헬스케어 분야 내에서의 가능성과 중요성에 대하여
소리는 시각 정보만큼이나 많은 의학적 정보를 포함하고 있습니다. 누군가의 목소리를 들으면 그 사람이 아픈지 바로 알 수 있기도 하고, 기침이나 재채기는 감기의 명백한 증상 중 하나죠.
질병 진단 및 검진에 있어 소리 분석을 사용한 학술적 연구가 존재합니다. 많은 연구에서 오디오를 통해 알 수 있는 명백한 정보들이 있지만, 이는 통제된 특정 조건에서만 발생한다는 전제조건이 있습니다. 통제된 조건으로 정보를 찾을 수 있는 것 또한 중요합니다만 여전히 실생활에 반영하기에는 매우 제한적입니다. 보통은 증상들이 사소하거나, 모호하거나, 혹은 개개인에 따라 매우 다를 수 있기 때문입니다.
그러나, 최근 진보된 머신러닝 기술은 헬스케어 분야를 아주 빠르게 변화시키고 있습니다. 실제로도 작동 가능한 웨어러블 장치라던가 휴대폰 등을 이용한 헬스케어 서비스들이 출시되었기 때문입니다. 소리가 아직은 많이 알려진 분야는 아니지만 그런데도 흥미로운 서비스나 어플리케이션들은 계속해서 출시되고 있습니다.
그럼 소리는 어떠한 정보들이 숨겨져 있고, 소리 분석을 통해 우리는 어떤 것들을 알아낼 수 있을까요?
음성 (Speech)
음성은 누군가의 상태를 알아차릴 수 있는 가장 쉬운 단서입니다. 주로 신체적인 변화에 있어 좀 더 두드러진 점을 나타내지만, 정신 건강 또한 음성에 영향을 줄 수 있습니다. 음성 분석을 통해 상대적으로 명백하게 알 수 있는 질병들은 아래와 같습니다.
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파킨슨병 (Parkinson’s disease / PD)
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알츠하이머 (Alzheimer’s disease / AD)
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우울증
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감기, 독감, 기관지염, 폐렴
주로 파킨슨병은 좀 더 조용하고 단조로운 음색이며, 소리 자체가 매우 거칠고 숨소리가 많이 섞여 있습니다. 알츠하이머의 경우 음성이 약간의 인지 장애가 있음을 전달하기도 합니다. 우울증의 경우 문장에 상관없이 말할 때 음색 변화가 없는 편입니다. 음색 자체는 중요한 게 아니지만, 대체로, 우울증은 사람들을 덜 감정적으로 만들기 때문에 더 단조롭게 들리는 편입니다. 감기나 독감, 기관지염 그리고 폐렴은 후두에 영향을 주기때문에 목소리가 거칠어집니다.
기침과 재채기
최근 COVID-19 상황 때문에 기침 진단은 헬스케어 산업에서 화두로 떠올랐습니다. MIT와 케임브리지 대학교와 같은 기관에서도 COVID-19 환자들의 기침 소리를 구별하는 연구를 발표했습니다. 놀랍게도 무증상 양성의 경우에서도 매우 높은 정확도를 보였습니다.
비록 실험실에서 진행되는 실험의 경우에는 제한적인 부분도 있고 다른 질병을 겪고 있는 환자들에게도 동일한 기침 소리 분류를 적용할 수 있는지는 후속 연구가 진행돼야 하는 부분도 있지만, 기침 소리가 COVID-19을 사전 진단하는 빠르고, 값싼 방법으로서의 엄청난 잠재력이 있다는 것을 보여주었습니다.
게다가, 기침과 재채기 소리의 주파수는 환자의 상태를 모니터링하는 데 사용될 수 있는 정보면서도 공공장소에서의 감염 위험도를 분석하는 데도 필요한 귀중한 정보입니다.
코골이
코골이 소리는 헬스케어 분야에 있어 아주 중요하지 않은 것처럼 보이나 수면의 질적인 측면에서 많은 영향을 줍니다. 코골이에 대한 정확한 모니터링은 수면 분석 및 그 심각성을 파악하는 데 사용할 수 있습니다. 수면 분석을 위해 코골이 소리를 분석하는 다양한 모바일 어플리케이션이 나와 있지만 그 성능은 크게 기대할 수준은 아닙니다. 무호흡이나 호흡 저하와 같은 더 심각한 경우에는, 코골이 진단이 그 정도를 파악하는데 정확한 기준이 될 수 있습니다.
디지털 청진기
몸에서 발생하는 소리는 많은 정보를 담고 있고, 이는 환자를 진단하는 데 있어 왜 의사들이 기본적으로 청진기를 모두 사용하는지에 대한 답변이 됩니다. 최근, 디지털 청진기는 점점 더 많은 인기를 누리고 있는데 이는 몸에서 발생하는 소리를 자동으로 분석해줍니다. 헬스케어 분야에서 이뤄진 많은 연구에 따르면, 심폐기능 장애 (호흡음), 심혈관 이상 (심박 수 분석), 소화기 이상 (소장, 대장) 등의 질병을 디지털 청진기로 녹음한 소리를 통해 분석할 수 있습니다.
노인 의료 분야
사람의 신체에서 나는 소리는 중요하지만, 다른 소리도 헬스케어 서비스와 연관이 있습니다. 많은 국가에서 점점 더 노인 인구가 증가하는 추세인데 이는 사회적인 문제가 되었습니다. 소리 분석은 간접적인 방법으로 집을 모니터링해 화장실이 미끄러운 나머지 누가 바닥에 쓰러진 상황 혹은 도움을 요청하기 위한 비명이나 고함을 빠르게 확인할 수 있습니다. 앞서 우리가 이야기했던 코골이, 기침, 재채기, 음성 그리고 청진기를 통해 들을 수 있는 소리 또한 이런 노인 의료 분야에 접목할 수 있습니다.
결론
이미지 분석 기술이 발달함에 따라 심박 수나 혈압 등을 측정하게 되면서 우리는 병원에 직접 갈 필요 없이 다양한 증상들을 미리 알 수 있어 더 편하게 건강한 삶을 누리고 있습니다. 사운드 분석은 아직 널리 알려지지는 않았지만, 디지털 헬스케어 시장에서 아주 주요한 역할을 할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 스마트 스피커나 휴대폰 등 많은 디지털 장비에 마이크는 이미 내장되어 있기에 소리 기반의 헬스케어는 굳이 사람들이 새로운 장비를 살 필요 없이 많은 사람을 도울 수 있습니다.
Cochl에서는 기침, 재채기, 코골이, 또는 비명 등의 헬스케어와 관련된 다양한 소리를 탐지할 수 있는 최신 기술을 보유하고 있으며 더 안전하고 건강한 세상을 만들어나가기 위해 많은 건강 기반의 정보들을 이해할 수 있는 역량을 확장해나가고 있습니다.