“사진 속 얼굴 특징으로 고혈압 가능성 확인한다”

한국한의학연구원(원장 이진용·이하 한의학연) 이상훈 박사 연구팀은 사진 속 안색(顔色)·안형(顔形) 등 얼굴 특성을 분석해 고혈압 환자와 정상인을 구별할 수 있다는 연구결과를 발표했다. 이에 따라 앞으로 사회관계망 서비스(SNS)나 휴대폰 사진 등을 활용해 일상에서 건강 위험을 사전에 파악하고 관리하는 미래 헬스케어 기술 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

우리나라의 가장 흔한 만성질환 중 하나인 고혈압은 한 번 발병하면 완치가 어려워 평생동안 관리해야 하기 때문에 조기 진단을 통한 예방이 특히 중요하다. 그러나 발병 전 위험도 예측을 위해서는 가족력, 허리둘레, 혈압 변화, 중성지방 등 다양한 변수를 고려해야 하기에 일상생활에서 확인하기 쉽지 않은 실정이다.

이에 일상생활에서 흔히 사용할 수 있는 사진 속 얼굴 특성을 활용해 고혈압 위험도 진단의 가능성을 확인하는 연구를 수행하고 있는 연구팀(한의학연 미래의학부)은 특정 기준에 따라 촬영한 한의학데이터 센터의 사진 중 고혈압 환자 및 정상인 사진 1000여 장(환자 394명, 정상인 705명)을 활용해 연구를 진행했다.

이번 연구에서는 한의학의 망진(望診)에서 관찰하는 얼굴 특성을 기준으로 얼굴 부위별 형태 변수 및 색상 변수를 정량적 형태로 추출했으며, 형태 변수는 얼굴에 기준점을 설정한 후 이를 이용해 길이·각도·비율·면적 등을 추출했고, 색상 변수는 영역을 구분해 영역별 밝기 성분, 붉은색·푸른색 등 성분으로 표현되도록 변수를 추출했다. 이후 통계적 기계학습 기법을 활용해 고혈압 그룹과 정상인 그룹 사이의 안면 특징 변수를 성별에 따라 비교·분석해 고혈압을 예측할 수 있는 안면 특징 변수를 확인했다.분석 결과 두 성별 모두에서 고혈압 환자와 정상인간 차이를 보이는 변수는 얼굴 형태의 경우 코의 모양이었으며, 얼굴 색상에서는 이마와 볼의 색으로 확인됐다.

특히 성별에 따라 여성의 경우는 눈 모양과 코의 각도·색상이 환자와 정상인을 가장 뚜렷하게 구별하는 변수로 확인됐으며, 남성은 코 너비와 볼 색상이 가장 큰 차이를 보이는 변수로 나타났다.

추출된 안면 특징 변수를 종합한 모델을 통해 고혈압 환자와 정상인을 구별해본 결과, 여성의 경우 AUC(Area Under Curve·곡선하면적, 값이 1에 가까울수록 예측이 정확하다는 것을 의미) 값이 0.827, 남성은 0.706으로 나타나 유의미한 수준으로 예측할 수 있다는 사실을 확인했다.앞으로 연구팀은 정상에서 고혈압으로 진행되는 사람의 안면 특징에 대한 후속연구 수행을 통해 단순한 구별을 넘어 고혈압 발생 위험도를 예측할 수 있는 연구로 점차 확대해 나갈 계획이며, 향후 해당 기술은 일상생활에서 간단한 비접촉 방법으로 고혈압을 쉽게 예측해 예방·관리에 활용될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

이와 관련 이상훈 박사는 “앞으로 다가올 미래 헬스케어 서비스에서는 이미지와 같은 비접촉 데이터 기반의 건강위험 예측 기술이 중요해질 것으로 생각한다”며 “이번 연구를 통해 사진만으로 고혈압 위험을 확인하고 정보를 제공함으로써 개인의 질병 예방·관리에 도움을 줄 수 있다는 가능성을 확인했다는 점에서 의미가 크다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 산하 한의학연 주요사업 및 과학기술정보통신부 한국연구재단 바이오 의료기술개발사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 ‘Applied Sciences’에 ‘A novel method in predicting hypertension using facial images’(얼굴 이미지를 활용한 새로운 고혈압 예측 기법)라는 제하로 게재됐다.