수면무호흡을 비접촉 방식으로 간편하게 진단할 수 있는 새로운 길이 열렸다.

아주대병원 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(C02)가 대기 중에 있는 C02에 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.

이를 통해 검사 대상자의 호흡 여부, 호흡을 할 때 호흡량의 정량화, 즉 정상 호흡량인지 적은 호흡량인지 등을 측정했다. 연구팀은 이렇게 비접촉식으로 호흡 기류를 촬영 및 정량화하는 적외선 가스 영상 시스템을 국내 및 미국에 특허 등록했다.

현재 수면호흡장애를 진단하는 가장 정확한 진단법은 수면다원검사이나, 몸에 다양한 센서를 붙이고 하룻밤 자면서 뇌파, 근전도 등 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 밝혔다.

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

[ 경기신문 = 정경아 기자 ]