대한수면호흡학회

수면무호흡증, 인공지능을 만나다

동국대학교 일산병원 김진엽

요즘 어디를 가든 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 이야기를 듣게 됩니다. 폐쇄성 수면무호흡증(Obstructive Sleep Apnea, OSA) 분야에서는 20개가 넘는 FDA 승인 AI 제품이 있을 정도로, 수면호흡장애 분야에서 AI의 발전은 눈부십니다. 이번 글에서는 제가 최근 학회에서 발표한 내용을 중심으로, OSA에서의 AI 활용 현황과 저희 연구팀의 경험을 나누고자 합니다.

AI, OSA 진료의 전 과정을 바꾸다

AI는 이제 OSA 환자의 선별(screening)부터 가정용 수면검사(Home Sleep Apnea Testing, HSAT), 수면다원검사(Polysomnography, PSG) 자동 판독, 치료 최적화까지 진료의 전 과정에 활용되고 있습니다. 삼성 갤럭시 워치와 애플 워치가 OSA 선별 기기로 FDA 승인을 받았고, WatchPAT•SANSA•Happy Ring 등 다양한 웨어러블 HSAT 기기가 등장했습니다. PSG 자동 판독에서는 EnsoSleep이 PPG 신호만으로 진단이 가능한 수준까지 발전했고, Nox Medical의 DeepResp는 호흡 신호만으로 수면단계를 분류합니다. 그리고 CPAP therapy의 personalization도 시도되고 있습니다. 다만, FDA 승인과 동료 심사를 거친 근거(peer-reviewed evidence) 사이에는 아직 간극이 있다는 점을 염두에 두어야 합니다.

심화 진단을 위한 AI

하지만 이러한 의료기기들은 수요가 많은 부분 위주로 개발되기 때문에 임상의 모든 분야를 cover하긴 어렵습니다. 저희가 수행했던 약물유도수면내시경(Drug-Induced Sleep Endoscopy, DISE)의 객관화 연구가 그 예입니다. DISE는 OSA 환자의 치료 계획 수립에 핵심적인 역할을 하지만 판독자 간 일치도가 kappa 0.42~0.52로 낮아 적절치 않은 치료 계획 수립 등이 생길 수 있습니다. 국내 다기관이 모여 수행한 인공지능 데이터 구축 사업을 기반으로 저희가 개발한 딥러닝 모델은 폐쇄 정도와 원인 예측에서 기존 판독자 간 일치도를 상회하는 성능을 보였습니다. 이러한 인공지능은 비록 business 모델로의 수요는 충분치 않을 수 있지만 임상에서 부족한 영역을 해결할 수 있습니다.

맺음말

머지않아 OSA 환자의 진료 경험은 지금과 사뭇 달라질 것입니다. 손목의 스마트워치가 수면 중 이상을 감지하고, 집에서 간편한 웨어러블 기기로 진단을 받으며, AI가 판독한 결과를 바탕으로 개인 맞춤형 치료 계획이 수립되는 시대가 이미 시작되고 있습니다. 수면검사실 방문의 문턱은 낮아지고, 진단부터 치료까지의 여정은 빨라질 것입니다. 나아가 AI는 환자 개개인의 해부학적 특성, 폐쇄 부위, 수면 패턴, 동반 질환 등을 종합적으로 분석하여 CPAP 압력 설정부터 치료 결과 예측까지 진정한 의미의 개인 맞춤형 치료(personalized treatment)를 가능하게 할 것입니다. 특히 수면의료 인프라가 부족한 지역에서 AI 기반 원격 진단은 더 많은 환자에게 적시에 치료를 제공할 수 있는 열쇠가 될 것이라 기대합니다. AI는 임상의를 대체하는 것이 아니라, 더 정확하고 일관된 의사결정을 돕는 동반자로 자리 잡게 될 것입니다.