망막의 이미지 영상 데이터와 인공지능 기술을 이용해 췌장암과 알츠하이머 치매 증상을 조기에 발견할 수 있는 기술이 개발됐다.

‘IEEE 스펙트럼’에 따르면 미국 워싱턴대학 연구팀은 스마트폰 카메라로 망막 사진을 촬영해 췌장암을 조기 발견할 수 있는 기술을 개발했으며, 미국 세다스-시나이(Cedars-Sinai) 메디컬센터는 캘리포니아에 위치한 업체인 ‘뉴로비전 이미징(NeuroVision Imaging)’과 공동으로 망막 이미지를 활용해 알츠하이머 치매(AD)를 조기에 발견할 수 있는 기술을 개발했다.

▲ 미국 워싱턴대는 스마트폰 앱으로 췌장암을 조기 진단할수 있는 인공지능 기술을 개발했다.

워싱턴대학 연구팀이 개발한 스마트폰 애플리케이션 ‘빌리스크린(BiliScreen)’은 췌장암을 조기 진단할 수 있다. 췌장암을 진단하기 위해선 환자의 혈액을 채취해 대사 부산물인 '빌리루빈(bilirubin)'의 수치 증가를 확인하는데 이번에 개발된 기술은 망막의 사진 이미지로 빌리루빈의 증가를 모니터링할 수 있다. 췌장암은 빌리루빈이 증가하면서 초기에 황달을 동반하는데 빌리스크린 앱을 사용하면 눈의 망막 부분에서 빌리루빈의 수치를 확인할 수 있다. 연구팀이 70명의 피실험자를 대상으로 테스트한 결과 96.8%의 정확성으로 췌장암을 진단하는데 성공했다.

연구팀은 췌장암 진단을 위해 머신러닝 기법을 도입했다. 스마트폰에 빛을 차단할 수 있는 액세서리를 부착하고 망막 사진을 촬영한 후 실제 혈액속의 빌리루빈 수치 증감을 확인했다. 빌리스크린은 MS리서치가 개발한 ‘그랩컷(GrabCut)’이라는 컴퓨터비전 알고리즘을 이용해 빌리스크린 소프트웨어를 훈련시켰다. ‘완전한 컨볼루션 신경망(Fully Convolutional Networks)’ 기술을 적용했다.

‘세다스-시나이(Cedars-Sinai) 메디컬센터’는 알츠하이머를 조기 진단할 수 있는 이미징 카메라 기술과 망막 접근 기법을 개발했다. 연구팀은 연구 결과를 전문 국제저널인 ‘JCI 인사이트’지에 기고했다. 치매 환자는 뇌에 독성 물질인 베타 아밀로이드가 쌓이는데, 연구팀은 치매 환자의 눈에 베타 아밀로이드가 쌓이는 것을 확인했다. 연구팀은 인지 능력이 저하되기 전에 눈의 이미지 사진을 활용해 치매 증상을 조기 발견할 수 있다고 밝혔다.

이 망막 영상 기술은 특수 안저 카메라와 첨단 영상 처리 소프트웨어를 이용, 망막을 촬영하는 자가형광관찰장치(autofluorescence imaging)로 망막에 베타 아밀로이드가 얼마나 쌓여있는지를 알아낼 수 있다. 연구팀은 앞으로 보다 많은 실험군을 대상으로 망막 아밀로이드 인덱스와 PET 뇌영상 자료, 알츠하이머 생체 표지자(biomarker)를 비교하는 실험을 진행하고 있다. 앞으로 이미지 촬영 기술을 보다 낮은 가격에 공급할 수 있도록 기술을 개발할 계획이다.