전 세계 인공와우 수술이 필요한 고도난청 환자는 업계 추산 약 6000만명. 70데시벨(dB) 보다 작은 소리를 듣지 못하면 고도난청으로 분류한다. 조용한 집에서 초인종을 누르고 문을 두드려도 듣지 못하는 수준이다. 이 정도면 보청기도 도움이 안 된다. 따라서 전문의들은 '인공와우 이식 수술'을 권한다. 인공와우는 귓 속 달팽이관에 전극을 삽입해 청신경을 직접 자극하는 의료기기를 말한다. 하지만 일상의 불편함이 큰데도 불구하고 환자들이 이 수술을 거부하는 경우가 많다고 한다. 왜 일까.

최근 머니투데이 스타트업 미디어 플랫폼 '유니콘팩토리'와 만난 이재은 벨테라퓨틱스 대표는 "인공와우 발명 후 60년이 흘렀으나 수술 후 오랜 시간과 노력이 요구되는 청력재활 과정의 불편함이 인공와우 수술을 거부하게 만들고 있다"고 말했다. 이어 "이는 비단 환자뿐만 아니라 의료진과 인공와우 제조사, 보험사 등의 페인포인트로 우리 기술을 활용하면 이런 문제를 한번에 해결할 수 있다"고 덧붙였다.

벨테라퓨틱스는 특수한 사운드로 두뇌 청각피질 영역을 자극하는 기법으로 통상 1~2년 걸리는 인공와우 환자의 재활 기간을 대폭 단축할 수 있는 '인공와우 청력 재활 디지털치료제'를 발표해 주목을 이끈 바이오·헬스케어 스타트업이다. 이재은 대표는 컬럼비아대에서 경제학을 전공하고, 연세대 의과대학에서 융합의학과 석사과정을 밟으며 바이오·헬스케어 분야 창업을 꿈꿔왔다고 한다.

기존 인공와우 삽입 수술 이후 재활 프로세서는 '사용자의 귀에 맞게 장치를 세부 조정하는 맵핑→말 소리를 들을 수 있도록 하는 언어치료 훈련→언어평가와 청력검사' 순으로 이뤄진 한 사이클을 1~2년에 걸쳐 지속 반복하도록 돼 있다. 이때 환자들이 많이 지치고 중간에 포기하는 경우도 생긴다.

무엇보다 재활치료에 쓰이는 말소리는 정보량이 많은 데다 복잡하게 구성돼 있어 이미 낮아진 청지각(귀를 통해 전달된 청각 정보를 뇌가 인지하는 능력) 환자들의 재활을 위한 최적의 소리는 아니라는 평가를 받아왔다.

의료계 일부에선 청력 재활의 일환으로 음악 감상을 권장하고 있긴 하나 도움이 되는 적합한 음악에 대한 구체적인 연구가 이뤄지지 않아 의료진과 환자 모두에게 음악 선택은 큰 고민이었다. 이 대표는 "재활 환자들은 일반적인 음악을 들으면 소음처럼 들려 재활에 맞는 음악이 필요하다"며 "하지만 병원 전문의 입장에선 음악 인지과학 연구를 주로 하던 분들이 아니니 어떤 음악을 추천해야 할지 몰라 막막함을 느끼는 상황이었다"고 말했다.

벨테라퓨틱스는 이런 문제를 해결할 '음악 기반 청력 재활 디지털치료제'를 개발키로 했다. 그렇게 나온 게 '인공와우 사용자들을 위한 맞춤형 음악 플레이리스트'이다.

이는 재활치료 환자에게 취약한 음역을 집중적으로 사용하게 만드는 특수사운드로 이뤄졌다. 이를 통해 두뇌 청각피질 영역을 단시간에 활성화할 수 있어 재활기간을 2배 이상 단축시킬 수 있다는 설명이다. 이는 이비인후과 최고 권위의 '미국 이비인후과 국제학회'에도 소개 돼 전세계 의료진의 관심을 이끌었다.

벨테라퓨틱스가 음악을 기반으로 청력 재활 디지털치료제를 개발할 수 있었던 것은 의공학뿐만 아니라 뇌과학, 작곡가 등 관련 분야 전문가들로 팀이 꾸려졌기 때문이다. 내부 연구원 중 박정미 박사는 서울대 음대에서 학사·석사·박사 과정을 밟고 한국음악지각인지학회의 부회장을 역임하고 있으며, 서울대에서 음악신경과학을 가르치고 있다.

또 하지연 연구원은 의공학자로서 KIST(한국과학기술연구원)와 서울대병원에서 뇌파 연구를 해왔다. 특히 청각 메커니즘을 규명하는 연구를 주로 해왔다. 이원우 연구원은 한국예술종합학교에서 전자음악을 가르치는 작곡가이자 엔지니어다. 인공와우 환자의 청지각적 특성을 고려한 음악 분류 기준을 연구해왔다.

벨테라퓨틱스는 이번에 개발한 청력 재활 디지털치료제의 효과성 검증을 위해 임상에 착수한 상태다. 이번 임상의 주관을 맡은 분당서울대병원 이비인후과 최병윤 교수는 인공와우 수술을 1000번 이상 시행한 이비인후과 분야의 세계적인 권위자로 알려져있다. 이 대표는 "뇌과학과 오디오 신호처리 기술력을 기반으로 청력 재활은 물론 불면증 관련 디지털치료제도 개발했다"며 "임상기관과의 파트너십을 기반으로 파이프라인을 지속적으로 확장해 나갈 것"이라고 말했다.



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