AI로 자폐증·ADHD 진단한다...15분 만에 가능

인디애나대학교 연구팀이 인공지능을 활용해 자폐 스펙트럼 장애와 주의력결핍 과다행동장애(ADHD) 진단 속도와 정확도를 크게 향상시킬 수 있는 새로운 방법을 개발했다고 8일 발표했다.

현재 인디애나주에서는 자폐증이나 ADHD 의심 증상을 보이는 아동이 정신과 의사의 진단 예약을 잡는 데까지 최대 18개월이 걸린다. 정신과 의사들은 의사소통 장애, 과다행동, 반복 행동 등의 증상을 분석하기 위해 다양한 검사와 환자 설문조사를 사용하지만, 자폐증이나 ADHD 진단을 위한 정량적이거나 생물학적 검사법은 널리 사용되지 않고 있다.

인디애나대학교 블루밍턴 캠퍼스 물리학과의 호르헤 호세(Jorge José) 교수는 "신경다양성 장애의 증상은 매우 이질적이어서 정신과 의사들이 '스펙트럼 장애'라고 부르는 이유가 여기에 있다. 어떤 사람이 신경전형적인지 아닌지를 알려주는 관찰 가능한 단일 요소가 없다"고 설명했다.

호세 교수팀이 네이처의 사이언티픽 리포츠에 8일 발표한 연구는 정량적 바이오마커와 생체측정학을 사용해 신경다양성 장애를 신속하고 정확하게 평가하는 데이터 기반 접근법 개발의 최신 단계를 상세히 기술하고 있다.

연구팀의 방법은 최소 15분 만에 자폐증이나 ADHD를 진단할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 학교에서 추가 치료가 필요한 학생들을 선별하는 데 사용될 수 있다고 매사추세츠대학교 암허스트 캠퍼스 박사과정생이자 2016년부터 호세 교수팀의 일원인 코쉬라브 닥터(Khoshrav Doctor)가 설명했다.

연구팀은 2018년 럿거스대학교와의 협력 연구에서 육안으로는 감지할 수 없지만 센서를 사용해 식별하고 심각도를 측정할 수 있는 "움직임 바이오마커"가 있다는 것을 밝혀냈다.

연구진은 참가자들에게 컴퓨터 터치스크린에 나타나는 목표물에 손을 뻗도록 지시하고, 손에 부착된 센서를 사용해 초당 수백 개의 미세 움직임 이미지를 기록했다. 결과적으로 신경전형적 환자들이 자폐증 참가자들과 측정 가능하게 다른 방식으로 움직인다는 것을 발견했다.

최근 연구에서는 고화질 운동학적 블루투스 센서를 활용해 참가자의 움직임 속도뿐만 아니라 가속도, 회전 및 기타 여러 변수도 측정했다. 딥러닝이라는 특수한 AI 영역을 도입해 새로운 측정값을 분석했다.

인디애나대학교 물리학과 대학원생 촌디 맥키버(Chaundy McKeever)는 "우리는 뇌를 바라보는 물리학자의 접근법을 취하고 있으며 특히 움직임을 분석하고 있다"며 "환자의 움직임이 얼마나 산발적인지를 살펴보는데, 일반적으로 움직임이 더 산발적일수록 장애가 더 심각하다는 것을 발견했다"고 말했다.

이 향상된 방법을 통해 의료진은 신경다양성 장애의 심각도를 더 잘 평가할 수 있게 되어 치료법을 더 적절히 설정하고 그 효과를 모니터링할 수 있다.