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가정용 스마트 스피커, 임상 환경 보조 용도로 확장돼…방사선 전문의 정보 검색 지원
2019-05-29 09:12:58
김효은
▲스마트 스피커는 인터벤션 방사선 전문의가 컴퓨터를 사용하지 않고 정보를 검색할 수 있도록 돕는다(사진=ⓒ123RF)

아마존 에코와 구글 홈은 일반적인 가정의 거실에 둘 수 있는 스마트 스피커다. 하지만 최근 연구에 따르면, 이 스마트 스피커가 일반 가정의 거주민을 도울 수 있을 뿐만 아니라 임상 환경에서도 잠재력이 있다는 사실이 입증됐다. 연구진은 스마트 스피커가 수술실의 의사를 지원할 수 있도록 프로그램 할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

병원 수술실에서 스마트 스피커의 사용 가능성을 조사한 연구는 미국 인터벤션 영상의학학회의 2019 연례학술회의에서 발표됐다. 이번 연구 결과에 따르면, 스마트 스피커 시스템을 프로그래밍해 기존에 사용하던 목소리 인터페이스로 전환하면 인터벤션 영상의학 전문의를 위한 보조 기기가 될 수 있다.

임상 용도의 홈스마트 스피커

가장 대중적인 스마트 스피커 모델로는 소노스 원, 에어플레이 2, 아마존 에코, 구글 홈 등이 있다. 이 기기들은 오디오 품질 개선 및 멀티룸 기능 같은 개선점을 제외한다면 보통 여타 다른 스피커처럼 기능한다. 하지만 일반 스피커와 차이점은 특별한 스마트 기술을 갖추고 있다는 것이다.

사용자는 스마트 스피커를 통해 가상 지원으로 연결되고 스포티파이(Spotify) 같은 앱을 통해 음악을 들을 수 있다. 따라서 유틸리티 홈 스피커로 간주되고 있다.

한편, 캘리포니아대학의 한 연구팀이 수술실에서 스마트 스피커 사용에 대한 새로운 연구 결과를 발표했다. 이 연구팀은 인터벤션 방사선 전문의들이 컴퓨터를 사용하지 않고 스마트 스피커를 사용해 정보를 검색하는 방법을 조사했다. 그리고 이 스피커가 수술 도중 유용한 챗봇이 될 수 있는지 확인하길 원했다.

“수술 도중 인터벤션 방사선 전문의는 적절한 방식으로 전달된 의료 정보를 필요로 한다. 그러나 수술 도중에는 무균 상태로 있어야 하기 때문에 컴퓨터를 사용할 수 없는 상황이 되기도 한다. 이때, 스마트 스피커 기술로 환자에게 필요한 결정을 신속하고 정확하게 내릴 수 있다”고 선임저자인 케빈 실 박사는 설명했다.

이 스마트 스피커 모델은 구글 홈 디바이스 용도의 애플리케이션을 통해 개발됐다. 그리고 애플리케이션은 사람의 질문을 처리할 수 있으며 검색을 기반으로 권장 내용을 제시할 수 있다.

▲스마트 스피커 모델은 구글 홈 디바이스 애플리케이션을 통해 개발됐다(사진=ⓒ123RF)

예를 들어, 인터벤션 방사선 전문의가 환자의 혈관에 이식할 스텐트의 크기를 알고 싶다면 스마트 스피커는 애플리케이션을 통해 검색을 하는 것이다. 그후 상황에 따른 정확한 크기의 답을 제시하게 된다. 이는 의사의 결정을 효과적으로 개선할 수 있는 방법이다.

스마트 스피커, 의료 기기로의 전환

스마트 스피커를 인터벤션 방사선 전문의의 의료 보조 기기로 전환하기 위해, 연구팀은 카테터와 스텐트, 혈관 플러그 등 방사선 전문의가 활용했던 기기 475가지의 문헌 검토를 사용했다.

그리고 자연언어 처리의 경우, 연구팀은 질문에 대한 정보 검색을 위해 다이알로그플로우(Dialogflow)를 실행했다. 의료 환경용으로 개조한 스마트 스피커는 사람의 목소리를 매개로 작동하기 때문이다. 한편, 데이터 처리 및 로직 운영은 파이톤(Pyton)에서 제작한 스크립트로 처리했다.

가상 의료 컨설턴트

인터벤션 방사선 전문의를 위한 스마트 스피커 애플리케이션을 개발하기 전인 2017년, 연구팀은 먼저 인터벤션 방사선 전문의를 모방할 수 있는 챗봇 시스템을 개발했다. 이 인터벤션 방사선 전문의는 증거를 토대로 임상의의 질문에 대답을 제시할 수 있으며 소통도 할 수 있었다. 그 결과, 의사들은 실시간으로 다른 의사들에게 의료 내용을 쉽게 물을 수 있게 됐다.

이때, 연구팀은 챗봇의 인공지능을 훈련시키기 위해 딥 러닝을 사용했다. 그리고 질문에 올바르게 답하고 대화 방식으로 전달할 수 있도록 훈련시켰다. 시스템 훈련용 데이터세트에는 조기 감지 및 치료 계획, 질병 모니터링에 대한 정보가 포함됐다.

연구팀은 인터벤션 방사선 전문의가 의료 상담을 받았던 2,000가지 이상의 사례를 활용했다. 시스템은 온라인 고객 서비스 챗으로 고안됐기 때문에, 의사는 질문에 대한 적절한 답을 즉각적으로 제시 받을 수 있었다. 그러나 질문 내용에서 실제 사람을 요구하는 경우, 시스템은 인터벤션 방사선 전문의를 연결시켜줬다.

그리고 이 시스템은 딥 러닝 통합을 통해 질문과 답을 지속적으로 학습할 수 있기 때문에 AI의 기능을 개선할 수 있다는 장점이 있다. 또한, AI는 자연 언어 처리를 사용해 사람의 언어와 상호작용할 수 있다.

이제까지 프로토타입 인조 인터벤션 방사선 전문의는 자연 언어를 사용해 질문에 답하고 머신러닝 기능을 수행할 수 있었다. 그리고 캘리포니아대학의 의료 전문가와 방사선 종양학자, 인터벤션 방사선 전문의로 구성된 소규모 연구팀은 그 기능을 테스트하기 위해 실제 상황에서 활용했다.

연구팀은 딥러닝이 성공을 거둔 경우 일반 내과 전문의와 심장 전문의, 심지어 신경외과 전문의를 포함한 다른 의료 분야로 소프트웨어를 확장할 계획도 세우고 있다.

방사선 종양학 전문의인 존 헤지 박사는 “새로운 시스템의 취지는 환자들에게 양질의 의료를 제공하는 것”이라고 말했다. 헤지 박사는 “스마트 스피커가 신속한 데이터 접속을 위한 강력한 도구가 되리라는 것은 의심의 여지가 없다”고 덧붙였다.

임상 환경에서의 스마트 스피커는 지금도 개발 중이며, 연구팀은 재료비 및 재고 데이터베이스에 대한 정보 등으로 적용 범위를 넓힐 계획이라고 밝혔다.


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