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스마트폰 카메라로 당뇨병을 진단하는 기술

조회수 2020. 9. 14. 07:56 수정
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미국 캘리포니아대 UCSF 연구팀이 개발한 디지털 바이오마커 기술
출처: UCSF

당뇨병을 진단하는 '디지털 바이오마커' 기술

최근 스마트폰에 내장된 카메라를 이용해 대표적인 성인병인 당뇨병을 간단하게 진단할 수 있는 기술이 개발돼 주목을 받고 있다. 미국 샌프란시스코 캘리포니아대학(UCSF)의 제프리 올긴 교수팀은 스마트폰 카메라로 제 2형 당뇨병을 탐지할 수 있는 ‘디지털 바이오마커(Digital Biomarker)’를 발견했다.


2형 당뇨병은 체질이나 고칼로리, 고지방 음식을 과다 섭취하거나 운동 부족 등으로 인해 인슐린 분비량이나 인슐린 효능 상태가 저하되어 혈당이 낮아지는 주요 생활 습관병이다. 

출처: UCSF

초기에는 거의 증상이 없기 때문에 자신은 건강하다고 믿지만 어느새 진행되어 있는 상태를 접하게 된다. 현재 전 세계적으로 약 4억 5000만명 이상의 환자들이 있으며 관상동맥질환, 심장병, 실명, 뇌졸중 등의 위험을 높일 수 있다.


연구팀이 개발한 방법은 광혈류측정(PPG : photoplethysmography)라는 기술을 응용한 것이다. PPG는 조직에 빛을 조사해 혈액량 변화를 감지한다. PPG는 혈관에 LED 등의 빛을 투사해 혈액이 통과할 때 혈관의 팽창 및 수축에 따라 빛의 반사율이 달라지는 원리를 이용해 맥파를 측정하는 기술이다.

출처: UCSF

당뇨병 환자의 82%를 정확하게 식별해내다!

연구진은 아이폰의 심박수 측정 앱인 ‘Azumio Instant Heart Rate’를 이용해 당뇨병 환자 53,870명의 PPG 기록 300만 데이터를 얻었으며, 이를 이용해 당뇨병 발생 여부를 알아낼 수 있는 인공지능 알고리즘을 만들었다.


그 후 스마트폰 플래시와 카메라를 사용해 손가락 끝의 색 변화를 포착해 PPG를 측정한 후 이 알고리즘에 적용했다. 그 결과 이 알고리즘은 실제 진료소에 등록된 환자들의 데이터에서 당뇨병 환자의 82%를 정확하게 식별해낼 수 있었다. 

출처: UCSF

한편 이 알고리즘이 당뇨병이 아니라고 예측한 환자 중 92~97%는 실제로 당뇨병 환자가 아닌 것으로 밝혀졌다. 이처럼 PPG에서 도출된 당뇨병 진단율은 나이, 성별, 체질량지수, 인종 특성과 같은 환자 정보와 결합시킬 경우 예측 성능이 더욱 향상되는 것으로 나타났다.


연구팀은 이 정도의 정확성이라면 앞으로 당뇨병 예비 진단 도구로 충분한 역할을 해 의사들이 질병 확정과 치료 계획 수립을 가능하게 할 것으로 보고 있다. 앞으로 당뇨병 진단 전용 앱을 출시할 연구팀의 행보를 계속 지켜보기 바란다. 

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