예일대 "애플 스마트워치로 AI가 심장 이상 탐지 가능"

[박찬 기자]

과학자들이 인공지능(AI) 도구를 활용해 스마트워치에서 수집된 데이터를 분석함으로써 심장의 구조적 이상을 발견하는 데 성공했다.

파이낸셜 타임스는 3일(현지시간) 예일대학교 의과대학 연구진이 미국 뉴올리언스에서 열린 미국심장협회(AHA) 연례 학술대회에서 스마트워치의 심전도(ECG) 데이터를 AI로 분석해 심장 구조 이상을 찾아내는 새로운 기술을 공개했다고 보도했다.

이 기술은 단순한 심장 리듬 이상 감지를 넘어, 심장 근육 비대나 펌프 기능 약화, 판막 손상 등 구조적 이상까지 포착할 수 있어 심장 질환 조기 진단의 새 가능성을 열었다는 설명이다.

로한 케라 예일대 박사가 이끄는 연구진은 "스마트워치만으로 대규모 심장 구조 질환 선별이 가능해질 것"이라며 "공공 보건 차원에서 심장질환 조기 발견 방식을 근본적으로 바꿀 잠재력이 있다"라고 강조했다.

연구진은 애플워치(Apple Watch) 사용자가 측정할 수 있는 단일 리드(single-lead) 심전도 데이터를 활용했다. 이 데이터는 별도의 장비 없이 스마트워치의 센서를 통해 손쉽게 기록된다.

AI 모델을 훈련하기 위해 연구진은 2015~2023년 예일-뉴헤이븐 병원에서 수집한 11만명의 환자로부터 얻은 26만6000건의 12리드 ECG 데이터를 활용했다. 이후 이 데이터를 기반으로 심장 구조 질환을 감지할 수 있는 알고리즘을 개발하고, 4만5000명 이상의 외부 환자 데이터로 성능을 검증했다.

이 AI 모델은 '잡음(noise)'을 학습 과정에 일부러 추가해, 실제 스마트워치가 수집하는 불완전한 신호에도 견고하게 작동하도록 설계됐다. 연구진이 600명의 외래 환자를 대상으로 애플워치 ECG와 심장 초음파를 동시에 검사한 결과, AI 알고리즘은 심장 구조 질환을 86%의 정확도로 탐지했고, 질환이 없는 경우를 99%의 정확도로 구분했다.

다만, 연구진은 "심장 구조 이상을 가진 환자 표본이 상대적으로 적었고, 일부 오탐(false positive) 사례가 발생했다"라고 한계를 인정했다.

푸 시옹 응 임페리얼칼리지 런던 교수는 "AI 기반 ECG 해석이 병원 밖 일반인 대상 심장 질환 탐지로 확장되는 추세"라며 "이번 연구는 AI가 숨겨진 심부전이나 판막 질환을 조기에 식별할 가능성을 보여준다"라고 평했다.

전문가들은 이번 연구가 상용화될 경우, 스마트워치가 '휴대용 심장 초음파' 수준의 선별 도구로 발전할 수 있을 것으로 내다보고 있다.

박찬 기자 cpark@aitimes.com

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