10초인 줄 알았는데 90초라고?

수면 무호흡 증세로 수면다원검사를 받은 50대 A 씨가 결과를 들으러 왔다.

“거나하게 취해 잠이 들면 집사람이 코를 심하게 고는 것 같다고 해요. 가끔씩 숨을 안 쉬는 것 쉬는 것도 같은데 10초 정도인 것 같다고 합니다.”

의사는 그래프를 한 참 들여다보더니 양 눈썹에 힘을 주었다.

“여기 보시면 1분 30초 동안 숨을 안 쉬신 거예요. 이런 구간이 총 5번이나 됩니다. 이때 산소포화도는 60%까지 떨어졌습니다. 산소포화도는 90%를 넘어야 하는데, 이러면 매일 밤 뇌와 심장 혈관이 손상되고 있는 겁니다. 게다가 잠은 N1, N2, N3 단계로 깊어지는데, N3에 이른 시간은 1초도 보이지 않습니다. 이렇게 수면의 질이 나쁘면 뇌가 손상될 수밖에 없습니다.”

40대 후반인 B 씨는 최근 들어 잠을 자도 피곤함이 가시지 않고, 두통이 잦아서 병원을 찾았다. 코를 심하게 고는 것 같지는 않지만, 혹시나 수면에 문제가 있지 않을까 점검하는 차원이었다. 의사는 키와 몸무게 그리고 생활 습관을 우선 물었다. 그리고 밤에 소변이 마려워 자꾸 깨고, 악몽을 가끔 꾸고, 낮에 자주 졸리다는 B 씨의 말을 의무 기록에 꼼꼼히 적었다.

바로 검사를 진행하자면서 통상적인 수면다원검사 장치를 환자에게 부착한 후 추가로 환자의 베개 옆에 스마트폰 앱을 켜 두었다. 스마트폰 앱이 수면 무호흡증을 잘 진단해 낼 수 있는지 수면다원검사와 직접 비교하기 위해서였다. 그다음 날 아침, 수면다원검사 데이터는 분석되기 전이었는데, 스마트폰 앱은 중등도의 수면무호흡증이 있다고 바로 진단했다.

수면 무호흡증 검사자, '여전히 빙산의 일각'
수면 무호흡증은 그 자체로도 돌연사 위험을 높게 하지만, 여러 합병증이 생길 수 있다. 정신신경학적 합병증으로 주간과다졸림증, 인지능력 장애, 운전 능력의 저하, 우울증이 올 수 있고, 심폐혈관계 합병증으로 고혈압, 부정맥, 동맥 경화, 심부전 등이 있다.

고혈압 위험은 3배, 부정맥 위험은 4배 정도 높으니 술, 담배만큼이나 위험한 것이다. 뇌혈관질환 환자의 약 70% 정도에서 수면 무호흡증이 발견되는데, 중증도 이상의 수면 무호흡증은 뇌졸중 위험을 4배 정도 높인다. 최근에는 수면 무호흡증이 치매와 파킨슨병 위험까지 높이는 것으로 확인됐다(Obstructive sleep apnea and the risk of Alzheimer's disease and Parkinson disease: A Mendelian randomization study OSA, Alzheimer's disease and Parkinson disease).

수면 무호흡증의 위험도는 여러 연구에서 잘 밝혀졌고, 너무나 잘 알려져 있다. 그러나 수면 무호흡증을 검사받는 사람은 드물다. 이런 현상은 미국수면의학회 홈페이지에 소개된 수면 무호흡증에 관한 주요 논문 제목에서도 알 수 있다. ‘여전히 빙산의 일각(Still just the tip of the iceberg)’인데, 진단받은 수면 무호흡증 환자보다 진단받지 않은 채 방치된 환자가 여전히 훨씬 많다는 것이다. 이런 사정은 우리나라도 마찬가지이다.

40대 이상에서 수면 무호흡증의 유병률이 20%인 것으로 미뤄볼 때 환자는 아무리 적게 잡아도 200만 명이 넘을 것으로 추정된다. 하지만 국내 수면 무호흡증 치료 환자는 15만 명에 불과하다. 전문가들은 수면 무호흡증은 대표적인 과소 진단 질환이라고 말하는데 그 이유는 검사 방법이 번거롭기 때문이다. 수면 무호흡증을 진단받으려면 병원에서 1박 2일 머물면서 수면다원검사를 받아야 한다. 이런 이유로 수면무호흡증의 검사를 간단하게 하는 것은 전문가들의 오랜 도전이었다. 그런데 그 도전에 국내 연구팀이 첫발을 내디뎠다.

숨소리를 인공지능에 학습시키다

분당서울대병원 이비인후과 김정훈 교수는 아내의 숨소리에서 아이디어를 떠올렸다. 옆에 누워있는 아내가 잠이 깊게 들면서 숨소리가 달라지는 것을 발견했는데, 수면의 깊이에 따라 코와 입 그리고 목을 지지하는 근육의 긴장도가 변화하기 때문이다.

특히 얕은 잠을 자거나 깨어 있을 때의 숨소리는 깊이 잠들었을 때와는 확연히 달랐는데, 김 교수는 숨소리만 듣고도 아내가 잠이 깬 것을 알 수 있었다고 한다. 그런데 수면 무호흡증 환자 수면 패턴이 바로 얕은 잠과 각성의 반복이다. 수면 무호흡증 환자 숨소리를 인공지능에게 학습시킨다면, 수면다원검사를 하지 않고도 수면 무호흡증을 진단해 낼 수 있지 않을까?

“수면 무호흡이 생기는 순간인데, 이럴 때는 호흡이 끊겨요. 저희가 30초에서 60초 정도 호흡이 끊기는 현상을 앞뒤에 호흡 소리가 좀 약해진 순간과, 호흡 소리가 강해진 순간들이 있습니다. 인공지능에게 30초 간격으로 10개의 프레임, 20개의 프레임을 학습을 시키게 되면 '이 순간 호흡이 정지된 거구나'라고 인식을 할 수가 있습니다.”

연구팀은 수면 무호흡 환자의 숨소리를 스마트폰에 녹음시킨 후 인공지능에게 학습시킨 후 앱을 만들었다. 그런 후 이 앱의 성능을 수면다원검사와 직접 비교했는데 결과는 놀라웠다. 초기 수면 무호흡은 88.6%, 심한 수면 무호흡은 94.3%의 정확도로 진단해 냈다. 이 연구 결과는 이비인후과분야 유명 저널에 게재됐다(In-Home Smartphone-Based Prediction of Obstructive Sleep Apnea in Conjunction With Level 2 Home Polysomnography, JAMA Otolaryngology–Head & Neck Surgery). 실제 진단 목적으로 쓰이려면 식약처 허가가 있어야 하는데 연구팀은 준비 중이라고 밝혔다.

수면 무호흡증의 증세와 치료
수면 무호흡증의 가장 흔한 증상은 코를 고는 것이다. 수면 중 호흡이 곤란함을 느끼고 각성하는 반응을 보이기도 하는데 수면 중 뒤척임, 발차기 등으로 나타나고 소변이 마려워 자주 화장실에 드나들기도 한다. 낮 시간 동안에는 과도하게 졸음이 오고, 주의력이 떨어진다. 이런 증세가 있다면 수면 무호흡증 검사를 받아보는 게 좋겠다.

치료법은 기도 폐쇄 위치와 형태 그리고 환자의 전반적인 건강 상태에 다르다. 일반적으로 양압기 치료가 권장되지만 수면내시경을 통해 막힌 부분을 수술로 넓혀주는 방법도 있다. 어린이 수면 무호흡증의 주원인은 편도 및 아데노이드 비대인데, 편도 및 아데노이드 절제술이 첫 번째로 권장되고, 과체중이거나 비만한 소아에서는 체중조절이 도움이 된다.

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