UWI Mona 학생, 저자원 환경 당뇨망막병증 조기 발견용 AI 시스템 개발

자메이카는 세계 소금 인식 주간을 맞아 일상 식단, 특히 어린이의 나트륨 섭취를 줄이라는 촉구를 다시 내고 있으며, 이는 심장 건강 보호를 위한 광범위한 노력의 일환이다.

보건 전문가들은 어린이 식단의 염분을 지금 줄이면, 특히 과체중인 아이들의 경우 나중에 심장병 위험을 낮출 수 있다고 말한다. 학부모들에게는 소금을 거의 넣지 않거나 아예 넣지 않고 요리하고, 신선한 허브와 양념을 활용하며, 짠 간식을 제한하고, 영양 성분표를 읽어 나트륨 함량이 높은 제품을 피할 것이 권고된다. 11세 미만 어린이는 모든 식품에서 하루 2그램 이하의 소금만 섭취해야 한다.

자메이카 건강·생활습관 조사(Jamaica Health and Lifestyle Survey)에 따르면 약 1만 2,000명의 자메이카인이 심장마비를 겪었으며, 그중 남성 약 8,000명, 여성 약 4,000명이다. 전문가들은 위험을 흡연, 영양, 휴식, 신체 활동, 환경적 요인과 연관 짓는다. 꾸준히 흡연하는 사람은 일반 인구보다 심장마비 위험이 약 2~4배 높지만, 금연 후 24시간 안에 이득이 시작될 수 있으며 10~15년이 지나면 심혈관 위험이 비흡연자 수준에 근접할 수 있다.

전문가들은 또한 과다한 소금이 섭취 후 약 30분 안에 혈관 기능을 손상시킬 수 있고, 오래 앉아 있으면 심혈관 위험이 높아지며, 수면 부족은 심장병 발생률 상승과 연관되며, 격한 분노는 그다음 몇 시간 동안 심장마비 위험을 급격히 높일 수 있다고 경고한다. 자메이카인은 하루 평균 9~12그램의 나트륨을 섭취하는데, 이는 세계보건기구(World Health Organization)가 권고하는 하루 5그램 미만 상한의 약 두 배이며, 성인의 이상적 목표는 모든 공급원에서 하루 나트륨 2그램 미만이다. 성인은 하루 약 3~5그램, 즉 반 티스푼에서 한 티스푼 정도로 섭취를 제한할 것이 권고된다.

한편 자메이카는 의료 분야에서 인공지능 활용을 확대하고 있다. 서인도 제도대학교(University of the West Indies) Mona 캠퍼스에서 공학과 4학년 Ricardo Harrison은 망막 사진으로 당뇨망막병증을 검출하는 AI 기반 컴퓨터 비전 시제품을 개발했다. 1년간 진행된 졸업 설계 프로젝트는 리즈 대학교(University of Leeds)의 협력자 Gerard Loza와 Nikita Greenidge가 제안했으며, UWI Mona 생체의공학과장 Sasha Gay Wright가 지도했다.

당뇨망막병증은 눈에 영향을 미치는 당뇨 합병증으로, 경제활동 연령층 실명의 주요 원인이며 전 세계 30~64세 인구의 시력 손실 주요 원인이다. 진단에 AI를 통합하는 것은 조기 발견과 적시 치료에 중요한 것으로 여겨지며, 전문가들은 망막병증을 신속히 발견·관리하면 90% 이상의 경우 시각 장애를 예방할 수 있다고 말한다.

Harrison의 시스템은 망막 뒤쪽을 3.3배 확대하는 20D 렌즈로 망막 이미지를 촬영하고, 스마트폰으로 촬영하며, Google에 호스팅된 모델로 경증, 중등도, 증식성 또는 정상 소견 등 중증도를 분류한다. 설계는 기존 장비가 비싸고 이동이 어려운 저자원 병원을 대상으로 한다. ResNet 152 version 2 딥러닝 아키텍처를 사용하며 심박수, 혈압, 체온, 산소 포화도 등 활력 징후 환자 모니터링 기능을 포함한다.

Kaggle 데이터셋으로 모델을 학습시킨 Harrison은 이 프로젝트가 자신의 첫 AI 관련 과제였으며, 작업이 힘들었지만 교수진과 동료의 지원으로 완수했다고 말했다. 그는 시스템이 병원 통합 준비도 약 78%라고 추산하며, 외부 지원과 고품질 카메라가 있으면 준비도를 95%까지 끌어올릴 수 있어, 망막병증 검출 장비가 부족한 카리브 지역 전역에서 스크리닝을 더 저렴하고 접근 가능하게 만들 수 있기를 바란다고 했다. 그는 병원에서의 보다 넓은 사용이 검진이 필요하다는 사실을 모르는 환자들의 인식을 높일 수도 있다고 말했다.