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수술 환자 10명 중 7명이 심한 통증 호소 한다는데...이제,AI가 얼굴 표정 읽고 수술 후 통증 예측

분당서울대병원 마취통증의학과 구본욱 · 박인선 교수팀,정확하고 객관적인 통증 평가 위해 얼굴 표정 및 생체 신호 기반으로 수술 후 환자 통증 예측하는 인공지능 모델 개발 얼굴 표정 데이터 학습시킨 인공지능 모델, AUROC 0.93으로 매우 높은 예측 정확도 보여 통증에 대한 환자의 주관적 호소를 객관적이고 정확하게 평가해, 적절한 통증 관리 치료 가능

분당서울대병원 마취통증의학과 구본욱 · 박인선 교수(사진 우) 팀이 환자의 얼굴 표정만으로 수술 후 통증의 발생을 예측하는 인공지능 모델을 개발하고, 유용성을 확인한 연구 결과를 발표했다. 통증을 표현하는 것은 환자의 건강 상태를 반영하는 중요한 정보 중 하나로, 환자의 안전과 빠른 회복을 위해서는 의료진의 적절한 평가와 신속한 대처가 필요하다. 특히, 수술 환자의 최대 71%가 수술 후 통증을 겪는 것으로 알려져 있는데, 통증의 정도는 매우 주관적이고, 소아나 정신질환자 등 스스로의 통증을 표현하기 어려운 경우 통증의 유무, 강도 등을 정확하게 예측하기 어렵다는 한계가 있었다. 이에, 구본욱 · 박인선 교수 연구팀은 통증에 대해 반사적으로 나타나는 얼굴 표정, 생리적 신호 등을 이용, 수술 후 환자의 통증을 평가해 빠르고 객관적으로 예측하는 인공지능 모델을 개발하고자 연구를 수행했다. 연구팀은 전신마취 하에 위 절제 수술을 진행한 환자를 대상으로 ▲수술 전 통증이 없는 상태 ▲수술 후 마취회복실 입실 직후 ▲환자가 진통제가 필요한 정도의 통증을 표현했을 때 ▲진통제 투여 후 통증이 경감된 상태에서의 얼굴 표정을 촬영했다. 이와 함께, 통상적으로 통증 모니터링을 위해 사용되는 진통통각지수(ANI)와 활력 징후와 같은 생리적 신호와, 환자의 주관적인 통증 강도를 표현하는 숫자통증척도(NRS)를 측정했다. 이후 수집한 데이터를 다양하게 조합해 인공지능 모델을 구축하고, 수술 후 통증 강도를 예측할 수 있는지 검증했다. 그 결과, 얼굴 표정 데이터만을 학습시킨 인공지능 모델이 수술 후 발생한 중증 통증을 매우 높은 정확도로 예측했으며, 이는 생리적 신호(진통통각지수, 활력 징후)를 기반으로 한 모델보다 성능이 뛰어난 것으로 나타났다. 실제로, 얼굴 표정만 학습시킨 인공지능 모델의 예측 정확도가 AUROC 0.93으로 가장 높았으며, 얼굴 표정과 활력 징후 데이터를 함께 학습한 모델(AUROC 0.84)이 뒤따랐다. AUROC는 인공지능 모델의 예측 정확도를 나타내는 성능지표로, 1에 가까울수록 성능이 우수함을 의미한다. 교신저자 구본욱 교수는 “마취회복실에서 빠르고 정확하게 환자의 통증을 평가하는 인공지능을 이용한다면, 적절한 통증 관리 치료를 통해 수술 환자의 회복의 질을 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다”며, “이번에 개발한 모델은 수술 후 통증 환자뿐 아니라, 특히 의사소통이 어려운 환자들의 통증 평가에 큰 도움이 될 것”이라고 말했다. 제1저자 박인선 교수는 “이번 연구를 기반으로 의료진이 일일이 환자의 얼굴 표정과 생체 신호를 평가하지 않아도 인공지능을 이용해 많은 환자들의 표정 데이터를 대량으로 처리할 수 있는 시스템을 구축하는 것을 목표로 하고 있다”며, “이를 통해 통증의 유무뿐만 아니라 통증의 강도를 섬세하게 평가할 수 있게 될 것”이라고 밝혔다. 한편, 이번 연구 결과는 SCIE급 국제 학술지인 대한마취통증의학회지(Korean Journal of Anesthesiology)에 게재됐다.





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서울대병원 정진호 교수, 40년 의사 경력 담은 회고록 출간 서울대병원 피부과 정진호 교수가 오는 8월 말 정년퇴직을 앞두고 자신의 소회를 담은 회고록 <나, 정진호 피부 속 마음까지 생각하다>를 출간했다. 정 교수는 서울의대 피부과학교실 주임교수 겸 서울대병원 피부과장을 역임하며 많은 후배 의사들을 양성했으며, 현재는 서울대학교 노화고령사회연구소 소장을 맡고 있다. 이번 회고록은 지난 40년간의 의료 현장에서의 경험과 도전, 의사과학자로서 33년간의 연구와 학문적 성과를 생생하게 담아냈다. 또한, 31년 6개월 동안 서울대 의과대학에서 교수로 재직하며 겪은 교육과 연구, 후학 양성에 대한 이야기들도 함께 엮었다. 정진호 교수는 회고록에서 ▲의사로서의 여정 ▲의사과학자로서의 연구 ▲교수로서의 사명 ▲삶의 철학과 가치관 등을 생생하게 서술했다. 의료 현장에서 환자들을 치료하며 쌓은 경험과 도전, 성취감 등 ‘의사로서의 여정’을 솔직하게 서술했다. 정 교수는 수많은 환자들을 치료하며 얻은 깊은 통찰과 교훈을 공유하며, 피부과 전문의로서 환자들에게 최선을 다해 다가가고자 했던 노력과 그로 인해 얻은 성과와 보람을 담았다. 또한 다양한 연구 프로젝트와 학문적 성과, 그리고 그 과정에서 겪은 어려움과 극복 과정 등

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오늘의 칼럼.성명

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"잘자야 덜 늙는다" ... 잠과 노화 잠이 보약’이라는 말은 사실이다. 충분하고 질 높은 수면은 노화를 늦추고 기대수명에도 영향을 미친다. 잠을 줄여서라도 뭔가 성취하고자 한다면 다시 생각해봐야 한다. 건강하게 오래 살고 싶다면 당장 잘 자는 것이 중요하다.몇 달 사이 갑자기 치매가 생긴 것 같다며 진료실을 찾는 분 중, 빠르게 진행되는 경과가 기저 질환 이력이나 뇌 사진으로는 도무지 설명이 안 되는 경우가 꽤 있다. 상당수의 환자에서 인지기능 변화만 있는 것이 아니라, 수면 이상과 기분 변화, 사고 체계의 이상(망상 등)이 동시에 나타나는 것을 확인할 수 있다.이런 경우 처음 환자가 느끼는 불편함이 ‘잠을 잘 이루지 못하는 증상’이나 ‘아침에 일찍 깨는 불편함’인 경우가 많고, 수면제를 처방받아 장기간 복용하다가 다른 정신적인 불편함이 함께 생겨나기 시작하는 경우가 흔히 있다.원인을 찾아 더 깊이 들어가보면 상당수의 환자는 스트레스로 인해 생긴 수면 문제로 의사를 찾아 수면제를 처방받고, 이 수면제가 일단은 잠이 드는 데 도움이 되기에 계속해서 복용하게 된다. 하지만 이렇게 몇 주 이상 복용하다 보면 수면제 없이는 잠을 이루기 어렵게 되니 수면제에 대한 의존성이 생겨난다.문제는 이런 수면제를 장기간 무분별하게 사용하면 수면의 효율성이 떨어질 뿐 아니라, 인지나 기분에도 악영향이 생길 수 있다는 것이다. 이렇게 약의 부작용이 영향을 미치고 있는 상태에서 인지기능 검사를 해보면 일부에서는 치매 진단에 부합할 정도의 결과를 얻을 수도 있다.수면의 양과 질이 잘못된 상태에서 불거져 나온 결과만 수면제로 억누르다가 없던 치매까지 생긴 안타까운 경우다. 이런 경우, 처방 순서와 증상의 변화를 역추적해서 수면 문제의 계기가 된 불안이나 우울, 그러한 증상의 계기가 된 생활 속 문제를 찾아내고, 그 원인을 치료하기 시작하면서 수면제 복용은 중단해야 한다. 이 과정에서 자연스럽게 수면의 패턴, 양과 질이 회복되면 환자가 호소하던 ‘치매 증세’도 수개월에 걸쳐서 좋아지는 경우가 많다.<충분한 수면은 기대수명에도 영향>지난 30년간의 연구를 통해 충분한 수면, 질 높은 수면은 인지기능, 신체 건강과 함께 노화 속도나 기대수명에도 긍정적인 영향을 줄 수 있다고 밝혀지고 있다. 이렇듯 충분한 수면이 정상적인 건강 유지에 필수적이라는 것은 너무나 당연한데도 우리는 잠에 인색하기 일쑤다.단기적인 인지 효과부터 살펴보자. 하룻밤을 새우는 것은 혈중 알코올 농도 0.08%(면허 취소인 0.1%에 가까운 수준이다)와 비슷한 정도의 집중력 장애를 일으킨다. 이렇게 단기적이고 극단적으로 수면을 박탈하지 않더라도, 약간의 수면 결핍이 일정 기간에 걸쳐 쌓이게 되면 비슷한 결과를 초래할 수 있다. 예를 들어, 10일간 하루에 6시간만 수면을 취하면, 24시간 동안 잠을 안 잔 사람과 비슷한 수준의 집중력을 보인다.수면 부족은 광범위한 신체 건강 요인에도 영향을 준다. 기대수명과 관련된 생활습관 인자로 과학자들이 꼽는 것 중에 흔히 포함되는 것으로 적정 체중, 신체활동, 양질의 식사, 절주, 금연, 적절한 수면, 그리고 스트레스 관리가 있다. 수면이 부족하면 이 7가지 인자들이 모두 깨지게 된다.수면 부족은 스트레스 호르몬의 분비를 증가시키며, 심혈관계의 긴장도를 높여 심근경색과 같은 질환의 사망 가능성을 높이고, 면역력도 떨어뜨린다. 수면 부족은 대뇌, 특히 전두엽 기능을 떨어뜨리는데, 그 결과 자제력이 떨어지면서 단순당이나 정제 곡물, 술, 커피, 담배와 같은 해로운 자극의 유혹에 더 취약해진다.이렇게 증가된 스트레스 호르몬과 악화된 대사적 지표들은 노화 속도를 빠르게 하고 그 결과는 다시금 수면의 질 저하로 이어진다. 관찰 연구들에 따르면 만성적 수면 부족은 치매 발병을 10년쯤 앞당길 수 있다. 이런 여러 가지 건강상의 해악을 예방할 수 있는 ‘평균적인’ 하루 최소 수면 시간은 7~7.5시간이다.<잠을 줄이면 몸과 마음의 균형이 깨져>안타깝게도 우리는 더 많은 일을 하거나, 더 많은 즐거움을 얻기 위해 수면을 신경 쓰지 못하는 경우가 잦다. 우리나라에는 전통적으로 잠을 줄이는 사람이 더 근면하며 더 우수한 사람이고, 근성이 있는 사람이라는 시각이 있다.여성가족부의 2022년 청소년통계에 따르면 우리나라 고등학생의 평균 수면 시간은 5.8시간이다. 필립스가 2021년 세계 수면의 날을 맞아 수행한 조사에 따르면 한국인의 평일 평균 수면 시간은 6~7시간에 불과하다. 데이터 수집 기간은 상이하지만, 과거의 OECD 통계에서 제시된 회원국 평균 수면 시간 8시간 22분보다 현저히 짧고 한국 평균 수면 시간 7시간 51분(단연 OECD 회원국 중 꼴찌이다)에 비해서도 많이 짧다.자기계발을 위해 아침에 일찍 일어나는 생활습관이 유행하는데, 유전적으로 올빼미형의 수면 패턴을 가진 사람이 억지로 기상 시간을 앞당기면 결국에는 만성적 수면 부족에 시달리게 되는 경우가 많다. 일찍 일어난다고 해서 밤에 일찍 쉬는 문화가 있는 것도 아니다.미래의 성적을 높이기 위해 아이가 초등학생일 때부터 밤 10시까지 학원을 보내는 부모들이 많다. 그러나 이러한 수면 박탈은 집중력, 단기/장기 기억력과 의사결정의 질에 모두 나쁜 영향을 주며 학업 성취도와 업무 효율을 저해할 수 있음이 잘 알려져 있다. 결국, 잠 시간을 줄여서 뭔가를 추구하고 있다면, 이미 그것은 과잉 추구가 몸과 마음의 균형을 깨기 시작한 상황임을 방증한다.<매일매일 충분한 수면이 중요>어떻게 해야 적절한 수면 시간을 가질 수 있을까? 우선 스스로가 적절한 수면의 양을 확보하고 있었는지 확인하고, 생활을 교정해야 한다. 충분한 수면을 취한 다음이라면 카페인이나 여타 각성제의 도움 없이도 정상적인 집중과 일상 활동이 가능할 것이다. 하루 종일 커피를 들이부어가며 각성을 유지해야 하는 상황이라면 수면의 양과 질에 문제가 있는 것이다.언제 자고 언제 깨는지 기록해보는 것도 좋다. 기본적으로는 밤잠을 제대로 늘려야 한다. 워라밸을 맞추는 가장 기본이 수면 시간의 확보다. 도저히 수면 시간을 늘리기 어려운 환경이라면 쪽잠 시간을 마련하는 것도 차선책으로 생각해볼 수 있지만, 근본적으로 주중 정규 수면 시간을 회복하는 것이 급선무다.주중의 수면 부족 상태가 주말의 몰아 자기로 해소되지 않는다는 것도 깨달아야 한다. 절대적 수면 시간이 부족한 상황은 신체에 많은 영향을 끼친다. 아무리 잘 짜인 운동 프로그램을 수행하더라도 근육의 양과 기능이 제대로 늘어나지 않고 아무리 좋은 음식을 먹어도 인슐린 저항성의 개선은 요원해진다.저녁이 없는 삶, 긴 근무시간과 정해진 출퇴근 시간 때문에 실행하기 쉽지 않은 경우가 많으나, 자신에게 보상을 주고 스트레스를 해소한다는 생각에 시간을 할애하고 있는 스트리밍 시청이나 자기 전의 혼술 등을 자제하는 방법을 가장 먼저 생각해볼 수 있다.이와 같은 스트레스 해소 방법이 오히려 유효 수면 시간을 줄이고 수면의 질을 악화시켜 스트레스 상황을 더 악화시킬 수 있음을 생각해보면 밤에는 불필요한 자극을 줄이고 마음챙김 시간을 가지며 수면 시간을 늘리는 방향의 조정이 바람직하다.<술과 수면제, 각성제는 멀리해야>수면의 질에 대해서도 생각해보아야 한다. 수면의 질을 이야기하며 광고하는 비싼 매트리스나 침구를 구입하는 것으로는 근본적인 문제가 해결되지 않는다. 수면제는 아주 작은 정도로 입면 시간(入眠, 잠이 드는 데 걸리는 시간)을 당겨주는 역할을 하는데, 수면의 구조에 영향을 미쳐 효과를 떨어뜨리며 의존성이 생겨서 나중에는 안 먹고 자려면 더 힘들어진다.술 한잔하고 자는 것도 마찬가지다. 수면제나 술은 수면 시간을 통해 일어나는 뇌의 생화학적, 생리학적 회복과 깨어 있는 동안에 벌어진 모든 정신 작용을 가공, 통합하는 고위 정신 기능 활동을 방해한다.꿈을 꾸는 수면인 렘(REM)수면과 꿈을 꾸지 않는 비렘(non-REM)수면 모두 고유의 역할이 있으며, 수면 초반부에는 비렘수면이, 수면 후반부에는 렘수면의 비중이 더 높다. 어느 하나도 놓쳐서는 안 되며, 특히 렘수면이 소실되면 머리는 더 나빠진다. 그런데 수면제와 술은 렘수면을 방해한다. 수면제나 술을 마시고 잠을 청하는 것은, 머리가 나빠지려고 작정했다는 뜻이다.심지어 수면제와 술은 폐쇄성 수면무호흡을 심화시킨다. 가속노화생활습관 탓에 몸이 비대해지고 평소 다리에 부기도 있는 상태라면 문제가 더 심각하다. 이런 상황에서는 8시간을 자더라도 잔 것 같지가 않고, 머리는 구름이 낀 것 같고 하루 종일 졸린 느낌이다. 수면다원검사를 받고 양압기(BiPAP)를 처방받는 것도 좋은 방법이지만, 운동과 식사, 기호식품 사용 등 모든 생활습관 영역을 개선하는 것이 선행되거나 병행되어야 한다.수면의 질을 높이기 위해서는 정신활동과 신체활동의 심각한 불균형을 개선하려는 노력이 먼저다. 신체활동을 늘리고 규칙적인 운동을 삶의 루틴에 끼워 넣는 것만으로도 더 빨리 잠들고 더 깊이 잘 수 있다. 이른 아침과 대낮에 외부 활동을 통해 햇빛을 많이 보면, 낮에는 덜 졸리고 밤에는 적절한 타이밍에 자연산 멜라토닌이 분출된다.이제는 많이 알고 있는 것처럼, 야간의 스크린 사용은 멜라토닌 분비를 억제해 잠들기 어렵게 만들므로 이 역시 피해야 한다. 낮의 생산성을 더 쥐어짜기 위해서, 낮은 수면의 양과 질을 극복한다는 생각으로 카페인이나 여타 각성제를 들이붓는 것은 그만두어야 한다. 정비가 되지 않아서 효율과 출력이 떨어진 자동차 엔진에 더 많은 연료와 공기를 집어넣는 격이기 때문이다.수면과 관련된 생활습관을 기록해보고, 낮에 섭취한 카페인이 잠이 드는 데 얼마나 영향을 미치는지를 섬세하게 확인해볼 필요가 있다. 이를 자세히 살펴보다 보면 생각보다 적은 양의 카페인이 꽤 오랜 기간(때로는 12시간 이상) 잠드는 것을 방해하는 것을 스스로 자각할 수 있다.잠은 몸과 마음의 건강을 지탱하기 위한 필수 요소이다. 하지만 우리 삶에서 중요하게 생각하는 것이 왜곡되어 스스로가 스스로를 해치면서 부질없는 것을 좇게 되면 잠은 삶에서 쫓겨나게 된다. 수면의 양과 질이 불충분하면 몸 건강과 마음 건강이 나빠지기 시작하는 것은 물론, 무엇이 되었든 도달하고자 하는 삶의 목표에서도 점점 거리가 멀어질 수밖에 없음을 다시 강조하고 싶다.잠을 줄여서 무언가를 더 열심히 성취하겠다는 삶의 가설 자체가 잘못된 것이며, 4당5락(치열한 입시 경쟁에서 네 시간 자면 합격하고 다섯 시간 자면 떨어진다는 격언)은 애초에 거짓말이다. 건강한 삶과 느린 노화, 그리고 지속가능한 성취를 모두 얻기 위해서 그동안 잊고 지냈던 우리의 잠을 다시 한번 생각해보자.(출처 : 한국건강관리협회 건강소식 2023년 5월호/ 글 : 정희원 서울아산병원 노년내과 교수 )

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