AI, 안저 영상만으로 심장질환 진단

과학기술

AI, 안저 영상만으로 심장질환 진단
한국공학한림원 세미나…첨단 의료 기술 동향 공유

2019.08.05 10:02 김순강 객원기자

AI 진단기기 ‘닥터 눈(DrNOON)’은 망막 영상을 촬영, 분석하여 각종 안질환은 물론 심혈관 질환까지 찾아낸다. 국내 눈 영상 기반 건강진단 스타트업인 (주)메디웨일이 연세대 세브란스병원과의 협업을 통해 개발했다. 닥터 눈은 안질환 95%, 심혈관 질환 83%라는 세계 최고 수준의 정확도로 주목을 받고 있다.

그렇다면 눈알 내면의 망막이 있는 부분을 촬영한 안저 영상으로 어떻게 안질환을 진단하고, 심장질환을 예측할 수 있는 것일까? 최태일 메디웨일 대표는 지난 3일 이화여대에서 한국공학한림원의 차세대공학리더 YEHS가 주최한 오픈세미나 강사로 나서 망막 이미지를 통해 질환을 알아보는 AI 기술에 대해 소개했다.

한국공학한림원 차세대 공학 리더 모임 YEHS가 지난 8일 이화여대에서 오픈세미나를 개최했다. ⓒ 김순강 / ScienceTimes

눈 영상으로 어떻게 심혈관질환 예측하나

그는 “안구가 피부를 관통하거나 신체의 어떤 구멍도 통과하지 않는, 비침습적으로 인간의 혈관을 직접 보여주는 유일한 기관이다. 그래서 눈을 통해 혈관성 질환을 예측하는 것이 가능하다”고 설명했다.

2004년에 안과 분야의 최고 석학인 티엔 웡(Tien Wong) 박사는 뉴잉글랜드 의학저널에 “망막에서 동맥과 정맥의 혈관 두께 비율을 구하면 심혈관 질환을 예측할 수 있다”고 발표했고, 2018년 릴리 펭(Lily Peng)은 Nature BioMed에 “눈을 통해 사람의 나이와 성별을 정확히 예측할 수 있으며 그것이 심혈관의 주요 인자들이 된다”고 발표한 바 있다.

이를 이용해 구글에서는 인도에서 수집한 심혈관 질환자의 안저 영상 12만 개를 분석하고, 영국에서 수집한 망막단층촬영 사진 10만 장을 딥러닝하여 70%의 확률로 심혈관 질환자를 예측하는 AI를 개발했다. 최 대표는 “AI ‘닥터 눈’은 세브란스 안과 의사들의 정밀한 분류를 거친 안저 영상 12만 장과 함께 심장 CT 사진을 학습해 정확도를 83%까지 높였다”고 밝혔다.

게다가 닥터 눈은 심혈관 위험인자를 파악하는 공식 지표인 ‘관상동맥석회화지수(CACS)’까지 예측할 수 있다. 최 대표는 “전 세계적으로 사망원인 1위는 심장질환이다. 이와 관련된 세계 의료비용이 800조 원에 달한다. 특히 미국에서는 연간 300조 원의 심혈관 질환으로 인한 의료비용이 발생한다. 이를 줄이기 위해서는 무엇보다 심혈관 질환 발병을 예측하는 것이 중요한데, 안저 영상이 그 효용성에 있어서 매우 탁월하다”고 강조했다.

최태근 메디웨일 대표가 망막 이미지를 통해 질환을 알아보는 AI기술에 대해 소개했다. ⓒ 김순강 / ScienceTimes

닥터 눈, 당뇨성 망막증 진단도 간단하게

‘닥터 눈’은 CT보다 저렴하고 간단하면서 방사선 노출 위험도 없다는 것이 큰 장점이다. 현재 식품의약품안전처로부터 의료기기 허가를 받기 위해 임상을 진행 중이다. 최 대표는 “지난해 미국 식품의약국(FDA)은 당뇨성 망막증을 진단해 주는 AI 기반 의료기기 ‘IDx’에 대해 첫 승인을 내주었다”며 “이는 당뇨병 합병증으로 나타나는 당뇨망막병증의 조기진단에 크게 도움이 될 것”이라고 말했다.

당뇨성 막망증은 당뇨 환자에게 빈발하는 주요 합병증 중 하나다. 당뇨병 발병 30년 이상이 되는 환자의 약 90%에서 발생되기 때문에 당뇨 유병 기간이 길어질수록 거의 모든 환자에게서 발병한다고 봐도 된다. 초기에 증상이 없는 데다가 상당히 진행된 망막병증이라도 황반부의 장애가 없는 경우에는 시력이 좋게 나타나기 때문에 단순한 시력검사로는 질환을 발견하기 어렵다.

최 대표는 “당뇨병 환자들은 안구검사를 정기적으로 받는 것이 필수적인데, 내과병원 중에 안구검사를 할 수 있는 곳이 절반도 되지 않는다. 치료시기를 놓치면 실명에 이를 수 있기 때문에 ‘닥터 눈’이 가까운 의원이나 검진센터에 보급되면 조기진단에 큰 도움이 될 수 있을 것”이라고 강조했다.

그는 자신이 녹내장 치료시기를 놓쳐 오른쪽 눈의 시력 40%가량 소실됐기 때문에 누구보다 조기진단의 중요성을 잘 알고 있다며 “닥터 눈이 상용화되면 가까운 병원이나 검진센터에서 눈의 건강 상태를 쉽게 체크해 볼 수 있고, 이상이 발견되면 바로 안과병원으로 가서 정확한 진단을 받으면 되기 때문에 보다 많은 사람들의 건강한 시력 유지에도 도움이 될 것”이라고 덧붙였다.

안저 영상 촬영하고 있는 모습. 메디웨일 제공

안저 영상, 심장질환의 새로운 바이오 마커로

최근 메디웨일 공동창업자이며 의학 부문 최고마케팅경영자인 임형택 싱가포르 국립 눈센터 교수가 ‘망막의 정맥과 동맥 폐색은 뇌졸중, 급성 심근경색증, 심부전, 심방세동의 위험과 관련이 있다’는 논문을 발표한 바 있다. 때문에 안저 영상을 심장질환의 새로운 바이오 마커로 만들겠다는 것이 메디웨일의 목표다.

최 대표는 “AI를 통해 안저 영상을 분석하고 이를 통해 가장 빠르게 질병을 찾아내는 방법을 제시하는 것이 목표”라며 “백내장, 녹내장, 망막질환과 같은 안과질환, 심혈관계 질환 검진은 물론 전신의 만성질환까지 눈을 통한 진단 영역을 넓혀나갈 것”이라고 향후 계획을 밝혔다.

한편, 이번 세미나를 주최한 YEHS(Young Engineers Honor Society)는 한국공학한림원 산하 차세대 공학리더 모임으로, 전국적 규모의 공대생 네트워크 구축을 위해 2005년 설립된 단체다. 이번 오픈세미나를 통해 차세대 공학리더들이 AI 기반 바이오산업의 기술 동향을 알아보고 지식을 공유하는 시간을 가졌다.

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