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Nikkei Electronics_2021.1  특집 (p18~19)

집에서도 뇌파를 측정해 수면을 가시화
쓰쿠바대학 발(発) 벤처기업 개발

-- 임상 단계의 간이 뇌파 측정, 수면 부채(負債) 대국 일본에 파장 --
향후 성장이 기대되는 수면 관련 비즈니스 및 수면 연구에 큰 영향을 초래할 가능성이 있는 서비스가 등장했다. 쓰쿠바(筑波)대학의 벤처 기업인 S'UIMIN(스이민)이 2020년 9월 1일에 개시한 수면 계측 서비스 ‘InSomnograf(인솜노그래프)’이다. 포인트는 정확도가 높은 임상 단계의 뇌파에 의한 수면 계측을 가정에서 누구나 할 수 있도록 한 것이다.

최근 몇 년간 미국 애플과 Fitbit(피트비트) 등이 판매하는 가속도 센서가 내장된 스마트 워치(활동량계)의 보급으로, ‘수면의 가시화’는 완전히 시민권을 얻었다. 그러나 가속도 센서에 의한 수면의 가시화에는 정밀도의 문제가 있다고 한다. “활동량계 등은 수면·각성을 몸의 움직임으로부터 추정하고 있어 입면과 기상 시간은 정확하게 측정할 수 있지만, 수면의 질에 관해서는 한정된 정보 밖에 얻을 수 없다. 우리의 경험상, 수면의 질에 대해서는 뇌파 측정이 불가결하다고 생각하고 있다”라고 S'UIMIN 대표이사 사장인 후지와라(藤原) 씨는 말한다.

수면에는 ‘렘수면(안구의 빠른 움직임을 동반함)’과 깊이에 따라 3~4단계로 이뤄진 ‘논 렘수면(안구가 움직이지 않음)’, ‘각성’이라는 단계가 있다. 질의 판별에는 수면의 경과 시간에 따른 단계 판정 등이 필요하게 된다. “예를 들면 렘수면 시의 안구의 움직임은 뇌파일 경우에는 데이터 취득이 가능하지만, 신체 동작을 검지하는 활동량계로는 측정할 수 없다”(후지와라 씨).

-- 임상용 PSG와 83% 이상 일치 --
현재, 임상 현장에서는 폴리솜노그래프(PSG)라는 수면검사가 실시되고 있다. 잠을 잘 때 나오는 뇌파뿐만 아니라 심전도나 코에서의 기류 등을 검출해 분석하는 기법이다. 그러나 이 검사는 정확한 데이터를 취득할 수 있는 반면, 방법이 쉽지 않다.

검사에는 하룻밤 입원이 필요하며 3만엔 이상의 비용이 든다. 전극을 몸에 20여 개나 장착해야 하기 때문에 준비하는 데 보통 1시간 정도가 소요된다. 뿐만 아니라 뇌파 데이터는 임상 검사 기사가 육안으로 수면 단계를 판정해 시간에 따른 단계의 변화를 그래프로 만든 ‘수면 경과도’를 작성한다. 그 작업에는 보통 2~5시간이 소요된다.

S'UIMIN이 개발한 서비스는 수면 뇌파계와 뇌파로부터 수면 단계를 자동 판정하는 AI(인공지능)로 구성된다. 뇌파계는 의료기기용 전극을 다루는 업체와 공동으로 개발했다. 3개의 전극이 나란히 놓인 시트를 이마에 붙이고 나서 좌우 귀 뒤에 전극을 장착해 커넥터로 디바이스 본체에 접속하기만 하면 된다. 장착에 걸리는 시간은 1~2분이다.

한편, 뇌파 데이터로부터 수면 단계를 판정하는 알고리즘은 쓰쿠바대학 계산과학연구 센터와 공동으로 심층 학습 등을 이용해 개발했다. S'UIMIN에 따르면, “교사 데이터의 품질이 타사와 차별화된 포인트다”(후지와라 씨). 구체적으로는, 일본 굴지의 스킬을 가지는 임상 검사 기사 8명이 교사 데이터로서 ‘뇌파를 주체로 하는 생체 전위 데이터 및 수면 단계 판정 결과’를 S'UIMIN에 제공하고 있다.

S'UIMIN이 디바이스의 시험 제작기를 사용해 PSG와 동시에 수면 계측 시험을 실시한 결과, PSG의 결과와 83%이상이 일치했다. 또한 국내 정상급 기사의 판정 결과와는 80% 이상의 일치율을 얻었다고 한다.

현재는 디바이스를 이용자에게 1주간 대여해, 4~7일 간 수면 측정을 통해 데이터를 수집, 반환 후에 데이터를 분석해 수면 평가 리포트를 3~4일 후에 제출하고 있다. 구체적인 서비스 요금은 비공개이지만, “PSG보다 저렴하다”(S'UIMIN)고 한다.

S'UIMIN은 2021년 2~3월에는 SIM 카드를 내장한 차세대 디바이스의 투입을 예정하고 있다. 이것을 사용하면 뇌파 데이터를 취득한 후에 무선으로 데이터를 직접 클라우드에 전송하고 해석해, 곧바로 결과를 열람할 수 있게 된다.

-- BtoB에서 향후에는 BtoC 전개도 --
S'UIMIN은 우선, 수면에 관한 사업이나 연구 개발을 실시하고 있는 기업, 연구기관 등 용으로 서비스를 제공한다. 이를 이용하면, 예를 들어 침구나 보충제 등의 효과를 임상시험으로 검증할 수 있다. 더 정확한 수면 데이터가 빅데이터화된다면 아직까지 수수께끼가 많은 수면의 실태나 질병과의 관련성 등이 밝혀지게 될 가능성이 있다. 의료기관에서의 이용이나 '건강 경영'을 표방하는 기업에 대한 솔루션 제공, 나아가 장기적으로는 BtoC 전개도 염두에 두고 있다.

OECD(경제협력개발기구)가 2018년 33개국을 대상으로 실시한 수면에 관한 조사에서는 일본인의 평균 수면시간이 7시간 22분으로 가장 하위였다. 이러한 수면 부족에 의한 일본의 경제 손실액수는 14.8조엔(미국 랜드연구소)에 달한다는 추산도 있다. S'UIMIN의 서비스는 '수면 부채 강국'의 국민 건강뿐 아니라, 경제적인 측면에서도 좋은 영향을 미치게 될 지도 모른다.

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