[문영래의 미래 의학] 인공지능 적용과 의료기술의 변화

서론

의학은 진단과 치료의 오류, 비효율적인 자원 낭비, 환자와 임상의 간의 부적절한 시간 낭비를 야기합니다. 의사는 첨단의 의료 시스템과 워크플로우를 통해 빠르고 정확하게 영상을 분석하고, 의학적 오류를 줄임으로써 환자의 건강을 증진할 수 있기를 원합니다. 의료 분야의 리더들과 컴퓨터과학자들은 인공지능(AI)이 이러한 모든 문제를 해결하는 역할을 할 수 있다고 주장하며 다양한 협력을 모색하고 있습니다.

임상의를 위한 인공 지능

앞으로는 거의 모든 병원과 의료진들은 AI 기술, 특히 딥러닝을 사용하게 될 것입니다. 이미 많은 병원과 의료진들이 딥뉴럴네트워크(DNN)를 통한 패턴 인식을 사용해 해부병리 판독과 피부병변, 망막이미지, 심전도, 내시경 검사, 얼굴 및 생체 신호를 해석하는 데 많은 성과를 이뤘습니다. 앞으로 딥러닝을 통한 얼굴인식와 음성인식기술이 사용된다면 그 동안 병원이 보유해온 의료 빅데이터와 AI의 접목을 통해 지금보다 혁신적인 의료서비스가 창출될 것입니다.

영상의학과

AI의 적용을 위해 특히 주목받는 분야 중 하나는 영상의학과입니다. 가슴 엑스레이 사진의 경우 페렴 진단에서 딥러닝 알고리즘이 의사보다 우수하다는 결과를 가지고 있습니다.

마찬가지로 AI 기반 영상 판독 기술은 골절 및 노화 평가, 결핵 분류 및 척추 압박 골절 등에 적용했고, 이런 다양한 시도에서 실제 알고리즘이 진단하는 정확도는 아직 의사의 능력까지는 아니지만 계속 발전의 가능성을 보여주고 있습니다. 대표적으로 당뇨 망막 병증, 손목 골절, 유방암의 병리 판독, 대장 폴립, 선천 백내장에 대해 많은 연구의 진척을 보이고 있습니다.

아직은 AI 기반의 영상 판독기술이 모든 질환에서 우수하다고 볼 수는 없습니다. 하지만 끊임없는 노력과 보완을 통해 딥러닝 알고리즘의 오류율을 떨어뜨릴 수 있다면 AI는 영상의학분야의 좋은 파트너로 자리잡을 것입니다.

병리학 분야는 영상 진단에 비해 디지털 정보화가 느리게 진행되어 왔습니다. 여전히 진단을 위해 유리 슬라이드를 사용해 조직을 평가하고 진단하는 전체 슬라이드 이미징 기법을 사용하고 있습니다.
그러함에도 불구하고 진단 병리 슬라이드의 심층 학습은 유방암, 폐암, 뇌종양, 림파선 전이 등에서 진단 능력을 보이고 있습니다.

2018 년 미국 FDA는 AI 의료 진단 알고리즘에 대한 신속한 승인 계획을 발표했습니다. 유리 슬라이드를 사용해 평가하고 진단하던 조직의 이미지를 디지털 이미지로 변환, AI를 적용해 검사결과를 해독해 낼 수 있다면 많은 임상의들에게 도움을 줄 수 있을 것으로 기대됩니다.

피부과

AI는 기저 세포 암종, 편평 세포 암종 및 흑색 종 등의 주요 피부 질환에 대한 알고리즘 평가를 수행해 피부과 의사의 진단 능력을 넘어서는(?) 결과를 보여줬습니다. 특히 흑색종의 경우 매우 정확한 결과를 보여 주었습니다.

AI의 가능성은 여기에서 그치지 않습니다. AI의 진단결과를 피부과 전문지식이 없는 다른 의료진이 활용할 수 있게 된다면 숙련된 의사들과의 뛰어난 협진 기회를 제공하는 효과를 거둘 수 있을 것으로 보입니다. 이 같은 협진효과는 비단 특정 전공분야에 국한되지 않고 거의 모든 분야에 다양한 형태로 적용될 수 있습니다. 이는 의료기술과 서비스의 발전으로 이어질 것으로 기대됩니다.

결론

4차 의료 기술의 핵심이라고 할 수 있는 AI 기술이 의사의 역할을 대체할 것이라는 가능성에 대해 의료계가 대책을 마련해야 한다는 목소리가 높습니다. 의료계의 우려에도 불구하고 AI로 인한 변화는 현실이며, 2~3년 안에 의료와 관련된 분야에는 엄청난 혁신이 이뤄질 것입니다. 인공지능은 인간이 오감으로 탐지할 수 없는 미세한 영역까지 접근할 능력을 충분히 갖출 것입니다.

이젠 의료계, 컴퓨터 과학자, 산업계와 협력을 통해 AI 프로그램 개발과 동반 성장의 노력을 통해 새로운 영역의 의료 분야 개발에 관심이 절실한 시기입니다..

※ 외부 필자의 원고는 IT조선의 편집 방향과 일치하지 않을 수 있습니다.

문영래 정형외과 병원장은 2000년부터 조선대학교 교수로 활동하고 있습니다. 2005년과 2006년 미국 뉴욕 콜롬비아 대학에서 연수했으며, 대한 견주관절학회 회장을 역임했습니다. 기아 타이거즈 재활 센터장, 대한 스포츠 의학회 이사로 활동하고 있습니다. 유럽 연합과 함께 다양한 인류의 삼차원적 의학 영상으로 연구, 진료, 치료에 활용을 연구하고 있습니다.