인간과 인공지능, 공존할 방법은?

인간과 인공지능, 공존할 방법은?: 이하얀 / 기사승인 : 2021-02-10 13:08:10

이번 기사에서는 안구 질환과 뼈 연령 진단, 퇴행성 파킨슨 증후군 진단에 사용될 독립형 소프트웨어 의료기기에 대해 알아보자. 자세한 내용은 식품의약품안전평가원 자료를 기반으로 설명한다.

독립형 소프트웨어 의료기기가 무엇인지 궁금하다면 “위드 코로나 시대, 인공지능은 어디로 가고 있을까?” 기사 시리즈를 참고하길 바란다.

먼저, 안구 질환을 진단하는 독립형 소프트웨어 의료기기이다.

제품명은 정해지지 않았지만, 구글 딥마인드에서 복수의 안구 질환을 정확하게 판별할 수 있는 기술을 개발했다. 이는, 3차원 영상인 빛 간섭 단층 촬영(이하 OCT로 표기)으로부터 다양한 안과적 비정상 영역을 딥러닝 모델로 정확하게 분할해 판별할 수 있는 제품이다.

안구 질환은 육안으로 알아보기 어렵다. 그동안 안과 의사는 OCT 자료를 보았던 기억을 통해 환자의 눈을 보고, 안구 질환 발병의 여부를 결정해왔다. 또한 우리는 안구 질환을 그것이 우리 몸이 눈을 통해 다른 어딘가가 아프다는 신호를 보낸다는 사실은 생각하지 못하는 경우가 많다. 그렇기 때문에 치료 시기를 놓치는 환자도 많았다.

하지만, 구글 딥마인드의 제품으로 안구 질환을 통해 단순 시력의 문제가 아닌 당뇨병에 걸린 환자를 초기에 찾아낼 수 있다. 이제는 백만 건이 넘는 망막 이미지를 딥러닝 기술로 분석하고, 그 OCT 자료들을 환자의 망막 사진을 비교해 발병 여부를 초기에 발견할 수 있게 된 것이다.

구글딥마인드

[더 기어]

한 개의 알고리즘으로 구현하던 기존의 안구 질환 분석과는 달리, 구글 딥마인드에서는 2개의 분리된 인공지능 알고리즘 네트워크를 사용했다.

우선, OCT 자료들을 색상별로 분류해 3D 조직도를 만든다. 그 다음 3D 조직도를 통해 질병의 종류와 위치를 분석해서 치료 방법과 응급여부를 판단한다. 이를 통해 진단의 신뢰성을 더욱 높일 수 있어 효율적인 시스템을 구축하게 된 것이다.

그 다음은 뼈의 연령을 진단하는 뷰노의 “VUNOmed-BoneAge”와 크레스콤의 “MEDAI-01”이다.

먼저 뷰노의 “VUNOmed-BoneAge”는 인공지능 기술을 이용해 엑스레이 영상을 분석해 환자의 뼈 나이를 제시하고, 의사가 제시된 정보 등으로 성조숙증이나 저성장을 진단하는데 도움을 주는 독립형 소프트웨어 의료기기이다.

이 제품은 2017년 American Journal of Roentgenology 임상연구 결과에 따르면 정확도는 8% 강화, 판독 시간은 최대 40% 감소하는 것으로 나타났다.

VUNO 골연령 진단 사진

[VUNO]

크레스콤의 “MediAI-BA”는 인공지능 딥러닝 분석 기법으로 손뼈 엑스레이 영상을 Tanner-Whitehouse 3 (TW3) 골연령 평가 방식을 기반으로 Greulich-Pyle(GP) 방식을 통합하여 골연령을 자동으로 정밀 분석하고, 그 결과를 통해 의사가 뼈 연령을 판단하는데 도움을 주는 독립형 소프트웨어 의료 기기이다.

2019년에 실시한 임상시험에서 참조 표준과의 절댓값 평균 차이는 0.39세(95% 신뢰구간 0.33~0.45)로 매우 정확한 편에 속하는 것으로 나타났다.

크레스콤 골 연령 진단 사진

[크레스콤]

이제, 마지막으로 퇴행성 파킨슨 증후군 진단에 사용될 독립형 소프트웨어 의료기기에 대해 알아보자.

휴런의 “mPDia”는 MR(Magnetic Resonance)영상과 임상 정보로 이루어진 데이터를 학습하여 의료진의 퇴행성 파킨슨 증후군 진단결정을 보조하기 위한 독립형소프트웨어 의료기기이다.

퇴행성 파킨슨 증후군이란, 비정형 파킨슨 증후군이라고도 하며 파킨슨병과 유사한 증상을 보이면서 이에 더하여 자세 불안정, 자세 이상, 보행이상, 근육강직, 떨림 등의 추가적인 증상을 보이는 퇴행성 질환을 의미힌다. 이러한 비정형 파킨슨 증후군에는 진행 핵상 마비, 다계통 위축, 피질 기저핵 병성, 루이소체 치매 등이 포함된다.

질병 초기부터 파킨슨병 치료에 대한 반응이 없거나 미미한 경우, 파킨슨 증상의 진행이 빠른 경우, 배뇨 장애나 기립 저혈압 등의 자율신경계 증상이나 보행 실조와 같은 소뇌 증상이 이른 시기에 나타나는 경우, 낙상이 심한 경우, 치매가 초기부터 동반되는 경우에는 비정형 파킨슨 증후군을 의심해볼 수 있다.

휴런

[식약처]

이 제품은 기존의 퇴행성 파킨슨 증후군을 진단하는데 PET/CT(양전자방출단층촬영) 방법을 사용하지 않고, MRI(자기공명영상) 사진을 통해 특정 뇌 손상 부위의 이상 징후를 파악하는 방법을 선택했고 차별성을 인정받았다. 이를 통해 점점 고령화 되어가는 세상에서 이 병의 발병률은 꾸준히 증가하고 있지만, 예방 또는 초기에 치료가 가능한 환자들을 더욱 더 많이 찾아낼 수 있게 될 것이다.

이렇게 총 4번에 걸쳐, 독립형 소프트웨어 의료기기에 대해서 알아보았다.

인간과 인공지능이 공존하는 법

[솔트룩스]

시간이 갈수록 우리는 늙는다. 단지 늙기만 한다면 크게 걱정할 것이 없겠지만, 우리는 대부분 나이가 들면서 다양한 질병에 걸리게 된다. 어쩔 수 없다고 손놓고 바라만 보기보다는 어떻게 하면 아프지 않을 수 있을까, 이미 병으로 인해 고통받고 있는 환자들을 위해 어떤 일을 할 수 있을까 고민해야할 때이다.

또한, 우리에게 닥쳐온 코로나 시대의 위협에 있어 우리 모두가 적극적으로 나서야 한다. 그 누가 고통받을지 알 수 없다. 당장 나에게 다가올 수도 있다. 이렇게 질병과 바이러스 등 인간이 버텨 내기 힘든 것들과 싸워야 하는 지금의 세상에서 우리가 할 수 있는 것은 우리의 의료 기술을 발전할 수 있게끔 노력하는 것이다.

조금 더 관심을 가지고, 우리 모두를 위해 그리고 우리를 위해 희생하는 의료진들을 위해 다양한 의료 기술에 적용될 다양한 AI 기술을 응원해보는 것은 어떨까?