<뉴스브릿지> 국내 대학팀이 발명한 이명치료장치…CES 2025 '최고혁신상'

[EBS 뉴스]

서현아 앵커

세상을 연결하는 뉴스, 뉴스브릿지입니다. 

미국 라스베가스에서 해마다 열리는 국제전자제품박람회, CES는 전 세계의 다양한 기업과 기관이 기술 혁신을 뽐내고, 겨루는 장이기도 합니다.

그런데, 내년 초 열리는 이 박람회에서 국내 한 대학의 연구팀이 최고혁신상을 받았습니다.

가상현실을 이명 치료와 접목한 건데, 어떤 기술인지 오늘 스튜디오에서 직접 들어봅니다.

한양대학교 ICT융합학부 김기범 교수, 고려대학교 안산병원 최준 교수 스튜디오에 모셨습니다.

교수님, 어서 오세요. 

이번에 CES 2025에서 최고혁신상을 수상하게 되셨습니다.

먼저 소감부터 한 말씀 듣고 싶은데요.

김기범 교수 / 한양대학교 ICT융합학부

한양대학교 ICT융합학부 게임연구실이 이번에 CES에서 최고 혁신상을 받게 된 제품은 TD2(square): Tinnitus Digital Treatment Device입니다. 

저희는 올해 Digital Health 분야에서 최고 혁신상을 받게 되어 감회가 남다릅니다.

TD Square는 범부처전주기의료기기연구개발사업 과제의 지원을 받았으며, 옆에 계신 고려대 이비인후과 최준 교수 연구팀과 주식회사 에이치 브이알, 한양대 김성권 교수팀이 함께 참여했습니다.

TD Square는 2020년도에 초기 버전을 시작으로 지난 5년간에 걸쳐서 개발된 프로젝트로 한양대 게임연구실 대학원생들의 협력과 노고로 이루어낸 성과이기에, 연구실 학생들과도 수상의 의미를 나누고 싶습니다.

감사합니다.

서현아 앵커

디지털 헬스 분야가 사실 상당히 유망하고 많은 기업들도 관심을 기울이는 분야 아닙니까?

이 수상하게 된 제품이 어떤 제품인지 궁금해지는데 설명 부탁드립니다.

김기범 교수 / 한양대학교 ICT융합학부

TD Square는 청각, 시각, 촉각 피드백 시스템과 가상현실 기술을 결합해 인지행동치료를 제공하는 이명 디지털 치료기기입니다. 

가상현실 환경에서 생성형 AI인 변이형 오토인코더(variational autoencoder)를 이용하여 생성된 환자 맞춤형 이명 음향 아바타를 환자가 직접 제어하고 제거함으로써 이명 증상 완화 효과를 얻을 수 있습니다. 

TD Square는 이명을 호소하는 환자에게 이명 발생 위치를 귀 안쪽이 아닌 귀 바깥으로 끄집어내어 인식할 수 있도록 다중 감각 자극을 제공하는 가상환경을 제공하고, 인지된 이명 아바타를 환자 스스로 직접 조작 제어를 통해서 잘못된 인식의 교정을 가능하게 하고 이명을 완화 시킬 수 있는 기기입니다.

서현아 앵커

가상현실 기술을 통해서 이명 치료를 할 수 있다, 굉장히 새롭고 참신하게 다가오는데 최준 교수님, 그렇다면 이 국내 이명 환자가 어느 정도이고 지금까지는 어떤 방법으로 치료를 해 왔습니까?

최준 교수 / 고려대학교 안산병원 이비인후·두경부외과

이명이라 함은 외부의 음자극이 없는 상태에서 소리가 들리는 현상을 의미합니다. 연구방법 마다 다소 차이가 있을 수 있으나, 

국내에서는 12세 이상의 인구 중 20-30% 정도 이명을 호소하는 것을 알려져 있습니다.

또한 20%는 이명으로 인해 고통을 받으며, 전체 성인의 1%는 수면장애 등 이명으로 인한 이차 증상으로 인해 일상생활에 심각한 영향을 받는 것으로 알려져 있습니다.

또한 나이가 증가하면서 이명을 호소하는 유병률이 증가하는 것으로 나타나는데, 이는 연령의 증가에 따른 난청의 증가와 커다란 상관관계가 있다는 것을 의미합니다.

이명의 치료에는 현재까지 다양한 방법들이 고안되고 있습니다.

우선 통상적인 귀쪽의 혈액순환 개선에 도움을 주는 약물과, 우울, 불안이 동반된 경우의 안정제 등의 약물치료가 그 첫 번째이고, 지시적 카운슬링과 이명으로 인한 괴로움에 대한 반응을 조절하는 습관화 기법이 병합된 이명재훈련치료의 형태로서의 보청기와 소리발생기 등을 생각해 볼 수 있습니다.

서현아 앵커

12세 이상 인구의 20~30%면 적지가 않네요.

제가 예상한 것보다 훨씬 많은 것 같은데, 그렇다면 전통적인 치료 방법들의 제약점도 있었을까요?

최준 교수 / 고려대학교 안산병원 이비인후·두경부외과

물론 기존의 치료방법들로 인하여 많은 환자들이 이명이 주는 불편함에서 크게 호전됨을 보이는 환자들이 많음에도 불구하고, 치료 효과면에서 이러한 치료에 대하여 효과가 매우 적게 나타나는 경우도 보이고 있습니다. 

또한 지속적인 보청기나 소리발생기등의 소리발생장치를 착용하고 다녀야 하는 불편함이 있을 수 있습니다.

이러한 면을 고려하면서, 환자들에게 다양한 치료 옵션을 통하여 가장 효과적인 치료방법을 제공하는 것이 의료진이 할 수 있는 최선의 선택으로 판단됩니다.

5년 전부터 한양대 팀과 공동연구로 개발한 인지행동치료 요소가 적용된 가상현실 기반 이명치료기가 그 대안의 하나로 가치를 부여받은 것 같습니다.

서현아 앵커

이 이명 치료 장치 기대를 모으고 있는 TD square는 또 계속적으로 버전업이 되어 왔다고 알고 있습니다.

어떤 것들이 있습니까?

김기범 교수 / 한양대학교 ICT융합학부

TD Square는 다양한 버전의 기능성 게임(serious game)으로 개발되었습니다. 

TD Square의 첫 번째 버전에서는 환자가 공간음향을 통해서 들려오는 가상 이명 소리에 따라서 반짝이는 가상 이명 오브젝트를 찾습니다.

환자는 이명 오브젝트를 찾으면 해당 오브젝트를 VR 컨트롤러를 사용하여 집어서 노란색 쓰레기통에 버립니다.

쓰레기통에 버리는 순간, 이명 소리도 멈추게 됩니다.

TD Square의 두 번째 버전에서는 푸른색 빛나는 구체로 표현되는 가상 이명 오브젝트를 환자가 응시하면, 가상 이명 오브젝트가 환자 눈앞으로 이동합니다.

환자는 햅틱 기기를 사용하여 눈앞에 이동한 이명 오브젝트를 깎아 내기 시작합니다.

이명 오브젝트가 깎여 들어가 작아지면서 환자가 느끼는 이명 소리와 촉각 피드백이 점점 줄어들고, 이명 오브젝트가 완전히 깎여서 없어지게 되면, 이명 소리와 촉각 피드백도 사라집니다.

TD Square의 세 번째 버전에서는 가상 이명 오브젝트들이 물방울들로 표시되어 환자 앞으로 날아듭니다.

물방울을 가상의 손이 닿아 터뜨릴 때마다 환자는 착용한 장갑에서 진동을 느끼고, 물방울 들의 수가 줄어들수록 이명의 소리도 줄어듦을 느낍니다.

모든 물방울이 터트려 사라지면 이명의 소리도 사라집니다. 

서현아 앵커

네, 정말 대단히 혁신적인 기술로 생각이 되는데요.

그렇다면 이 고려대 병원에서는 이러한 AI를 활용한 치료법이 앞으로 의료 산업에 또 어떤 영향을 미칠 거라고 기대하시는지요?

최준 교수 / 고려대학교 안산병원 이비인후·두경부외과

현재는 4차산업 혁명의 시대입니다.

다양한 AI 기법들이 개발되고 있으며, 그 기술들은 인간의 생명의 영역에도 커다란 기여를 할 수 있다고 생각되고 있습니다. 

초기단계에서는 질병을 분류하는 모델로의 적용 즉 질병의 존재여부를 판단하는 인공지능 모델 기법의 적용(고막의 형태를 통하여 중이염 등의 존재 여부 판단)과 질병의 예후를 예측하는 모델(생체신호 및 신체검사 결과를 통하여 치료 효과를 예측하는 방법)등이 전세계적으로 다양한 의료기관에서 시도 되어져 왔습니다.

현재에는 인공지능 기법등을 이용한 디지털 치료기, 수술 환경에서의 시뮬레이션 등을 통한 새로운 치료방법 등에도 그 역할이 중요하게 인정되고 시행되고 있습니다.

미래의 혁신을 함께 이끌어가는 멋진팀이 일원이 되어 기쁩니다.

서현아 앵커

의료 전문가로서의 기대에 대해서도 말씀을 해 주셨습니다.

정말 들을수록 정말로 자랑스럽네요.

국내 기술이 세계적으로 인정받는 값진 성과인데 앞으로도 많은 연구 활동을 통해서 의료 산업의 새로운 열어주시길 기대하겠습니다.

교수님 오늘 말씀 잘 들었습니다.