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AI의사, 우리의 건강을 책임지다

TECH/IT 트렌드

 

 

4차 산업혁명 시대를 맞은 지금, 다양한 IT기술 중 인공지능(AI)의 존재감은 그 무엇보다도 뚜렷한데요. 이제는 인간을 대체할 수 없을 것만 같았던 의료 분야에도 AI기술이 접목된다고 합니다. AI의사에게 진료 받는 우리의 모습, 상상이 가시나요? 의학계에 새로운 패러다임을 제시한 AI! 생각보다 훨씬 가까이 다가온 AI 의료기술의 현주소와 전망을 함께 알아보도록 합시다. 

 
 
 

AI 의료기술의 현주소는?

  

  

인공지능(Artificial Intelligence, AI)은 인간의 학습능력과 추론능력, 지각능력, 자연언어의 이해능력 등을 컴퓨터 프로그램으로 실현한 기술을 의미합니다. 이러한 AI를 구현하기 위해서는 기계가 스스로 학습하는 기술, 딥러닝(Deep-Learning)이 바탕이 되어야 하는데요.


딥러닝을 통한 AI 기술은 의료 분야에서 진가를 톡톡히 발휘하고 있습니다. 의료 산업에 AI 기술이 접목되면 의료진은 AI의 데이터 분석 결과를 활용해 더욱더 정확한 진단을 내릴 수 있으며, 응급상황 시 환자의 골든타임(인명 구조를 위한 시간)을 확보할 수 있게 됩니다. 


많은 데이터를 한번에 분석할 수 있는 AI는 개인 맞춤형 건강관리와 질병 예방을 실현시키고 있는데요. 인구 고령화와 만성질환자가 증가함에 따라 맞춤형 건강관리 서비스의 수요가 확대되고 있으며, 이에 따른 AI의 활용도 또한 높아지고 있습니다. 현재 의료 분야에서 AI 기술을 활용하고 있는 기업은 스타트업기업만 해도 106개를 넘을 정도이니, 그 필요성과 가능성은 이미 인정받았다고 볼 수 있겠죠.



▲ 의료 분야 인공지능 기업 트리

(출처: CBINSIGHT 페이지)

 

 

‘의료 분야 인공지능 기업 트리’에서도 알 수 있듯 의료계에 AI를 적용하려는 노력은 국내외에서 아주 활발하게 이뤄지고 있습니다. 우리나라에서는 뷰노와 루닛이 AI 진단 솔루션을 연구하는 스타트업기업으로 인정받고 있는데요. 뷰노는 AI를 기반으로 뼈 나이를 측정하는 기술인 'VUNO-Med BoneAge'를 개발해 임상시험을 허가받았습니다. AI 진단 솔루션을 연구하는 루닛은 흉부 이상, 폐 결절·질량, 합병 및 기흉을 탐지하는 기술을 내놓으며 97% 이상의 정확도를 선보였습니다. 해외에서도 AI를 이용한 의료시스템 개발에 박차를 가하고 있는데요. 연구 단계를 넘어 의료계에 도입돼 새로운 의료 서비스를 제공하고 있는 대표적인 AI 의사들을 만나볼까요?

 
 
 

우리의 건강을 책임질 AI 의사를 소개합니다!


 

하나. 종양학 의사 '왓슨 포 온콜로지'

 


‘종양학’은 얼핏 들으면 낯선 학문 같지만, 사실은 우리나라 사망원인 1위를 차지하고 있는 ‘암’이 바로 종양학에 속하는 병인데요. 조기진단이 어려워 사망률이 높았던 암도 AI를 통해 더욱 빠르고 정확하게 진단할 수 있게 됐습니다. 바로 IBM이 개발한 '왓슨 포 온콜로지(Watson for Oncology, 이하 왓슨)'가 그 주인공입니다.


의료분야 AI의 선두주자인 IBM이 개발한 왓슨은 종양학을 적용해 암 진단과 치료를 돕는 AI 소프트웨어입니다. 이 AI 소프트웨어는 의사들이 근거에 입각한 치료를 할 수 있도록 지원하는 목적으로 개발했는데요. AI 의료의 선두주자인 만큼 엄청난 강점을 가지고 있답니다.


  • ▲ 왓슨은 환자의 의료 기록에서 가족력, 이전 진료 기록, 검진 결과 등의 정보를 분석한다.

    뿐만 아니라 암 전문 지식을 바탕으로 환자에게 잠재적으로 중요한 사항과 기록을 요약하고 표시해준다.

    (출처: IBM Watson for Oncology 유튜브 영상 캡쳐)

  • ▲ 환자의 의료 정보와 의학 자료를 바탕으로 치료 계획 옵션을 우선순위로 제안한다. 

    (출처: IBM Watson for Oncology 유튜브 영상 캡쳐)

  • ▲ 치료 방법을 뒷받침하는 의학 참고문헌을 보여주고, 치료 방법 및 환자의 케이스와 관련이 있을 수 있는 자료를 제시한다. 

    (출처: IBM Watson for Oncology 유튜브 영상 캡쳐)

 

 

왓슨은 전 세계적으로 하루 평균 122건씩 새롭게 발표되는 방대한 분량의 암 논문을 실시간으로 수집·분석·활용합니다. 새로운 자료를 매일매일 업데이트해주는 왓슨이 있어 의사들은 더욱 믿을 만한 데이터를 가질 수 있으며, 이를 활용해 사람들을 치료하는데 더 많은 시간과 정보를 할애할 수 있게 됐습니다. 왓슨의 강점을 여기서 그치지 않습니다. 업데이트한 데이터를 가지고 확률이 가장 높은 병명과 성공 가능성이 높은 치료법을 의사에게 조언해줍니다. 이때 진단법 근거에 해당하는 논문도 함께 제시하기에 높은 객관성을 지니며 의사로 하여금 오차를 줄이도록 돕습니다. 


특히 왓슨이 암 진단에 강점을 가진 이유는 암치료 분야는 다른 의료 분야와 달리 급격히 발전하고 있어 의사들도 최신 지견을 실시간으로 따라가기가 힘들기 때문입니다. AI 의사 왓슨 덕분에 의사들은 암 치료에서 가장 빠르게 변하는 항암치료 분야에 대해 실시간으로 공부할 수 있으며, 아는 내용도 한번 더 확인하며 정확도를 높일 수 있습니다.


IBM의 왓슨은 현재 전 세계 대형병원 13곳에서 의사로 활약 중인데요. 세계 3대 암센터로 꼽히는 미국 메모리얼 슬론 캐터링(MSK)에서 300여 종의 의학저널과 문헌, 200여 권의 의학교과서, 1,500만 페이지가 넘는 전문자료를 업데이트하고 훈련받아 8초 만에 정확한 진단과 최적의 처방을 제안할 수 있는 수준에 이르렀습니다. 최근에는 난소암 진단이 추가됐고 앞으로 방광과 백혈병 진단까지 추가돼 암 종류의 85%를 수용하며 영역을 넓혀갈 것으로 기대됩니다.



. 당뇨성 망막병증 의사 '구글 AI'

 

만성질환인 당뇨병은 세계인 19명 중 1명에게 발병할 정도로 흔하고도 심각한 병입니다. 혈당 조절이 힘든 당뇨병 환자들은 여러 합병증으로 고통받는데, 가장 대표적인 합병증이 바로 당뇨성 망막병증(Diabetic retinopathy)입니다. 이 질환은 당뇨병을 30년 이상 앓은 환자의 90%에서 발병하며 실명의 원인이 되고 있습니다.


실명까지 이어질 수 있는 무서운 합병증인 당뇨성 망막병증을 AI가 진단한다면 어떨까요? 당뇨성 망막병증은 일반적으로 안과 의사가 안구 안쪽 사진을 통해 망막 내 미세혈관 생성 여부와 출혈 정도를 판독해 진단하는데요. 현재 구글은 빅데이터를 활용해 당뇨성 망막병증 AI 의사를 개발해 높은 진단 성공률을 보이고 있습니다. 


구글은 Deep Convolutional Neural Network(외부 메모리를 쓰지 않고도 작은 규모의 하드웨어에서 초당 60프레임의 4K-UHD를 구현할 수 있는 기술)를 이용해 12만 8,175개에 달하는 안구 이미지를 AI에 학습시켰습니다. 이미 안과 전문의들에게 3~7회 판독받은 데이터를 학습한 AI는 사람보다 뛰어난 인지능력을 가지고 데이터를 알고리즘에 따라 분석하며, 빠르고 정확한 진단으로 그 우수성을 인정받고 있습니다.



. 종합검진 의사 'IHP'

 

의료 플랫폼 IHP(INFINITT Healthcare Platform, IHP)는 진료과목 별로 흩어져 있는 환자의 의료 데이터를 통합 관리하는 AI입니다. 쉽게 말해 다양한 의료기기와 의료정보시스템에서 데이터를 수집해 빅데이터를 구축하는 기술인데요. 의료 데이터를 일원화하는 기술은 바로 AI에 적용돼 의료시스템의 혁명을 가져오고 있습니다.


▲ IHP는 고객이 보유하고 있는 기존 IT인프라를 보다 효율적으로 이용할 수 있도록 돕는다.

(출처: IHP)

 

 

IHP 의료시스템을 도입하면 데이터 관리를 일원화해 운영비용을 절감할 수 있고, 통합된 데이터를 기반으로 환자 상태를 종합적으로 파악할 수 있는 장점이 있습니다. 또한, 원활한 데이터 공유를 통해 타 의료기관과의 협진 및 연구가 보다 활발하게 이뤄질 수 있습니다. 가장 큰 장점은 IHP를 통해 모인 데이터가 집단 건강과 정밀의료를 책임지는 AI 기술 개발의 기반이 된다는 것입니다. IHP가 계속해서 쌓일 수많은 데이터를 잘 가공해 활용 범위를 넓혀간다면, 더욱더 다양한 병을 진단하고 치료할 수 있게 될 것으로 기대됩니다.

 

 

  

AI 의료시스템, 어디로 가고 있나?

 

 

▲ AI 의료시스템의 시장규모

 

 

앞서 살펴보았듯 4차 산업혁명을 맞아 의료 산업에도 새로운 물결이 일고 있는데요. 도표에 표시된 수치에서 알 수 있듯 의료산업에서 AI 시장규모는 점점 더 커질 것이라 예상됩니다. 시장분석 전문기업인 프로스트앤설리반(Frost & Sullivan)에 따르면 2021년에 의료산업에서 AI의 가치는 6조 7,000억 원에 다다를 것이며, 더 많은 글로벌 기업의 투자가 가속화될 전망인데요. 이러한 투자는 의료서비스 향상과 치료비 절감 효과를 낳을 것입니다. 또한 의료기기에도 AI 기술이 접목돼 응급시술에 있어 빠른 진단과 치료가 가능해질 전망입니다. 뿐만 아니라 실시간 건강관리, 원격의료, 정밀의료에 접목될 AI 기술 역시 활발하게 개발될 예상입니다. 


하지만 AI 기술이 의료시스템에 응용되는 현상에 우려의 목소리도 있는데요. 'AI 기술에 사용하는 데이터는 어떻게 보호할 것인가?' 'AI 진단을 받았을 때 오진의 책임은 누구에게 있는가?' 등의 문제가 제기되고 있습니다. 이에 따라 AI가 의사를 완전히 대체하기까지는 많은 시간과 노력이 필요할 것으로 보입니다. 


 

지금까지 살펴보았듯이 AI는 더 나은 의료서비스를 제공하는 데 큰 역할을 하고 있습니다. 하루가 다르게 빠른 속도로 기술이 발전하고 있는 만큼, AI를 활용한 의료기술이 과연 어디까지 발전할지 궁금해지는데요. 더 빠르고 더 정확하게 우리 건강을 책임질 AI 의사의 활약을 기대해보아도 좋겠죠?


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