10여 년 전 미국 실리콘밸리 바이오 스타트업 ‘테라노스’는 피 한 방울로 암을 비롯한 250가지 질병을 15분 안에 진단할 수 있는 키트 ‘에디슨’을 개발했다고 발표했다. 창업자 엘리자베스 홈스는 엄청난 주목을 받으며 자산 45억달러(약 6조원) 돈방석에 앉았다. 하지만 약 1년 만에 그의 말은 모두 거짓으로 조사됐다. 혈액 진단 기술을 증명하는 실험 결과는 단 하나도 없었고, 실제 진단 가능한 항목은 평범한 혈액 검사 수준이었다.
‘사기극’으로 막을 내렸던 진단 기술이 인공지능(AI)을 만나면서 현실로 구체화되고 있다. AI가 암이나 알츠하이머 등 치명적 질환들을 조기에 진단하고 발병 전에 예측하며 의학을 혁신하는 것이다. 정확성은 임상을 거치며 확인되고, 그 수준은 빠르게 발전하고 있다. 환자의 유전 정보와 생활 습관 등을 토대로 맞춤형 치료를 받는 ‘정밀 의료’의 시대가 열린다는 기대가 나오는 배경이다.
◇질병 예측에서 치료까지
글로벌 대형 제약사 아스트라제네카는 지난해 9월 1000개 이상의 질병을 의사와 유사한 수준의 정확도로 예측할 수 있는 AI 모델 ‘밀턴(MILTON)’을 공개했다. 밀턴은 영국인 50만명의 유전정보 등이 담긴 ‘UK바이오뱅크’의 생체 데이터를 학습했다. 유전자를 포함해 성별과 허리둘레, 적혈구와 백혈구 수, 체내 영양소 등 67개 항목별 특성을 토대로 질병의 위험도를 예측한다. 밀턴은 주요 질환 3213개 중 1091개는 의사와 유사한 수준의 정확도로 예측했고, 당뇨병(1형) 등 121개의 질병에 대해서는 100%에 가까운 예측 정확도를 보였다. 아스트라제네카는 “밀턴을 통해 미래에 질병을 더 일찍, 치료 가능한 단계에서 감지할 수 있다”며 “아직은 연구 단계지만, AI가 질병을 예방할 수 있게 도와주는 잠재력은 확인한 것”이라고 밝혔다.
예측을 넘어 치료에 도움을 주는 AI도 잇따라 등장하고 있다. 국내 스타트업 로엔서지컬이 개발한 신장결석 수술 로봇 ‘자메닉스’는 AI를 이용해 결석 크기를 추정하고, 환자의 호흡까지 계산해 레이저가 정확히 결석만 부술 수 있게 해준다. 직경 2.8㎜ 내시경 로봇과 컴퓨터, 의사 1명만 있으면 수술이 가능하다. 현재 서울대병원 등에서 이 기기를 사용하고 있다. AI를 적용한 의료 기기의 수는 급증하고 있다. 2024년까지 미 식품의약국(FDA)이 허가한 AI 의료 기기의 수는 1016개인데, 이 중 절반이 넘는 552개가 2022년 이후 허가를 얻었다.
◇영상 분석해 조기 진단
AI는 자기공명영상(MRI) 등 의료 영상을 분석해 질환을 조기 진단하는 데 성과를 내고 있다. 본지가 최근 찾은 아주대병원 영상의학과 연구실. 최진욱 교수는 모니터의 3차원 뇌 혈관 영상에서 환자의 뇌동맥류 여부를 확인하고 있었다. 뇌동맥류는 뇌동맥 일부가 약해져 풍선이나 꽈리처럼 부풀어 오르는 질환이다. 원래는 의사가 영상 속 수많은 혈관을 살펴보면서 부풀어 오른 부분을 찾아야 해 시간이 오래 걸리고, 오류 가능성도 적지 않았다. 하지만 최 교수가 국내 의료 AI 기업 딥노이드의 AI 설루션 딥뉴로를 사용하자, 복잡하게 꼬인 뇌 내 혈관에서 파열 가능성이 높은 지점이 네모 모양으로 표시됐다. 최 교수는 “이 시스템 도입으로 판독 시간이 절반으로 줄고, 정확도가 크게 좋아졌다”고 했다.
국내 의료 AI 기업 루닛은 유방암을 조기 진단하는 AI 설루션을 개발했다. 환자의 유방 촬영 영상을 분석해 종양이나 석회 등 의심 부위를 동그랗게 표시해준다. 뷰노가 개발한 AI 기반 심정지 발생 위험 감지 의료기기 ‘딥카스’는 병동에 입원한 환자의 혈압, 맥박, 호흡, 체온 등을 분석해 24시간 내 심정지 발생 위험을 알려준다. 김대수 KAIST 교수는 “AI는 복잡한 신체의 생명 현상을 관찰할 수 있는 새로운 현미경”이라며 “인류의 건강과 공중보건을 혁신하는 핵심 기술로 자리매김하고 있다”고 했다.
☞정밀 의료(precision medicine)
유전정보, 생활 습관 등 개인별 세밀한 건강 정보를 토대로 최적화된 진단과 치료를 하는 것. 인공지능(AI)과 결합하면서 질병의 예측과 조기 진단의 정확성이 비약적으로 높아지고 있다.
