공황발작은 예고 없이 찾아오며, 증상이 시작되면 일상생활이 어려울 정도의 극심한 불안과 신체 증상을 동반한다. 이에 따라 사전에 위험 신호를 감지하고 즉각적인 맞춤형 중재를 제공하는 기술의 필요성이 커지는 가운데, AI 디지털 헬스케어 기업 스트레스솔루션(대표 배익렬)이 중소벤처기업부 팁스(TIPS) 연구개발 과제를 통해 이를 해결할 실시간 초개인화 기술을 선보였다.
스트레스솔루션이 개발한 기술은 공황발작 위험을 조기에 감지하는 '공황발작 초기감지(PAI, Panic Attack Index) 알고리즘'과 생체신호 기반의 실시간 중재 기술이 핵심이다.
이번 연구의 핵심은 웨어러블 기기에서 수집하는 HRV(심박변이도), ECG(심전도) 등 생체신호를 실시간 분석해 공황발작 위험을 조기에 감지하는 PAI 알고리즘을 구축한 점이다. 해당 알고리즘은 사용자의 생체신호 기준선(Baseline)과 실시간 변화를 비교·분석해 공황발작 위험도를 산출하며, 위험 수준이 높아지면 즉각적으로 중재를 유도하도록 설계됐다.
또한 스트레스솔루션은 생체신호를 기반으로 실시간 사운드웨이브를 동기화하는 초개인화 중재 기술을 구현했다. 기존의 일률적인 자극 방식에서 벗어나, 사용자의 생체데이터를 지속적으로 분석하고 그 변화에 맞춰 실시간으로 중재를 제공하는 양방향(Closed-loop) 디지털 멘탈헬스 기술을 적용했다. 이를 통해 개인의 생리적 상태를 반영한 맞춤형 케어가 가능하며, 공황발작 상황에서 실질적인 디지털 중재 기술로 활용될 전망이다.
이번 연구를 통해 스트레스솔루션은 생체신호 수집, 공황발작 위험도 분석, 위험 알림, 실시간 맞춤형 중재 기능을 통합한 '네이처비츠(NatureBeats) v1.0'을 개발했다. 연구개발 과정에서는 PAI 알고리즘 성능, 위험 알림 정확도, 사운드웨이브 동기화 성능, HRV 개선 지표 등 핵심 목표를 달성했으며, 기관생명윤리위원회(IRB) 승인을 받은 임상연구를 통해 기술의 안전성과 활용 가능성을 확인했다.
아울러 이번 연구성과를 바탕으로 '공황발작을 초기에 감지하는 방법, 서버 및 시스템'과 '그룹 적용을 위한 사운드웨이브 스트레스 완화 시스템'에 대한 국내 특허를 각각 출원했다. 두 기술 모두 PCT 국제 특허를 함께 출원해 핵심 원천기술의 글로벌 권리 확보에도 나섰다.
이번 연구는 공황장애 환자를 대상으로 생체신호 기반 디지털 중재 기술의 가능성을 확인하기 위한 초기 단계로, 향후 추가 임상연구를 통해 기술의 유효성과 임상적 근거를 지속적으로 확보해 나갈 계획이다. 스트레스솔루션은 불안장애, 직무 스트레스, 학생 정신건강, 고령층 정서관리 등 다양한 분야로 기술 적용 범위를 확대하고, 예방 중심의 디지털 멘탈헬스 플랫폼으로 발전시킨다는 전략이다.
배익렬 스트레스솔루션 대표는 "공황발작은 증상이 발생한 이후 대응하는 것보다 위험 신호를 조기에 감지하고 적절히 중재하는 것이 중요하다"라며, "이번 연구는 AI와 생체데이터를 기반으로 개인의 상태를 실시간 분석하고 맞춤형 중재를 제공하는 디지털 멘탈헬스 기술의 가능성을 확인한 성과"라고 말했다. 이어 "앞으로도 예방 중심의 디지털 헬스케어 서비스를 구현하고, 기술 고도화와 임상 연구를 지속해 글로벌 시장을 선도하겠다"고 덧붙였다.
이미지 제공: 스트레스솔루션
