【 청년일보 】 턱관절 장애는 얼굴의 측두하악관절과 저작근 등 주변 구조물의 임상적 문제들이 발생하는 증상이다. 국민건강보험공단에 따르면 2015년부터 2019년까지 이 장애를 가진 환자의 수는 지속적으로 증가해 약 40만 명에 이른다.

이러한 턱관절 장애 치료의 방향성은 턱관절을 보호하고 기능을 안정시키기 위해 구강 악습관에 대한 교육을 진행하는 것이다. 하지만 환자교육에는 환자의 연속적이고 적극적인 참여가 동반되지 않으면 제대로 이행되지 않고 장기간 추적 및 관리를 해야 한다는 부담감이 따른다.

한국통신학회에서 발표된 학술지 '이어폰의 음향 감지를 이용한 구강 악습관 인지'에 따르면 귀에 착용하는 이어폰 형태의 웨어러블 디바이스를 통해 일상 속에서 무의식적으로 구강 악습관에 대한 신호를 인지하는 시스템이 개발됐다 한다.

이어폰에서 음향 신호 데이터를 수집해 인공 신경망 모델을 통해 구강 악습관을 파악하는 기술은 기존의 유비쿼터스·웨어러블 컴퓨팅 분야에서 시행된 연구의 한계점을 보완한 기술이다.

이 연구는 임베디드 가속도계를 이용해 사람의 구강 행동을 인지하는 기술을 개발하는 것이었지만, 센서를 치아 표면에 부착해야 한다는 불편함이 존재했고, 디바이스에서 얻은 IMU 센서 데이터를 활용하는 방안도 그다지 성능이 높지 않다는 한계점이 존재했다. 하지만 현대사회에서 수많은 사람들이 쉽게 사용하는 무선 이어폰에서 음향 감지 기술을 적용해 턱관절 주변 근육의 움직임이 외이도 형상에 주는 변화를 인식하는 방식으로 환자의 구강 악습관을 인지하는 시스템이 개발된 것이다.

이어폰 형태의 웨어러블 디바이스는 다음과 같이 17~18kHz 범위의 처프 신호를 발생시키고 턱관절 움직임에 의해 외이도에서 반사된 음향 신호를 수집해 최종적으로 총 21 가지의 특징을 추출한다.

이러한 시스템의 성능은 계층별 10 겹 교차검증을 이용했을 때, 평가지표에 따르면 한쪽 이어폰을 착용하면 0.91의 성능을, 양쪽 이어폰의 데이터를 사용하게 되면 0.96의 성능을 얻을 수 있음을 확인했고 이는 두 경우에서 모두 높은 성능을 보임을 알 수 있다.

사용자의 행동을 무선 이어폰 형태의 웨어러블 디바이스를 통해 간편하게 분석할 수 있는 이 시스템은 향후 추가적인 연구를 통해 모바일 애플리케이션 등을 통해 구강 악습관 개선이 필요한 환자들에게 큰 도움이 될 수 있을 것으로 예측된다.
 

【 청년서포터즈 6기 박상민 】