스마트워치로 당뇨 전조 잡는다…구글, '인슐린 저항성' 예측 AI 개발

스마트워치로 측정한 심박수·수면·걸음 수 등 일상 데이터가 당뇨병 전조를 조기에 발견하는 데 활용될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 게티이미지뱅크

손목에 차는 스마트워치는 심박수나 혈중산소 포화도, 수면 상태까지 측정해 헬스케어 보조도구로도 활용된다. 여기에 당뇨 전조 증상까지 확인할 수 있는 인공지능(AI) 모델이 개발됐다. 

아흐메드 메트왈리 미국 구글 리서치 연구원 연구팀은 스마트워치 착용 데이터와 일반 혈액 검사 결과를 결합해 제2형 당뇨병의 주요 전조인 인슐린 저항성을 최대 88% 정확도로 예측하는 AI 모델을 개발하고 연구결과를 국제학술지 '네이처'에 16일(현지시간) 발표했다.

인슐린 저항성이란 혈당을 조절하는 호르몬인 인슐린이 분비돼도 세포가 제대로 반응하지 못하는 상태를 말한다. 방치하면 혈당이 점점 올라 당뇨병으로 이어질 수 있다.

일반 성인의 20~40%가 인슐린 저항성을 가진 것으로 추정되지만 초기에는 혈당 수치가 정상으로 나타나는 경우가 많아 발견이 쉽지 않다. 기존 기술로 인슐린 저항성을 정확히 측정하려면 병원을 직접 방문해 공복 인슐린 검사를 받아야 한다.

연구팀은 미국 성인 1165명을 대상으로 스마트워치 착용 데이터와 혈액 검사 결과를 동시에 수집하는 연구를 설계했다. 참가자들은 '핏비트'나 '구글 픽셀 워치' 등 시중에서 판매되는 스마트워치를 착용한 채 최대 3개월간 심박수, 심박변이도, 걸음 수, 수면 시간 등의 데이터를 수집했다. 혈당, 혈중 지방 수치, 3개월간의 평균 혈당을 반영하는 당화혈색소 등 일반 혈액 검사 결과도 더해 딥러닝 모델을 훈련시켰다.

모델은 스마트워치 데이터와 혈액 검사 결과를 함께 활용했을 때 인슐린 저항성을 80%의 정확도로 예측했다. 연구팀이 4000만 시간 분량의 스마트워치 센서 데이터로 사전 학습한 모델을 추가로 적용하자 정확도는 88%까지 올랐다. 혈당 수치가 정상 범위에 있어도 인슐린 저항성이 있는 참가자의 76%를 놓치지 않고 잡아냈다.

연구팀은 인슐린 저항성이 높은 사람일수록 가만히 있을 때 심장이 더 빨리 뛰고 심장 박동 간격의 변동 폭은 좁으며 하루에 걷는 걸음 수도 적은 경향을 보인다는 사실도 확인했다. 비만인 참가자의 45%가 인슐린 저항성이 있었으며 정상 체중이어도 7%는 이미 인슐린 저항성을 갖고 있었다.

연구팀은 예측 결과를 바탕으로 개인별 건강 조언을 제공하는 AI 대화 에이전트도 함께 개발했다. 내분비내과 전문의 5명이 기존 AI와 비교 평가한 결과 정보의 완성도, 신뢰도, 개인화 수준 모두에서 더 높은 점수를 받았다.

연구팀은 "인슐린 저항성을 조기에 발견하면 체중 감량, 규칙적인 운동, 식단 개선 등 생활습관 교정만으로도 당뇨병으로의 진행을 늦추거나 되돌릴 수 있다"며 "스마트워치가 보편화되는 만큼 이 모델이 수백만 명의 대사 건강 관리에 활용될 수 있을 것"이라고 밝혔다.

<참고> 
doi.org/10.1038/s41586-026-10179-2

[임정우 기자 jjwl@donga.com]