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미래융합대학, 다중생체신호로 치매 및 우울증 위험도 예측 기술 개발
- 조회 : 365
- 등록일 : 2023-05-24
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[미래융합대학, 다중생체신호로 치매 및 우울증 위험도 예측 기술 개발]
국립한국교통대학교(총장 윤승조)는 미래융합대학 이상도 교수연구팀이 과학기술정보통신부와 행정안전부가 공동주관하는 ‘2023년도 과학기술활용 주민공감 지역문제 해결사업’ 공모에 최종 선정되었다고 밝혔다.
이번 과제는 충북 제천시에 ‘다중생체신호 기반 인지건강 공유케어 플랫폼’을 구축하는 것으로 총 6억 원(과학기술정보통신부 3억 원, 행정안전부 1.5억 원, 제천시 1.5억 원)의 사업비가 배정되었으며, 연구기간은 2024년 7월까지이다.
2022년 기준 국내 65세 이상 노인 인구는 897만여 명이다. 이 중 치매 병상자 수는 92만4870명으로 치매 유병률이 10.31%며, 2050년에는 약 300만명으로 증가할 것으로 추정되어 치매환자와 관리비용에 대한 대책 마련이 시급하다.
특히, 제천시는 65세 이상 노인이 전체의 24.7%를 차지하여 전국 평균 노인 인구 비율인 17.9%보다 훨씬 높은 비율을 차지하고 있으며 고령층 중에서 85세 이상 노인인구가 10.32%로 5년 전 대비 56.1%가 증가하여 치매 발병율이 매우 높은 상황이다.
또한, 제천시의 치매환자는 매년 증가하여 지난 3년간(‘19~’21) 총 치매환자 수가 110% 증가하였고, 유병률도 평균 5% 상승하여 경도인지장애 조기 발굴 및 관리시스템 구축이 절실하다.
그러나 치매를 근본적으로 억제할 수 있는 치료제 개발은 난항을 겪고 있으며, 성공확률이 매우 낮아 의약품으로 치료효과를 기대하기 어렵다.
치매는 무증상 기간이 3~20년이며, 증상 발현 시점은 질환이 이미 진행된 상태이므로 인지기능의 변화를 조기에 발견하는 것만이 사실상 치매문제를 해결하는 유일한 대안으로 여겨지고 있다.
이에 제천시는 지역사회의 치매 조기발견 및 예방을 위해 ‘2023 주민공감 현장문제 해결사업’에 과제를 제출하였고, 한국교통대학교 이상도 교수연구팀이 최종 연구책임자로 선정되었다.
이상도 교수연구팀은 목소리와 심박변이도 등 다중생체신호를 기반으로 인지건강 및 우울증의 위험도를 예측하고 추적관리하는 기술을 적용하여 위험도에 따라 대상자를 스크리닝하고 맞춤형 서비스가 제공될 수 있도록 플랫폼을 구축하는 방안을 제시하였다.
핵심 내용으로는 ▲ 15초 동안의 말소리 검사로 치매 및 우울증 위험도 예측을 통해 일반집단과 위기집단을 구분하고 ▲ 위기집단에 ‘바이탈링’을 추가 지급하여 심박변이도 등 생체신호를 추적관리함으로써 표적집단을 선별하여 치매안심센터와 공동으로 집중케어를 하는 플랫폼을 구축하는 것이다.
특히, 음정과 톤, 단어선택, 구문 및 문법 등의 패턴 감지로 인지기능의 변화를 확인할 수 있는 음성인식 기반 AI엔진을 개발하여 15초 동안의 말소리 검사로 정확도 92%의 인지건강 위험도를 예측할 수 있다.
말소리 검사는 기본적으로 스마트폰 앱 형태로 개발되지만, 스마트폰이 없는 노인들을 위해 별도의 ‘AI 케어콜’을 개발하여 인지건강 및 우울증 등 정신건강의 변화를 추적관리 할 예정이다.
위기집단에 제공되는 바이탈링은 호흡과 체온, 심박변이도를 측정하여 스트레스 강도와 수면패턴 등을 추적관리하고, 시니어 헬스 정보를 24시간 모니터링하여 응급상황에 대응할 수 있다.
인지기능 및 우울증에 관한 생체신호의 패턴변화가 감지되면 복지관 사회복지사 및 치매안심센터 직원에게 전달되어 조기에 개입하고 대상별 맞춤형 서비스를 제공하게 된다.
이상도 교수연구팀은 본 과제를 개발하기 위해 2022년 12월부터 2023년 3월까지 제천시 지역사회 전문가들로 구성된 ‘스스로해결단’과 함께 리빙랩을 운영해왔으며, 1개월간 실증을 통해 서비스 모델을 개발했다.
또한 복지․경영학과의 성인학습자들과 ‘디지털 복지와 미래사회’라는 과목을 진행하면서 UX/UI 및 서비스 경험 디자인이 반영된 앱을 함께 개발하고 있으며, 참여연구원인 성인학습자가 추후 관련 기술을 기반으로 창업/창직할 수 있도록 지원할 계획이다.
연구책임자인 이상도 교수는 “치매를 조기에 발견하고 대응할 수 있도록 디지털 기술을 활용한 다양한 시스템이 개발되어야 한다”며, “이번 연구를 통해 최소한의 센싱과 인공지능 기술로 인지기능과 우울증 등의 변화패턴을 조기에 예측하여 지역사회 정신건강 문제 해결에 도움이 될 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.
한편, 과학기술 활용 주민공감 해결사업은 지역주민과 연구자가 문제정의, 기획단계부터 기술개발․적용까지 함게 참여하는 지역 맞춤형 문제해결 지원사업으로 과기정통부와 행안부 간 협업을 통해 기술개발(R&D) 및 적용․확산(非R&D)을 동시에 지원하는 사업이다.
국립한국교통대학교(총장 윤승조)는 미래융합대학 이상도 교수연구팀이 과학기술정보통신부와 행정안전부가 공동주관하는 ‘2023년도 과학기술활용 주민공감 지역문제 해결사업’ 공모에 최종 선정되었다고 밝혔다.
이번 과제는 충북 제천시에 ‘다중생체신호 기반 인지건강 공유케어 플랫폼’을 구축하는 것으로 총 6억 원(과학기술정보통신부 3억 원, 행정안전부 1.5억 원, 제천시 1.5억 원)의 사업비가 배정되었으며, 연구기간은 2024년 7월까지이다.
2022년 기준 국내 65세 이상 노인 인구는 897만여 명이다. 이 중 치매 병상자 수는 92만4870명으로 치매 유병률이 10.31%며, 2050년에는 약 300만명으로 증가할 것으로 추정되어 치매환자와 관리비용에 대한 대책 마련이 시급하다.
특히, 제천시는 65세 이상 노인이 전체의 24.7%를 차지하여 전국 평균 노인 인구 비율인 17.9%보다 훨씬 높은 비율을 차지하고 있으며 고령층 중에서 85세 이상 노인인구가 10.32%로 5년 전 대비 56.1%가 증가하여 치매 발병율이 매우 높은 상황이다.
또한, 제천시의 치매환자는 매년 증가하여 지난 3년간(‘19~’21) 총 치매환자 수가 110% 증가하였고, 유병률도 평균 5% 상승하여 경도인지장애 조기 발굴 및 관리시스템 구축이 절실하다.
그러나 치매를 근본적으로 억제할 수 있는 치료제 개발은 난항을 겪고 있으며, 성공확률이 매우 낮아 의약품으로 치료효과를 기대하기 어렵다.
치매는 무증상 기간이 3~20년이며, 증상 발현 시점은 질환이 이미 진행된 상태이므로 인지기능의 변화를 조기에 발견하는 것만이 사실상 치매문제를 해결하는 유일한 대안으로 여겨지고 있다.
이에 제천시는 지역사회의 치매 조기발견 및 예방을 위해 ‘2023 주민공감 현장문제 해결사업’에 과제를 제출하였고, 한국교통대학교 이상도 교수연구팀이 최종 연구책임자로 선정되었다.
이상도 교수연구팀은 목소리와 심박변이도 등 다중생체신호를 기반으로 인지건강 및 우울증의 위험도를 예측하고 추적관리하는 기술을 적용하여 위험도에 따라 대상자를 스크리닝하고 맞춤형 서비스가 제공될 수 있도록 플랫폼을 구축하는 방안을 제시하였다.
핵심 내용으로는 ▲ 15초 동안의 말소리 검사로 치매 및 우울증 위험도 예측을 통해 일반집단과 위기집단을 구분하고 ▲ 위기집단에 ‘바이탈링’을 추가 지급하여 심박변이도 등 생체신호를 추적관리함으로써 표적집단을 선별하여 치매안심센터와 공동으로 집중케어를 하는 플랫폼을 구축하는 것이다.
특히, 음정과 톤, 단어선택, 구문 및 문법 등의 패턴 감지로 인지기능의 변화를 확인할 수 있는 음성인식 기반 AI엔진을 개발하여 15초 동안의 말소리 검사로 정확도 92%의 인지건강 위험도를 예측할 수 있다.
말소리 검사는 기본적으로 스마트폰 앱 형태로 개발되지만, 스마트폰이 없는 노인들을 위해 별도의 ‘AI 케어콜’을 개발하여 인지건강 및 우울증 등 정신건강의 변화를 추적관리 할 예정이다.
위기집단에 제공되는 바이탈링은 호흡과 체온, 심박변이도를 측정하여 스트레스 강도와 수면패턴 등을 추적관리하고, 시니어 헬스 정보를 24시간 모니터링하여 응급상황에 대응할 수 있다.
인지기능 및 우울증에 관한 생체신호의 패턴변화가 감지되면 복지관 사회복지사 및 치매안심센터 직원에게 전달되어 조기에 개입하고 대상별 맞춤형 서비스를 제공하게 된다.
이상도 교수연구팀은 본 과제를 개발하기 위해 2022년 12월부터 2023년 3월까지 제천시 지역사회 전문가들로 구성된 ‘스스로해결단’과 함께 리빙랩을 운영해왔으며, 1개월간 실증을 통해 서비스 모델을 개발했다.
또한 복지․경영학과의 성인학습자들과 ‘디지털 복지와 미래사회’라는 과목을 진행하면서 UX/UI 및 서비스 경험 디자인이 반영된 앱을 함께 개발하고 있으며, 참여연구원인 성인학습자가 추후 관련 기술을 기반으로 창업/창직할 수 있도록 지원할 계획이다.
연구책임자인 이상도 교수는 “치매를 조기에 발견하고 대응할 수 있도록 디지털 기술을 활용한 다양한 시스템이 개발되어야 한다”며, “이번 연구를 통해 최소한의 센싱과 인공지능 기술로 인지기능과 우울증 등의 변화패턴을 조기에 예측하여 지역사회 정신건강 문제 해결에 도움이 될 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.
한편, 과학기술 활용 주민공감 해결사업은 지역주민과 연구자가 문제정의, 기획단계부터 기술개발․적용까지 함게 참여하는 지역 맞춤형 문제해결 지원사업으로 과기정통부와 행안부 간 협업을 통해 기술개발(R&D) 및 적용․확산(非R&D)을 동시에 지원하는 사업이다.
