천식·COPD 등 조기진단도 '인공지능이 효자'

서울아산병원 김남국·서준범 교수팀

미세 기관지 구조·두께 2분만에 분석

정확도 90%…1차 진단용으로 유용

국내 의료진이 컴퓨터단층촬영(CT)으로 찍은 폐 속 미세 기관지의 구조와 벽 두께 등을 2분만에 분석해 천식·만성폐쇄성폐질환(COPD) 등 중증 폐질환을 조기에 발견할 수 있는 인공지능(AI) 기술을 개발했다.

6일 울산대 의대 서울아산병원에 따르면 김남국(융합의학과)·서준범(영상의학과) 교수팀은 자체개발한 AI 기술로 흉부CT 영상에서 기관지의 상태를 평균 2분만에 약 90%의 정확도로 분석해냈다

왼쪽은 흉부 컴퓨터단층촬영(CT) 사진. 오른쪽은 이를 토대로 서울아산병원 교수팀이 인공지능(AI)으로 분석한 결과. /사진제공=서울아산병원

천식·COPD·간질성 폐질환 등 중증 폐질환을 정확하게 진단하려면 미세 기관지까지 분석해야 한다. 특히 기관지의 벽 두께를 파악하는 게 중요하다. 공기 중 균이나 알레르기를 일으키는 물질들과 싸우다 보면 기관지 벽이 두꺼워지기 때문이다.

그러나 기관지는 두께 약 1㎜ 미만으로까지 갈라지는데다 호흡·심장박동의 영향으로 보이지 않거나 영상의학가 전문의 등이 제한된 시간 안에 두께를 정확하게 파악하기 어려운 미세 기관지가 적지 않다.



연구팀은 가로·세로·높이 사진 여러 장을 종합해 3차원(3D) 이미지를 만들어 학습하는 딥러닝 기반 기술인 2.5D ‘합성곱(Convolutional) 신경망’을 적용한 AI 기술을 자체 개발해 폐질환자 59명의 흉부CT 영상자료를 학습시켰다. 이후 폐질환자 8명의 흉부CT 영상으로 AI 기술의 정확도와 분석 속도를 시험했더니 약 2분만에 사람이 직접 하는 것 대비 90% 정도의 정확도로 기관지 벽 두께를 파악해내는 것으로 확인됐다.

김 교수는 “AI 기술로 흉부CT 영상에서 미세 기관지까지 찾아낸 뒤 영상의학 전문가가 추가로 분석하면 중증 폐질환을 더욱 빠르게 진단할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘의료영상 분석’(Medical Image Analysis)에 실렸다.
/임웅재기자 [e-mail]