[메디게이트뉴스 이지원 기자] 의료현장에서 환자 상태 평가는 의료진의 관찰과 경험, 수기 기록, 정적인 영상검사 등에 의존하고 있지만 인공지능(AI)과 웨어러블 기술 등이 발전하면서 데이터 기반으로 평가하려는 시도가 이어지고 있다.

특히 골다공증과 근감소증 분야에서는 골밀도와 근육량 중심의 전통적 평가를 넘어 환자의 실제 기능 상태와 생체신호, 보행 능력, 균형, 낙상 위험 등을 객관적으로 측정하려는 움직임이 확대되고 있다.

20일 열린 대한골대사학회 학술대회에서 씨어스와 엑소시스템즈, 솔티드, 프로메디우스는 각사의 디지털 헬스케어 기술을 소개하며, 생체신호 모니터링부터 근기능 평가, 보행 분석, 골다공증 선별까지 다양한 영역에서 기존 평가 방식의 한계를 보완할 수 있다고 강조했다.
 
모니터링에서 예측까지…씽크, 입원환자 생체신호 관리 확장

씨어스 송희석 최고기술책임자(CTO) 부사장은 웨어러블 바이오센서와 의료 AI를 기반으로 한 입원환자 실시간 생체신호 모니터링 솔루션 '씽크(thynC)'를 소개하며, 환자 상태를 단순히 관찰하는 수준을 넘어 지속 모니터링과 위험 예측 단계까지 발전시키고 있다고 설명했다.

송 CTO 부사장은 국내 인구 1000명당 병상 수는 OECD 평균보다 높지만, 임상 간호사 수는 상대적으로 적은 수준이라며, 국내 병원 환경에서 일반병동 환자 모니터링의 필요성이 커지고 있다고 했다. 이에 중환자실 중심의 실시간 환자 모니터링을 일반병동까지 모니터링 범위를 넓혀야 한다고 강조했다.

씨어스는 이를 위해 복잡한 유선 장비 대신 환자 몸에 부착하는 웨어러블 바이오센서와 병동 단위 통합 모니터링 소프트웨어를 결합한 씽크를 개발했다. 씽크는 심전도(ECG) 패치, 체온 패치, 산소포화도 측정기 등을 통해 입원환자의 심전도, 산소포화도, 체온, 혈압 등 생체신호를 실시간으로 수집한다. 의료진은 PC, 태블릿, 대시보드 등을 통해 병동 내 환자 상태를 통합적으로 확인할 수 있다.

송 CTO 부사장은 씽크에 BLE 듀얼 커넥션(BLE Dual Connection) 기술을 적용해 환자가 병원 안에서 이동하더라도 데이터 누락을 최소화했다고 설명했다. 심전도 패치에는 6축 가속도·자이로 센서가 탑재돼 환자 움직임을 감지하고, 낙상으로 판단되는 패턴이 나타나면 알림을 제공한다.

실제 의료현장 적용을 위해 기존 병원용 텔레메트리 장비와의 비교 연구도 진행됐다. 씨어스는 씽크와 텔레메트리 장비를 비교한 결과 심전도 측정 정확도, 노이즈, 신호 손실, 악성 부정맥 검출 등 주요 평가항목에서 기존 장비와 동등한 수준의 성능을 확인했다.

단 디지털 환자 모니터링 솔루션이 실제 의료현장에 안착하려면 수가 적용이 관건이다. 이에 송 CTO 부사장은 "처음부터 신의료기술이나 기존에 없던 수가를 대상으로 했다기보다는, 기존 수가가 있지만 미충족 수요가 큰 영역을 타깃으로 잡았다"며 "기존 텔레메트리 장비와 최대한 동등성을 확보하려고 했고, 비교 연구와 임상 연구를 통해 이를 극복할 수 있었다"고 말했다.

씨어스는 단순 모니터링에 그치지 않고 AI 기반 예측 연구도 진행 중이다. 송 CTO 부사장은 환자 바이탈 신호를 활용해 24시간 이내 심정지 발생 가능성을 예측하는 알고리즘을 개발했으며, 30초 심전도 데이터를 기반으로 향후 5시간 이내 응급 부정맥 발생 가능성을 1시간 단위로 예측하는 알고리즘도 연구하고 있다고 설명했다.

그는 "항암 입원환자를 대상으로 한 연속 체온 모니터링 연구에서는 기존 간헐적 체온 측정보다 조기 발열 감지에 유용할 가능성을 확인했다"며, 감염이나 발열 위험이 큰 환자군에서 연속 모니터링이 임상적 판단을 보조할 수 있다고 부연했다.

송 CTO 부사장은 향후 적용 범위 확장 가능성에 대해 "현재 씽크는 입원 환자를 대상으로 하고 있지만 앞으로는 응급 이송 환자나 재택 환자까지 모니터링할 수 있도록 연구개발을 진행하고 있다"며 "의료진 간 원격 협진 솔루션에도 활용할 수 있도록 개발하고 있다"고 말했다.

또한 송 CTO 부사장은 현재 씽크는 2026년 3월 기준 176개 의료기관, 약 1만6000병상에 도입됐으며, 연속혈당측정기(CGM), 반지형 혈압계, 잔뇨 모니터링 등 외부 솔루션과의 연계도 추진하고 있다고 밝혔다.
 
"혈당처럼 근기능 측정한다"…신경근육 기능 정량화로 검사자 판단 의존 ↓

엑소시스템즈 이후만 대표는 기존 신경근육계 임상 기능평가는 환자 상태와 검사자, 평가 환경에 영향을 받을 수 있다며, 웨어러블 근전도 센서와 AI를 활용해 신경근육 기능을 객관적 지표로 정량화하는 기술을 소개했다.

이 대표는 "혈당이나 혈압을 측정하듯 신경근육 기능도 보다 간편하고 직관적으로 측정할 수 있는 지표가 있다면 어떨까라는 문제의식에서 출발했다"며 "치료 효과를 평가하고 모니터링하는 신경근육계 임상적 기능 평가는 임상 현장에서 객관적 수치를 반복 측정하는 데 실질적인 한계가 존재한다. 또한 높은 임상 비용과 시간, 제한된 참여자 수와 데이터 품질 문제로 실제임상데이터(RWD) 확보에 어려움이 있다"고 말했다.

이어 "신경근육 기능을 정량화하고 반복적으로 추적할 수 있는 디지털 바이오마커를 만들고자 했다"며 'MFI(Muscle Function Index)'를 제시했다.

MFI는 대퇴사두근 등 특정 근육에 표준화된 전기 자극을 가한 뒤 발생하는 유발 근전도 신호를 AI가 분석해 신경근육 기능을 수치화한 디지털 바이오마커로, 엑소시스템즈의 근감소증 진단 보조 AI 소프트웨어 '엑소메드 딥사크(EXOMED-DeepSARC)'에 적용됐다.

기존 신경근육계 기능평가는 검사자가 환자의 동작 수행을 관찰하고 점수화하는 방식이어서 시간이 오래 걸리고, 환자 컨디션이나 평가자에 따라 결과가 달라질 수 있다. 하지만 엑소메드 딥사크는 약 3분간 측정한 생체신호를 AI가 분석하는 방식으로 검사 시간을 줄이고, 동일한 프로토콜에 따라 반복 측정할 수 있다.

이 대표는 이러한 접근이 기능평가에 필요한 인력과 환자 부담을 낮춘다고 밝혔다. 또한 비용 절감, 정량적 데이터 수집, 데이터 일관성 등의 장점이 있다고 설명했다. 엑소시스템즈는 해당 기술과 솔루션을 통해 신경근육계 임상 기능평가에 소요되던 시간과 비용을 90% 이상 절감하는 것을 목표로 한다.

이어 그는 동작분석 역동적 근전도 검사 솔루션 '엑소필 dEMG(exoPill dEMG)'를 소개했다. 이는 맞춤형 전자약 엑소필(exoPill)을 활용해 환자의 움직임 중 근육 활성도와 건측·환측 차이, 회복률 등을 분석하는 솔루션으로, 재활 경과 추적과 기능 회복 평가 등에 활용된다. 이 대표에 따르면 동작분석 역동적 근전도 검사(EZ773) 비급여 행위를 기반으로 실제 임상현장에서 활용되고 있다.

아울러 이 대표는 "신경근육계 희귀질환 치료제 개발 과정에서 환자의 기능 변화를 객관적으로 모니터링할 수 있는 지표가 필요하다는 제약사의 수요가 있었다"며 한국로슈와의 연구 사례를 소개했다.

엑소시스템즈는 로슈와 함께 신경계 희귀질환 환자 43명을 대상으로 운동기능 평가 추정 성능을 검증했으며, 척수성 근위축증(SMA) 환자 8명을 대상으로 승인된 두 치료제의 반응 차이를 구분하는 연구도 수행했다. 이는 디지털 바이오마커가 신경근육계 질환 치료제 개발과 치료 반응 평가에 활용될 수 있음을 보여주는 사례라는 설명이다.

특히 SMA 연구에서는 환자에게 센서를 제공하고 가정에서 주 3회 이상 데이터를 수집하는 방식도 적용했다. 이에 이 대표는 "현재 운동기능 평가는 병원에 왔을 때만 측정할 수 있는 경우가 많다. 실생활 환경에서 반복적으로 데이터를 확보하는 것이 중요하다"며, 이러한 기술이 근감소증 진단 보조에 그치지 않고 신경·근골격계 질환의 기능 평가와 스크리닝 영역으로 확장될 수 있다고 전망했다.
 
보행·균형 평가의 디지털화…골밀도 넘어 낙상 위험까지 데이터로 본다

솔티드 조형진 대표는 스마트 인솔 기반 디지털 기능평가 플랫폼 '뉴로게이트(NEUROGAIT)''를 소개하며, 골밀도나 근육량 같은 정적 지표 중심의 평가의 한계를 보완할 수 있다고 강조했다.

조 대표는 "지금까지는 근육량이나 골밀도처럼 '얼마나 많은가(How much)'를 중심으로 봤다면 앞으로는 '얼마나 잘 걷는가(How well)''라는 기능적 측면을 함께 봐야 한다"며 "골다공증성 골절이나 근감소증으로 인한 낙상은 골밀도나 뼈 상태만으로 설명되지 않고, 보행과 균형, 움직임 같은 기능 문제와 연결돼 있다"고 말했다.

특히 골다공증성 골절은 뼈의 취약성뿐 아니라 보행 불안정성, 균형 저하, 하지기능 저하, 낙상 취약성과 밀접하게 연결된다. 근감소증 영역에서도 환자의 이동능력, 낙상 위험, 독립생활 유지 가능성, 삶의 질을 반영하는 주요 지표로 활용된다. 하지만 기존 기능평가·검사는 수기 측정과 검사자 판단에 의존하는 경우가 많다. 또한 보행분석실이나 모션캡처 장비 등은 비용과 공간 제약이 커 반복 측정에 한계가 있다.

이에 솔티드는 보행과 균형, 하지 기능을 객관적인 데이터로 측정하기 위한 뉴로게이트를 개발했다. 뉴로게이트는 스마트 인솔에 탑재된 압력센서와 관성측정장치(IMU)를 활용해 보행, 균형, 하지 근력, 체중부하, SPPB, TUG 등을 측정·분석하는 플랫폼이다.

뉴로게이트는 보행 과정에서 발생하는 족저압, 체중 분포, 압력중심(COP) 이동, 좌우 비대칭, 보행 패턴 등을 정량화하고 자동 분석한다. 특히 압력센서와 IMU 데이터를 함께 활용해 발이 지면에 닿는 구간뿐 아니라 공중에 떠 있는 스윙 구간까지 분석할 수 있어 기존 수기 평가보다 더 많은 기능 정보를 제공한다. 현재 뉴로게이트는 국내 50개 이상 의료기관에 도입됐으며, 솔티드는 10만건 이상의 보행·기능 데이터를 확보했다.

조 대표는 고관절 골절 환자를 대상으로 한 연구에서 기존 수기 신체기능검사(SPPB)와 뉴로게이트 기반 디지털 SPPB 간 상관계수(R) 0.98을 확인했다고 밝혔다. 검사자 의존도가 높은 기능평가를 디지털 방식으로 정량화할 수 있는 가능성을 보여준 것이다.

또한 그는 만성 발목 불안정성 환자의 재활 연구, IMU 기반 one-leg stand 분석, AI 기반 보행 패턴 분류 연구 등을 소개하며, 보행·균형 데이터가 재활 경과 추적과 이상 보행 판별에 활용될 수 있다고 설명했다.

이에 조 대표는 뉴로게이트가 DXA 등 기존 골밀도 검사 장비를 대체하기보다, 정적 검사만으로 확인하기 어려운 기능적 취약성을 보완하는 도구로 활용될 수 있다고 강조했다. DXA가 뼈의 양과 강도를 평가한다면, 뉴로게이트는 환자의 보행 안정성, 균형 능력, 낙상 취약성, 골절 후 기능 회복 경로를 확인한다는 설명이다.

아울러 그는 골절 후 관리에서 디지털 기능평가의 필요성도 커지고 있다며, 뉴로게이트가 향후 골절연계서비스(FLS), 골절 후 재활 모니터링, 홈 재활, 노인 낙상 예방 등으로 확장될 수 있다고 전망했다. 병원 내 단회성 평가를 넘어 환자의 기능 변화와 회복 경로를 장기 추적할 수 있다는 설명이다.

이어진 질의응답에서는 재택 재활과 통합돌봄 영역으로의 확장 가능성도 제시했다. 재택 환경에서의 활용 가능성에 대한 질의에 조 대표는 "병원 내 기능평가를 넘어 재택 재활과 통합돌봄 영역에서도 활용 가능성이 있다"며 "낙상 위험이 높은 환자의 보행과 균형 상태를 주기적으로 측정하고 관리하는 방식으로 활용할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

 
흉부 X-ray 한 장으로 숨은 골다공증까지 확인…환자 조기 발견으로 치료 기회 ↑

프로메디우스 배현진 대표는 흉부 X-ray 기반 골다공증 선별 AI 솔루션 '오스테오 시그널(Osteo Signal)'을 소개하며, 골다공증 진단 사각지대에 있는 환자를 기존 의료영상에서 찾아내는 기회검진 전략을 제시했다.

배 대표는 "골다공증은 골절이 발생하기 전까지 진단되지 않는 경우가 많다"며 "흉부 X-ray 한 장으로 숨어 있는 골다공증 환자를 조기에 발견하고 치료 기회를 제공하는 것이 목표"라고 말했다.

골다공증 표준검사인 DXA는 진단과 치료 결정에 중요한 검사지만, 건강검진과 외래 진료에서 광범위하게 촬영되는 흉부 X-ray에 비해 검사 기회가 제한적이다. 배 대표는 골다공증 검사를 새로 늘리는 방식만으로는 진단 공백을 해소하는 데 한계가 있으며, 이미 촬영된 의료영상을 활용해 고위험군을 찾아내는 접근이 필요하다고 설명했다.

오스테오 시그널은 기존에 촬영한 흉부 X-ray 영상을 AI가 약 3초 안에 분석해 골다공증 위험도를 선별하는 기술이다. 추가 촬영이나 방사선 노출 없이 기존 영상을 활용한다는 점에서 기회검진(Opportunistic Screening) 방식이다.

오스테오 시그널은 서울아산병원 검진센터에서 확보한 흉부 X-ray와 DXA 검사 5만5600쌍을 학습해 개발됐다. AI는 흉부 X-ray에서 사람 눈으로 확인하기 어려운 픽셀 단위 패턴을 분석해 골다공증 위험도를 평가한다.

배 대표에 따르면 오스테오 시그널은 개발 데이터에서 AUC(Area Under the Curve, AI 모델의 판별 성능을 나타내는 지표) 0.94를 기록했다. 국내외 다기관 검증에서도 AUC 0.85~0.94 수준의 성능을 확인했으며, 폐 병변, 의료기기, 영상 아티팩트가 포함된 실제 임상환경 데이터에서도 AUROC 0.86을 기록했다. 이를 통해 프로메디우스는 다양한 의료기관과 실제 진료 환경에서도 적용 가능성을 확인했다.

현재 프로메디우스는 국내와 베트남, 인도네시아 등에서 인허가를 받았으며, 국내에서는 혁신의료기기 지정과 신의료기술평가 유예를 통해 의료현장 적용을 확대하고 있다.

배 대표는 "한국, 미국, 일본, 독일, 싱가포르, 오스트리아 등 6개국에서 비용효과성 연구를 진행했으며, 골절 예방과 의료비 절감 가능성도 확인했다"고 밝혔다.

그는 "최근 영국 골다공증 가이드라인에서 AI 기반 기회검진 소프트웨어 활용이 처음 언급됐고 미국에서도 관련 논의가 확대되고 있다"며 "골다공증 선별 패러다임이 바뀌고 있다"고 말했다.

이어 "향후에는 골감소증까지 구분하는 모델로 확장하고 골절 예측 모델 개발도 추진할 계획"이라며 "조기 발견부터 골절 예방까지 이어지는 예방 중심 관리체계를 구축하는 것이 목표"라고 덧붙였다.