목소리만으로 치매 조기 진단 가능하다… 국내 연구팀 기술 개발

미국 스타트업 월드컵에서 발표하고 있는 건국대병원 이비인후-두경부외과 신정은 교수./사진=보이노시스 제공

최근 음성으로 조기에 치매를 진단하는 기술이 전 세계적으로 주목받고 있다. 전 세계 학자들이 다양한 결과물을 내고 있어, 지난해 2월에는 '2023 국제 음향음성 신호처리 학술대회(ICASSP)'에서 '알츠하이머 질환 인공지능(AI) 판별 세계대회(The MADRess Challenge)'가 개최되기도 했다. 놀랍게도 이 대회에서 국내 연구팀이 선보인 서비스가 1위를 차지했다. 바로 건국대병원 이비인후-두경부외과 신정은 교수가 개발한 '치매골든타임파인더'다.

◇현장에서 느낀 차이로 기술 개발까지
전세계적으로 음성 진단 기술이 각광을 받는 이유는 분명하다. 피부를 뚫어 채취해야 하는 혈액, 화장실을 가야 하는 소변 등과 달리 '목소리'만 내면 돼 진단이 매우 간단하기 때문이다. 게다가 비싼 측정 기기도 필요 없다. AI 스피커, 무선 이어폰, 스마트폰 등 음성을 인식할 수 있는 기기만 있으면 된다. 검사자가 말하면 AI가 음성, 호흡 등을 분석해 치매 증상이 나타나기도 전에 미리 발병 가능성을 알려준다. 신정은 교수도 진료 중 정말 실효성 있는 도구가 나올 수 있겠다는 확신을 얻었다. 신 교수는 "이비인후과 의사로 지난 24년간 노인성 난청, 인지장애, 치매 등 다양한 환자군의 보청기 처방을 해 왔다"며 "어느 순간 환자들의 음성에 차이가 있다는 걸 알게 됐다"고 했다. 이어 "2017년 혈관성 치매를 앓으시던 아버지를 잃고 치매 예방과 극복을 위해 내가 의사로서 가지고 있는 지식을 실용화할 수 있는 도구를 만들어야겠다는 결심이 섰다"고 했다. 이후 신 교수는 치매조기진단 AI기업 보이노시스를 설립하고, 치매골든타임파인더를 개발했다.

◇오로지 '목소리'로 인지 기능 장애 약 90% 정확도로 잡아내
치매골든타임파인더는 3단계를 거쳐 점수를 낸다. 먼저 화면에 보이는 문장을 소리내어 읽도록 해 난청검사를 한다. 다음 그림을 보여주고 묘사하게 해 목소리와 함께 인지기능을 확인한다. 마지막으로 스트레스 검사를 한 뒤 치매 전 단계인 인지장애와 관계를 예측한다. 어떤 언어를 사용하는지는 상관없다. 실제로 ICASSP 대회에서도 서비스는 영어로 설정하도록 하고, 그리스인이 서비스를 실행하도록 해 오직 음성의 음향학적 특성만으로 인지장애 여부를 판별하게 했었다. 당시 보이노시스는 무려 87%의 치매 환자 검출 정확도와 3.7점의 치매 중등도 오차범위로 참가 팀 중 가장 높은 점수를 냈다. 신 교수는 "언어적 정보를 배제하고 음성 특징만 분석하면 환자의 직업, 교육 배경에 영향을 덜 받기 때문에 오히려 기존 설문 방식보다 더 정확한 결과를 얻을 수 있다"며 "인지기능이 떨어질수록 말이 어눌하고 거칠며 부자연스러워지는 변화가 나타난다"고 했다. 이어 "개발한 제품은 치매 발생 위험요인인 난청이 발생하는 때부터 시작해 증상이 매우 미미한 초기 인지장애시기 환자도 선별이 가능하다"고 했다. 한편, 보이노시스는 지난달 1일 미국 스타트업 월드컵에서 결선에 진출해 공동 2위를 차지했다.

곧 시장에서도 만나볼 수 있을 것으로 기대된다. 신 교수는 "웰니스 기기로는 상반기에 GMP 인증, 하반기에 국내 식약처 인허가 신청 그리고 내년 미국 FDA 인허가 신청을 목표로 하고 있다"며 "일단 한양대기술지주와 인포뱅크 투자를 성공적으로 유치했다"고 했다.