아이 기침소리로 질병을 감지하는 인공지능 기술

아이 기침소리로 질병을 감지하는 인공지능 기술

소개

기침은 다양한 호흡기 질환의 증상 중 하나로, 특히 천식이나 만성폐쇄성폐질환 등에 흔히 나타납니다. 그러나 기침은 대수롭지 않게 지나칠 수 있어 결정적인 치료 시기를 놓치는 경우가 많습니다. 최근에는 인공지능(AI) 기술을 활용하여 기침 소리만으로 질병을 감지하는 시스템이 개발되었습니다. 이 기술은 기침 소리의 파형을 분석하여 정상과 비정상을 구분하며, 특히 소음이 많은 공공장소나 병원에서 활용될 수 있습니다.

기침 인식 AI 기술 개발

1. 기침 소리 인식 모델

인공지능으로 기침 소리를 인식하는 기술은 여러 연구팀에서 개발 중입니다. 대표적으로 KAIST 박용화 교수팀은 기침 소리만을 인식할 수 있도록 인공지능을 학습시킨 뒤, 소음이 있는 상황에서도 기침 소리를 87%의 정확도로 포착하는 데 성공했습니다. 이 기술은 공공장소에서 전염병 유행을 감지하거나 병원에서 환자의 상태를 관찰하는 의료용 장비 개발에 활용될 것으로 기대됩니다.

2. 기침 인식 카메라

박용화 교수팀은 실시간으로 기침 소리를 인식하고 기침하는 사람의 위치를 이미지로 표시해주는 '기침 인식 카메라'를 개발했습니다. 이 카메라는 합성 곱 신경망(CNN)을 기반으로 지도학습을 적용하여 기침 소리와 그 이외의 소리로 구분이 가능합니다. 또한, 다양한 배경 소음을 학습하여 정확도를 높이고, 기침 횟수까지 실시간으로 추적할 수 있습니다.

3. 원격 호흡음 분석

소아청소년 전문 우리아이들병원 남성우 전문의와 김성은 교수 공동 연구팀은 딥러닝 기반의 '인공지능(AI) 청진기' 기술을 개발하여 소아의 이상 호흡소리를 식별해 질병 진단 정확도를 높일 수 있게 했습니다. 이 연구 결과는 1만4천903명의 소아청소년 환자의 호흡음을 전자청진기로 채음하여 AI 알고리즘으로 학습시킨 결과, 이상 호흡음을 구별해내는 정확도가 84% 수준에 도달했습니다.

활용 예시

1. 공공장소에서의 활용

기침 인식 카메라는 공공장소에서 전염병의 유행을 감지하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대됩니다. 특히, 기침은 코로나19의 대표적인 증상 중 하나로, 비대면 방식으로 기침한 사람을 구별해 낼 수 있는 기술은 획기적입니다.

2. 병원에서의 활용

병원에서는 기침 인식 카메라를 통해 환자의 상태를 24시간 기록할 수 있어 치료에 활용할 수 있습니다. 또한, 기침 소리의 파형을 분석하여 정상과 비정상을 구분하여 조기 진단과 치료를 가능하게 합니다.

3. 자가 진단 앱

한 의사가 기침 소리만으로 질병 위험 여부를 알려주는 앱을 개발했습니다. 이 앱은 일반인도 쉽게 자신의 기침 소리를 분석할 수 있어 병원 진료를 유도해줄 수 있습니다. 이 자가진단 앱은 5천 명의 기침 데이터를 수집하고, 7명의 임상 의사와 함께 정상 유무를 판단하여 기침 빅데이터를 만들었습니다. 인공지능은 기침 소리의 파형을 분석하여 정상과 비정상을 90%의 정확도로 구분합니다.

향후 전망

기침 인식 AI 기술은 향후 더 많은 양의 데이터를 학습하여 정확도를 높일 수 있을 것으로 기대됩니다. 또한, 다양한 배경 소음을 학습하여 공공장소나 병원에서 활용될 수 있는 기술이 될 것입니다. 이러한 기술은 기침의 비대면 감지와 조기 진단을 가능하게 하여, 환자들의 건강을 더 안전하게 관리할 수 있을 것입니다.

결론

기침 인식 AI 기술은 기침 소리의 파형을 분석하여 정상과 비정상을 구분하며, 특히 소음이 많은 공공장소나 병원에서 활용될 수 있습니다. 이러한 기술은 기침의 비대면 감지와 조기 진단을 가능하게 하여, 환자들의 건강을 더 안전하게 관리할 수 있을 것입니다. 향후 더 많은 양의 데이터를 학습하여 정확도를 높일 수 있을 것으로 기대됩니다.