[IT 소식] 음성만 듣고 심장마비 예방….美 매요 클리닉, AI 음성 분석으로 심장 질환 감지

음성만 듣고 심장마비 예방….美 매요 클리닉, AI 음성 분석으로 심장 질환 감지

음성 분석으로 동맥이 막히는 관상 동맥 질환 예측하는 AI 기술 개발
주파수, 진폭, 피치 및 억양와 같은 음성의 80개 이상의 속성을 분석
관상 동맥 질환과 상관관계 있는 6가지 속성을 바이오마커로 정량화
바이오마커 점수가 높은 사람들 중 58.3%가 심장 질환 및 흉통 경험

AI가 환자의 심장 건강 상태를 판단힐 수 있다.(사진=매요 클리닉)

음성만으로 동맥이 막히는 관상 동맥 질환(CAD)에 걸릴 가능성을 정확하게 예측하는 인공지능(AI) 알고리즘이 나왔다.

미국 매요 클리닉(Mayo Clinic)에 따르면 음성 바이오마커(biomarker) 점수가 높은 사람들이 낮은 점수를 가진 사람들에 비해 관상 동맥 질환을 겪을 가능성이 2.6배 더 높고 건강 검진에서 플라크 축적의 가능성이 3배 더 높은 것으로 나타났다. 이 기술은 아직 클리닉에서 사용할 준비가 되지 않았지만 데모에서 음성 분석이 심장마비 위험이 있는 환자를 식별하는 강력한 도구가 될 수 있음을 보여줬다. 연구원들은 이 접근 방식이 원격 의료에 특히 유용할 수 있다고 말했다.

이번 연구를 위해 연구원들은 심장 동맥의 상태를 평가하는 데 사용되는 X선 영상 절차인 관상 동맥 조영술을 의뢰받은 108명의 환자를 모집했다. 참가자들은 보컬리스 헬스(Vocalis Health) 스마트폰 애플리케이션을 사용해 30초 음성 샘플 3개를 녹음하도록 요청받았다. 첫 번째 샘플의 경우 참가자는 준비된 텍스트를 읽는다. 두 번째 샘플에서는 긍정적인 경험에 대해 자유롭게 이야기했고 세 번째 샘플에서는 부정적인 경험에 대해 자유롭게 이야기했다.

그런 다음 보컬리스 헬스 AI 기반 알고리즘은 참가자의 음성 샘플을 분석했다. AI 기반 알고리즘은 10,000개 이상의 음성 샘플로 구성된 훈련 세트를 기반으로 주파수, 진폭, 피치 및 억양와 같은 음성 녹음의 80개 이상의 속성을 분석하도록 훈련됐다. 이전 연구에서 연구원들은 관상 동맥 질환과 높은 상관관계가 있는 6가지 속성을 확인했다. 새로운 연구를 위해 연구원들은 이러한 속성들을 하나의 음성 바이오마커 점수로 결합해 각 개인에 대해 -1에서 1 사이의 숫자로 표시되는 점수로 표시했다. 환자의 3분의 1은 높은 점수를 가진 것으로 분류되었고 2/3는 낮은 점수를 받았다.

메이요 클리닉의 심장학 펠로우인 재스칸월 새라(Jaskanwal Sara) 박사는 "우리는 이러한 특징을 스스로 들을 수 없다"며 "이 기술은 인간의 두뇌와 인간의 귀를 사용하여 쉽게 수량화할 수 없는 것을 기계 학습으로 수량화한다"고 말했다.

연구원들은 심장마비나 흉통(가슴 통증)으로 병원을 방문했는지 확인하기 위해 2년에 걸쳐 참가자들을 모니터링했다. 음성 바이오마커 점수가 높은 사람들 중 58.3%가 흉통으로 병원을 찾았거나 급성 관상 동맥 증후군(심장마비를 포함하는 주요 심장 문제의 일종)을 앓았다. 음성 바이오마커 점수가 높은 참가자는 스트레스 테스트에서 양성이거나 후속 혈관 조영술에서 관상 동맥 질환 진단을 받을 가능성이 더 높았다.

높은 바이오마커 점수를 받은 참가자는 동맥이 막힐 가능성이 거의 3배 더 높았다. 연구원들은 사람이 맥박과 혈압을 포함해 목소리와 심장의 특성을 의식적으로 제어하지 않기 때문에 음성이 자율 신경계가 심장 건강에 대한 단서를 제공할 수 있으며 나아가서는 심혈관 건강에 대한 통찰력을 제공할 수 있다고 설명했다.

새라는 “접근 방식이 언어, 국가, 문화 및 의료 환경 전반에 걸쳐 일반화되고 확장 가능한지 여부를 결정하기 위해 더 많은 테스트가 필요하다”고 말했다. 이어 “이러한 기술을 원격 의료 또는 현장 건강 평가에 통합하기 전에 보안 및 개인 정보 보호 문제를 해결하는 것도 중요할 것이다”고 덧붙였다.

AI타임스 박찬 위원 cpark@aitimes.com

원문 : http://www.aitimes.com/news/articleView.html?idxno=143775