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[AI 생활속으로①의료]병 진단 정확도 돕는 AI
AI, 의사와 동등한 수준 정확도로 발전
진단하고 처방하고…양질의 데이터 관건
승인 | 이해정 기자 | hjwedge@mediapen.com
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 승인 2018-10-09 13:39:50
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4차산업혁명 시대가 도약하면서 핵심기술로 주목받고 있는 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 자율주행, 빅데이터, 가상현실(VR)·증강현실(AR) 등은 다양한 분야에서 복합적으로 발전하고 있다. 특히 AI는 최근 6년간 발빠르게 성장해 가까운 생활에서 직접적으로 활용되면서 사람의 편의성을 돕고 있다. 데이터가 쌓이면서 AI 기술은 더욱 고도화되고 있으며 빅데이터, 자율주행 등 다른 기술과도 맞물려 여러 분야에서 시너지를 내고 있다. AI는 외부의 정보를 인식, 학습, 추론하고 행동하며 혁신적으로 발전하고 있다. 이에 본지는 의료, 보안, 포털, 자율주행, 일자리, 봉사 등 다양한 영역에서 사람을 돕고 있는 AI 서비스와 기술의 현 상황을 알아본다.

[미디어펜=이해정 기자]인공지능(AI)은 의료 산업에서도 발전하고 있다. 방대한 양의 의료 데이터를 AI가 분석하면서 의사를 돕는 방향으로 나아가고 있다. 

AI 알고리듬은 의학 자료를 기계학습해 질병 진단과 치료법에 있어 의사와 동등한 수준의 정확도를 보이는 것으로 나타났다. AI를 적용한 컴퓨터 이미지 처리 기술 등은 환자에 대한 진단과 처방을 신속하게 처리할 수 있도록 돕고 있다.

향후 AI는 정보를 인식할 뿐만 아니라 스스로 학습하면서 기술이 더욱 고도화되고 정밀해질 전망이다.

AI 의료 시장은 미국과 중국에서 빠르게 성장하고 있는 것으로 나타났다. 관련 업계에 따르면 의료 분야에서 AI 기술을 지원하고 있는 대표 업체는 구글, IBM, 마이크로소프트(MS) 등이 있다.

IBM은 의료 진단을 돕는 왓슨 포 온콜로지(Watson for Oncology), 유전자 변이 추적을 통한 정밀종양학을 돕는 왓슨 포 지노믹스(Watson for Genomics), 신약 개발을 돕는 왓슨 포 드러그 디스커버리 (Watson for Drug Discovery) 등 크게 3가지 기술을 헬스케어 분야에서 제공하고 있다.

세계 200곳 이상의 병원에서 이용하고 있는 왓슨 포 온콜로지는 메모리얼 슬로언 케터링(Memorial Sloan Kettering, MSK)에서 300종 이상의 의학 저널, 200권 이상의 전문서적, 1500만 쪽에 달하는 자료를 습득하도록 트레이닝을 받았다. 

   
▲ 지난 9일부터 17일까지 우즈베키스탄 부하라 주립종합병원에서 현지 안질환 환자 대상으로 열린 의료캠프에서 안과 수술이 진행되고 있다./사진=포스코대우

종양학자가 환자들의 상태에 맞는 가장 적합한 치료법을 찾도록 돕고 있고, 현재 병행치료를 포함해 13종의 암을 진료할 수 있도록 트레이닝을 받고 있다. 미국을 비롯해 인도, 아시아, 동유럽, 중남미 등지의 의료 현장에서 의사들의 업무를 지원하고 있다.

올 초 '종양학 연보(Annals of Oncology)'에는 왓슨 포 온콜로지와 인도의 마니팔병원(Manipal Hospitals)의 다학제 종양 연구회의 결정이 93% 일치했다는 연구 결과가 게재됐다. 

왓슨 포 지노믹스는 왓슨 헬스가 제공하는 정밀종양학 관련 기능이다. 방대한 유전자, 임상, 약리학 지식을 분석해 환자의 유전자 변이를 추적하는 잠재적인 치료 방법을 제시한다. 시간을 절약하고 규모의 확장을 용이하게 한다. 

미국 보훈처는 국가 정밀종양학 프로그램의 일환으로 4기 암환자에 대해 왓슨 포 지노믹스를 적용했다. 미국, 인도, 한국, 스페인 등지에서 현지 의료기관들도 왓슨 포 지노믹스를 임상용으로 도입했다. 

왓슨 포 드러그 디스커버리는 생명과학 분야 연구자를 지원한다. 이를 통해 치료법의 출시와 보급을 앞당길 수 있는 패턴과 연관관계를 파악하는 과정을 단축시킬 수 있다. 

화이자(Pfizer)는 왓슨 포 드러그 디스커버리를 이용해 표적치료제의 개발을 앞당기고, 이전까지 면역 반응과의 연관성이 규명된 적이 없는 새로운 유전자 세트를 식별했다는 설명이다.

   
▲ 인공지능(AI)은 빅데이터 분석에도 유용하게 활용될 전망이다./사진=ING생명


IBM 관계자는 "AI는 비즈니스 판도를 바꿀 수 있는 엄청난 가능성을 시사하고 우리가 고전하고 있는 문제의 해결책을 제공하는 등 세상에 더 나은 미래를 제공하고자 하지만, 이러한 청사진은 인공지능에 양질의 데이터를 투입했을 때에만 가정할 수 있다"고 전했다. 

그러면서 "IBM은 왓슨의 가치를 지속적으로 보강하고 있으며, 치료와 관련된 자료를 정확히 식별하는 능력을 강화할 수 있도록 실제 진료 현장의 데이터를 바탕으로 시스템 데이터 소스를 강화하는 작업을 하고 있다"고 말했다.

구글에서 AI를 총괄하는 제프 딘 시니어펠로우는 지난 6월 26일 강남구 대치동 구글캠퍼스에서 열린 'AI 위드 구글 2018' 콘퍼런스에서 AI 의료기술 개발 방향과 관련 "기존 의사들을 돕는 식으로 개발돼야 한다"고 말했다. 예를 들어 왜 환자에게 심장 판막을 교체해야하는 지 알려주는 식이다. 

구글은 인도, 태국, 미국 내 병원과 협력해 머신러닝을 통해 당뇨성 안과 질환을 진단하는 데 
도움을 주는 도구를 개발하고 있다. 이를 통해 인도 등 안과 의사가 부족한 지역에 도움이 될 것으로 보고 있다.

머신러닝은 또한 암 진단 도구에도 활용되고 있다. 영상의학과 의사는 생체검사에서 유방암을 더 효과적으로 진단할 수 있다는 설명이다.

   
▲ 한국∙주요 서유럽 동시에 출시한 삼성전자 프리미엄 디지털 엑스레이 'GC85A'./사진=삼성전자 제공


구글은 2016년 사진을 사용해 당뇨병성 망막증의 징후를 감지하는 신경망도 개발했다. 올해 구글 AI팀은 딥 러닝 모델을 활용해 동일한 안저 사진으로 특정 환자의 심장 마비나 뇌졸중 발생 위험율을 높은 정확도로 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

이 밖에도 구글은 비식별 의료 기록에 있는 정보를 분석해 재입원, 입원 기간 등 의료 관련 내용을 예측할 수 있는 기술을 지원한다.

의료, 생명 과학 분야에서 수년간 기술을 개발해온 마이크로소프트는 지난 6월 27일(현지시각)
의료, 헬스 부문 확장을 위한 '마이크로소프트 헬스케어(Microsoft Healthcare)' 팀 신설을 발표했다. 

기존 헬스케어 넥스트(Healthcare NExT) 프로젝트를 이어 받아 민감한 의료 데이터를 안전하게 표준화된 방식으로 클라우드로 이전해 의료 관련 종사자들이 데이터에 쉽고 빠르게 접근할 수 있도록 돕게 했다. 

국내 과학기술정보통신부는 지난 4월 한국판 AI 정밀의료서비스 '닥터 앤서'를 개발하기 위한 AI 기반 정밀의료 솔루션 사업을 추진키로 했다. 삼성SDS와 카카오 등 19개 기업은 총괄기관인 서울아산병원 등과 함께 민관 공동으로 닥터 앤서 개발을 2020년 목표로 추진하고 있다. 

세계 의료기기 시장은 매년 5%의 빠른 성장을 보이는 것으로 나타났다. 다만 각 부처마다 투자가 개별적으로 진행되면서 기술개발, 인허가 등 단계별 연계가 미흡하고 혁신적인 제품의 사용화 등이 제한적이라는 지적도 제기됐다.

한편, 엑센추어 컨설팅 조사결과에 따르면 세계 AI 의료시장 규모는 2014년 6억달러(약6741억원)에서 2021년 66억달러(7조4151억원)에 달할 것으로 전망된다.
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