심전도(Electrocardiogram, ECG)는 심장에서 발생하는 전기적 신호를 기록한 것으로, 심장질환을 진단하는 데 사용한다. 병원에서는 심장의 신호를 다양한 각도에서 측정해 12개의 심전도를 기록한다.

이와 달리 갤럭시워치나 애플워치는 한 가지 방향으로만 심장의 신호를 기록하기 때문에 1개의 심전도만 남긴다. 전자를 12리드(Lead) 심전도, 후자를 단일 리드(Single Lead)라고 부른다. 단일 리드 심전도는 12 리드 심전도에 비해 충분한 정보량을 갖지 못해 복잡한 심장질환을 확인하는 데 한계가 있다. 

이에 의료 인공지능(AI) 분석 전문기업 메디컬에이아이가 개발한 진단 방식을 혁신하는 ‘ECGT2T’는 2개 리드의 심전도만으로 나머지 10개 리드의 심전도를 합성해 12리드 심전도를 구성하는 기술이다. 스마트워치를 통해 측정한 심전도만으로 복잡한 심장질환도 진단할 수 있는 길이 열린 것이다.

메디컬에이아이(대표 권준명, 김흥석)의 이 심전도 생성 AI ‘ECGT2T’ 기술은 오는 6월 4일부터 10일까지 그리스 로도스 섬에서 열리는 세계 최대 규모의 2023 IEEE '음향, 음성 및 신호 처리에 관한 국제 회의(ICASSP 2023, International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing)'에서 발표될 예정이다.

ICASSP 2023에 발표자로 나설 메디컬에이아이 조용연 AI팀 팀장은 “이번 연구를 통해 소비자들이 궁극적으로 원하는 헬스케어 서비스에 한발 더 가까워졌다”면서 “우리의 기술이 헬스케어 AI 기술의 발전에 선도적 역할을 할 수 있도록 힘쓰겠다”고 말했다. 

특히, 이 기술은 기존 1개의 심전도만 찍을 수 있는 스마트워치를 다른 지점에서 2번 측정하면 2개 리드의 심전도를 기록할 수 있다. 예를 들어 애플워치를 왼팔에 차고 오른손은 크라운(애플워치에 달린 동그란 버튼)에 접촉한 후 심전도를 측정하고, 다시 애플워치를 배 위에 올려두고 오른손으로 크라운을 접촉해서 다른 리드를 측정하면 된다. 

실제 환자로부터 측정한 심전도와 ‘ECGT2T’를 통해 생성한 심전도를 비교해보니 시간의 오차는 15밀리초(millisecond, 1000분의 1초), 진폭의 오차는 10% 미만이었다. 

최근 ‘챗GPT’와 같은 생성형 AI는 기존 데이터를 기반으로 새로운 콘텐츠를 생성하는 능력으로 다양한 분야에서 활용되고 있다. ‘ECGT2T’ 역시 생성형 AI로써 기존에 심전도 측정이 가능한 스마트워치의 한계를 개선해 제한된 심전도로부터 더 많은 정보를 생성할 수 있다. 스마트워치 심전도를 통해 사용자에게 고도화된 헬스케어 서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 

메디컬에이아이 권준명 공동대표는 “이번 ICASSP의 발표는 헬스케어 생성형 AI의 탄생을 전세계 연구자들 앞에서 알리는 중요한 의미”라며 “우리의 선도적인 AI 기술을 바탕으로 질환을 조기에 발견하고 치료하는데 기여하겠다”고 덧붙였다. 

메디컬에이아이는 전체 심부전 환자의 약 50%를 차지하는 좌심실수축기능부전을 선별하는 심전도 분석 AI 소프트웨어(제품명 ‘AiTiALVSD’)를 지난 3월 31일 한국보건의료연구원으로부터 혁신의료기술로 지정 받고 의료현장 진출을 앞두고 있다.

한편, 메디컬에이아이는 ‘ECGT2T’의 성능을 연구를 통해 이미 입증한 바 있다. 700여 명의 환자를 대상으로 스마트워치로 측정한 심전도를 12 리드 심전도로 구성했다. 이를 토대로 심부전을 진단한 결과 95% 정확도를 나타냈다.

해당 연구는 국제학술지 ‘Diagnostics'에 '12-리드 심전도를 생성하여 심부전 감지를 위한 인공지능 강화 스마트워치 ECG(Artificial intelligence-enhanced smartwatch ECG for heart failure-reduced ejection fraction detection by generating 12-lead ECG 보기)' 란 제목으로 2022년 3월 8일 게재됐다.