‘디지털 트윈’ 기술, 제1형 당뇨병 관리의 새로운 해답 제시

미국 버지니아대학교(UVA) 연구팀이 개발한 새로운 디지털 트윈(digital twin) 기술이 제1형 당뇨병 환자를 위한 인공췌장 시스템의 성능을 크게 향상시키는 것으로 나타났다. 해당 기술은 사용자의 생리적·행동적 변화를 반영해 자동으로 조절되는 '적응형 생체행동 컨트롤(adaptive biobehavioral control)'을 구현하며, 최근 npj Digital Medicine에 발표된 연구에서 유의미한 혈당 조절 개선 효과를 입증했다.

디지털 트윈은 사용자의 실제 신체 반응을 컴퓨터 모델로 복제한 가상 시뮬레이션 시스템이다. 이를 통해 인공췌장 시스템이 사용자의 변화하는 인슐린 요구량에 따라 자동으로 적응할 수 있게 하며, 동시에 사용자가 가상의 환경에서 혈당 조절 방식을 실험해볼 수 있도록 지원한다. 즉, 사용자는 ‘디지털 자신’을 통해 새 설정을 시뮬레이션한 후 실제 시스템에 적용할 수 있어 보다 안전하고 정밀한 혈당 관리가 가능하다.

6개월간 진행된 임상 시험에서는 이 기술을 적용한 참여자들의 혈당이 목표 범위 내에 머무는 시간이 평균 72%에서 77%로 증가했으며, 평균 혈당 수치도 소폭 개선되었다. 이는 기존 인공췌장 시스템의 한계를 사용자 중심 조절로 극복할 수 있음을 보여준다.

연구를 이끈 보리스 코바체프 박사(UVA 당뇨병기술센터 소장)는 “디지털 트윈 기술은 각 사용자를 클라우드 상에 구현한 개별 시뮬레이션 모델로, 본인의 데이터를 이용해 안전한 환경에서 시스템을 실험할 수 있게 한다”며 “이러한 인간-기계 협응적 적응은 당뇨병과 같은 만성질환 관리에 특히 유용하다”고 강조했다.

인공췌장 시스템은 지속적 혈당측정기(CGM)와 인슐린 펌프, 그리고 알고리즘 기반 제어 시스템으로 구성된다. 하지만 사용자의 식사, 운동, 스트레스 등 다양한 요인으로 인해 인슐린 요구량은 시시각각 변하며, 이를 고려한 맞춤형 조절이 필수적이다. 디지털 트윈 기술은 이러한 복잡한 변수들을 통합 분석하고 예측할 수 있는 기반을 제공함으로써 기존 자동화 시스템의 한계를 보완한다.

이번 연구는 의료기기와 AI 기술의 융합이 환자 맞춤형 디지털 치료 환경을 실현할 수 있음을 보여주는 대표 사례로 평가된다. 당뇨병 관리뿐 아니라 다양한 자가 질환, 호르몬 질환 등에도 확대 적용될 가능성이 열려 있으며, 향후 디지털 헬스케어 시장에서 주목받는 기술로 자리매김할 전망이다.