[건강한 가족] X선 사진 공부한 인공지능, 단번에 4대 흉부 질환 찾아낸다

건강한 일반인, 흉부 질환자

X선 영상자료 9만8621건 학습

폐암·폐결핵·폐렴·기흉 진단

병원리포트 서울대병원 영상의학과 박창민 교수팀

인공지능(AI) 기반의 의료 영상 판독시스템이 진화를 거듭하고 있다. 종전에 폐암(폐 결절)만 확인했던 데서 폐렴·기흉 등 주요 흉부 질환으로 진단 범위를 확장하며 진일보하고 있다.

서울대병원 영상의학과 박창민 교수는 인공지능 개발 업체인 루닛과 공동 연구를 통해 주요 흉부 질환을 모두 찾아내는 인공지능 보조진단 시스템을 완성했다고 밝혔다. 인공지능이 판독하는 흉부 질환은 크게 네 가지로 폐암·폐결핵·폐렴·기흉이다. 세계적으로 발병 빈도와 사망률이 높아 정확한 진단을 통한 조기 치료가 매우 중요한 질환으로 꼽힌다.

연구팀은 인공지능 시스템 개발을 위해 건강한 일반인과 흉부 질환을 앓는 환자 등 총 9만8621건의 흉부 X선 영상 자료를 인공지능에 학습시켰다. 이를 통해 환자의 흉부 X선 영상을 토대로 이상 병변이 있는 부위를 표시하고, 이것이 실제 질환인지 여부를 확률로 제시하도록 시스템을 구축했다.

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AI 진단 시스템 정확도 의사보다 높아

인공지능 시스템에 대한 검증은 크게 두 단계로 이뤄졌다. 먼저 해당 시스템이 다른 의료기관에서 적용 가능한지를 평가했다. 서울대병원을 포함해 서울시보라매병원, 강동경희대병원, 을지대병원, 프랑스 그르노블대학병원 등에서 시스템의 성능 검증이 이뤄졌다. 그 결과 진단 정확도는 평균 97% 이상으로 매우 우수한 것으로 나타났다.

다음으로 영상의학과·내과 등 총 15명의 의료진과 인공지능 시스템의 진단 능력을 비교하는 연구가 진행됐다. 흉부 X선 사진을 놓고 인공지능과 의사의 진단 정확도를 비교하는 방식이다. 연구결과, 이상 병변 존재 여부를 파악하는 데 있어 인공지능 시스템의 정확도는 98.3%로 흉부 영상의학 전문의(93.2%)나 영상의학 전문의(89.6%), 내과 전문의(81.4%)보다 높았다. 이상 병변의 정확한 위치를 파악하는 데도 인공지능의 진단 정확도는 98.5%로 의사와 비교해 10~20%포인트가량 높았다. 의료진이 인공지능의 보조를 받을 경우 판독 능력은 최대 9%포인트까지 향상되는 것으로 나타났다.

이번에 개발된 인공지능 시스템은 올 하반기 식품의약품안전처의 의료기기 승인을 앞두고 있다. 박창민 교수는 “기존에도 인공지능 시스템은 폐 결절만 확인할 수 있어 사용 범위가 제한적이었다”며 “하지만 이번에 개발된 시스템은 발병 빈도와 중요도가 높은 흉부 질환을 한번에 확인할 수 있는 만큼 임상 현장에서 보다 폭넓게 활용될 것으로 기대한다”고 말했다. 이번 연구는 서울시 산학연 협력사업의 지원을 받아 진행됐으며 결과는 국제학술지 ‘자마 네트워크 오픈’ 최신호에 게재됐다.

박정렬 기자 park.jungryul@joongang.co.kr

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