얼굴 표정만으로 수술 후 통증 예측하는 AI 개발

 

분당서울대병원 마취통증의학과 연구진이 환자의 얼굴 표정만으로 수술 후 통증을 예측하는 인공지능(AI)을 개발했습니다. 이 AI는 주관적으로 표현되던 통증을 객관적이고 정확하게 평가할 수 있게 해줍니다.

 

연구 배경 및 필요성

수술 후 환자의 통증은 매우 주관적이며, 어린이와 정신질환자 등은 자신의 통증을 표현하기 어려운 경우가 많습니다. 이에 따라 통증을 객관적으로 평가하고 신속하게 대처할 수 있는 방법이 필요했습니다.

 

AI 모델 개발 과정

연구진은 위 절제 수술을 받은 환자들을 대상으로 다양한 상태에서 얼굴 표정을 촬영했습니다:

- 수술 전 통증이 없는 상태

- 수술 후 마취회복실 입실 직후

- 환자가 진통제가 필요한 정도의 통증을 표현했을 때

- 진통제 투여 후 통증이 경감된 상태

 

이와 함께 통증 모니터링에 사용되는 진통통각지수(ANI), 활력 징후, 숫자통증척도(NRS) 등의 생리적 신호를 측정했습니다. 이러한 데이터를 조합하여 AI 모델을 구축하고 수술 후 통증 강도를 예측할 수 있는지 검증했습니다.

 

연구 결과

얼굴 표정 데이터만을 학습시킨 AI 모델은 예측 정확도(AUROC)가 0.93으로 나타났습니다. 이는 얼굴 표정뿐만 아니라 진통통각지수와 활력 징후 등 생리적 신호를 기반으로 한 모델(AUROC 0.84)보다 높은 성능을 보였습니다[1][4][5].

 

의의 및 기대 효과

이 AI 모델은 마취회복실에서 적절한 통증 관리 치료를 통해 수술 환자의 회복을 돕는 데 유용할 것으로 기대됩니다. 특히, 의사소통이 어려운 환자들의 통증 평가에 큰 도움이 될 것입니다. 또한, 의료진이 일일이 환자의 얼굴 표정과 생체 신호를 평가하지 않아도 AI를 이용해 많은 환자들의 표정 데이터를 대량으로 처리할 수 있게 되어 통증의 유무뿐만 아니라 강도를 섬세하게 평가할 수 있게 되었습니다[2][7][12].

 

결론

분당서울대병원 연구진의 AI 모델은 수술 후 통증을 객관적이고 정확하게 예측할 수 있는 혁신적인 도구로, 향후 의료 현장에서의 통증 관리에 큰 변화를 가져올 것으로 기대됩니다.

 

 

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