김현준 아주대병원 이비인후과 교수팀, ‘비접촉’ 수면무호흡 검사 가능성 열어

수면무호흡을 비접촉 방식으로 간편하게 진단할 수 있는 새로운 길이 열렸다.

10일 아주대병원에 따르면 이비인후과 김현준 교수팀(박도양 교수·안준영 연구원, 아주대 미디어학과 신현준 교수·양명현 연구원)은 수면호흡장애를 갖고 있는 50명을 대상으로 수면다원검사와 동시에 가스 이미징 적외선 카메라를 이용해 비접촉으로 호흡 기류를 촬영해 두 결과를 비교 분석했다.

그 결과 진단 정확도(AUC, 곡선하면적)가 기존 수면다원검사의 여러 검사 중 호흡 센서를 적외선 영상으로 대체해 분석할 경우 99.1%였으며, 적외선 영상 1개만으로 분석할 경우 87.2%였다.

호흡 센서를 적외선 영상 촬영으로 대체하더라도 기존 검사의 정확도에 영향을 주지 않으며, 수면무호흡을 정확하게 진단할 수 있음을 확인했다.

연구팀은 사람이 호흡할 때 공기를 체내로 받아들이고 이를 대사한 다음 체외로 배출할 때 이산화탄소(CO2)가 대기 중에 있는 CO2에 비해 100배 증가한 4%인 원리를 이용해 C02의 고유 파장대를 촬영하는 ‘가스 이미징 적외선 카메라’로 호흡 기류를 촬영했다.

또 이렇게 촬영한 호흡 기류 영상은 연구팀이 인공지능(AI)를 기반으로 자동 안면 인식과 화질 개선이 가능하도록 개발한 프로그램에 적용했다.

이에 검사 대상자의 호흡 여부, 호흡을 할 때 호흡량의 정량화, 즉 정상 호흡량인지 적은 호흡량인지들을 측정했다. 연구팀은 이렇게 비접촉식으로 호흡 기류를 촬영과 정량화하는 적외선 가스 영상 시스템을 국내와 미국에 특허 등록했다.

현재 수면호흡장애를 진단하는 가장 정확한 진단법은 수면다원검사이나, 몸에 다양한 센서를 붙이고 하룻밤 자면서 뇌파, 근전도 같은 다양한 측정을 해야 하는 불편함이 있다.

김현준 교수는 "앞으로 수면무호흡의 진단뿐 아니라 원격으로 노인이나 환자 및 영유아를 모니터링하거나 호흡기질환의 스크리닝 등에 유용하게 활용할 것으로 기대한다"고 전했다.

한편 이번 논문은 Scientific Reports 2022년 12월호에 ‘적외선 광학 가스 영상을 이용한 수면 호흡 장애의 비접촉 진단: 전향적 관찰 연구’란 제목으로 게재됐다.

 김재학 기자 [e-mail]