현재의 수면무호흡, 코골이 등 수면호흡장애를 진단하는 가장 정확한 진단법은 수면다원검사다. 하지만 이는 병원 검사실에서 몸에 센서를 붙이고 하룻밤 자면서 뇌파, 근전도 등 다양한 측정을 해야 하는 불편함이 있다.
이에 최근 수면상태를 간편하게 확인하는 앱이나 손목에 차는 장치가 많이 나왔지만 코골이 소리와 뒤척이는 잡음을 구별하지 못하거나 실제로 건강에 나쁜 수면무호흡을 정상호흡으로 진단하는 등 제한이 있었다.
이러한 제한을 극복하고 더 나아가 수면무호흡을 비접촉 방식으로 간편하게 진단할 수 있는 새로운 길이 열려 주목을 받고 있다.
아주대병원 이비인후과 김현준 교수팀(박도양 교수·안준영 연구원, 아주대 미디어학과 신현준 교수·양명현 연구원)은 수면호흡장애를 갖고 있는 50명을 대상으로 수면다원검사와 동시에 ‘가스 이미징 적외선카메라’를 이용해 비접촉으로 호흡기류를 촬영해 두 결과를 비교분석했다.
가스 이미징 적외선카메라는 사람이 호흡할 때 공기를 체내로 받아들이고 대사한 후 체외로 배출할 때 이산화탄소가 대기 중에 있는 이산화탄소에 비해 100배 증가하는 원리를 이용, 이산화탄소의 고유 파장대를 촬영하는 방법이다.
분석결과 진단정확도(AUC, 곡선하면적)가 기존 수면다원검사의 여러 검사 중 호흡센서를 적외선영상으로 대체해 분석할 경우 99.1%, 적외선영상 1개만으로 분석할 경우 87.2%였다. 이는 호흡센서를 적외선영상촬영으로 대체하더라도 기존 검사의 정확도에 영향을 주지 않고 적외선영상촬영만으로도 수면무호흡을 정확하게 진단할 수 있다는 것이다.
또 이렇게 촬영한 호흡기류영상은 연구팀이 인공지능(AI)을 기반으로 자동안면인식과 화질개선이 가능하도록 개발한 프로그램에 적용했다. 이를 통해 검사 대상자의 호흡여부, 호흡을 할 때 호흡량의 정량화, 즉 정상 호흡량인지 적은 호흡량인지 등을 측정했다.
김현준 교수는 “이번 연구를 통해 비접촉 방식으로 수면상태를 확인할 수 있는 방법을 확인했다”며 “앞으로 수면무호흡의 진단뿐 아니라 원격으로 노인이나 환자 및 영유아를 모니터링하거나 호흡기질환의 스크리닝 등에 유용하게 활용할 것으로 기대한다”라고 밝혔다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 전략과제와 한국보건의료연구원 보건의료개발기술사업의 지원을 받아 수행했다. 이번 논문은 Scientific Reports 2022년 12월호에 ‘적외선 광학 가스 영상을 이용한 수면호흡장애의 비접촉 진단: 전향적 관찰 연구’란 제목으로 게재됐다.
