인공지능으로 정확한 혈압 잰다

↑ 장준혁 한양대 융합전자공학부 교수

인공지능(AI)을 바탕으로 사람의 혈압을 정확히 측정할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 8일 미래창조과학부는 기초연구사업 지원을 받은 장준혁 한양대 융합전자공학부 교수팀의 인공지능 연구 성과가 최근 국제 학술지 ‘국제전기전자공학회(IEEE) 산업정보 트랜잭션’에 게재됐다고 밝혔다.
일반적으로 사람의 혈압은 팔뚝을 넣어 압박하는 기계를 통해 수축기 혈압과 이완기 혈압을 추정하는 방식으로 알아낸다. 이를 ‘오실로메트릭 혈압측정법’이라고 부른다. 하지만 사실 이보다 더 정확한 혈압 측정법은 의료진이 환자의 팔에 압박대를 감고 청진기로 혈압 수치를 파악하는 것이다.
장 교수팀은 오실로메트릭 측정법을 활용하되 혈압 측정에 참여한 사람의 데이터를 인공지능 학습(딥러닝) 형태로 증폭시키면 빅데이터로 만들 수 있다는 점에 착안했다. 이러면 특정인의 혈압생체신호를 그 빅데이터 알고리즘에 입력해 청진기를 대지 않고도 혈압 수치를 정확히 파악할 수 있다는 것이다.
연구팀은 우선 캐나다 오타와대학과 함께 캐나다 현지인 85명에 대한 혈압생체신호 데이터를 분석했다. 이들의 팔에 압박대를 감고 1인당 5번씩 수축·이완을 거쳐 나온 혈압생체신호 데이터를 총 425개(85×5) 확보했다. 혈압 관련 생체신호는 혈관에 압력을 가할 때 좁아진 혈관벽을 혈류가 밀어내는 힘 수치다.
연구팀은 이들 85명의 혈압생체신호 데이터 분포를 파악한 뒤 그와 유사한 분포를 보이는 새로운 임의 데이터를 만들어냈다. 장 교수는 “분포는 곧 확률이기 때문에 85명의 혈압생체신호와 유사한 분포를 새로 설정한 뒤 여기에 수천개 데이터를 넣더라도 그 분포가 유지되게끔 하면 곧 빅데이터가 탄생한다”며 “이를 바탕으로 인공지능식 학습(딥러닝)을 반복하면 혈압 측정의 새로운 툴(tool)이 나오게 된다”고 설명했다.
연구팀은 이같은 데이터 강화기법을 ‘부트스트랩 알고리즘’이라고 명명했다. 장 교수는 “바둑기사 이세돌과의 대국으로 유명해진 알파고의 강화학습 방법도 개념적으로는 이 부트스트랩 알고리즘과 유사하다”고 전했다.
결국 이같은 빅데이터 툴 안에 특정인의 혈압생체신호를 넣으면 해당인의 혈압 수치가 도출될 수 있다는 얘기다. 장 교수는 “실제 혈압과 90%가량 유사한 수치를 측정하는 것으로 알려진 일반 오실로메트릭 측정법을 이번 부트스트랩 알고리즘으로 변형하면 그 정확도가 95%까지 올라간다는 사실을 확인했다”고 말했다.
다만 연구팀은 이번 데이터 실험에 캐나다 환자들이 투입된 만큼 향후 국내 데이터를 통한 보강 실험에 나서기로 했다. 이를 바탕으로 소프트웨어를 만들어 가정(스마트워치)이나 병원에서 쓸 수 있는 바이오 진단법으로 상용화시킬 계획이다.
[서진우 기자]