 함으로써 전자공학과 의공학, 신소재 등 다양한 응용·융합 분야에서 의료 서비스 품질을 향상할 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구 성과는 전자공학 분야 국제학술지 'npj 플렉서블 일렉트로닉스'에 지난달 21일 온라인 게재됐다.

이번 연구는 SKKU-SMC 미래융합연구와 한국연구재단 나노·소재기술개발사업 소재글로벌영커넥트의 지원을 받아 수행됐다.