▲ 브라질에서 가장 큰 대형병원 체인 중 하나인 프리벤트 시니어(Prevent Senior) 병원 의료진이, 국내 인공지능 솔루션인 루닛 인사이트 CXR의 도움을 받아 코로나19 의심환자를 판독하고 있다.(사진=루닛)

CT나 엑스레이로 촬영한 폐의 영상을 인공지능으로 분석해 코로나19의 감염과 병의 진행 여부를 판단할 수 있는 기술이 속속 도입되고 있다. 최근 코로나19 확진자가 전세계적으로 급증하면서 격무에 시달리고 있는 방사선 전문인력의 업무를 크게 덜어 줄 수 있는 솔루션으로 각광받고 있다.

‘IEEE 스펙트럼’에 따르면 이스라엘의 건강 관련 소프트웨어 업체인 래드로직스(RADLogics), 중국의 알리바바, 홍콩의 인공지능 스타트업인 이투 헬스케어(Yitu healthcare·依图科技), 우리나라의 루닛(Lunit) 등 업체들이 CT와 엑스레이 영상을 분석해 환자들의 감염 여부, 병의 진행 상황 등을 모니터링할 수 있는 딥러닝 솔루션을 속속 내놓고 있다.

이들 인공지능 기반 가슴 영상 분석 기술은 급증하는 코로나19 환자의 폐 영상을 분석하고 병의 진행 정도와 치료 우선 순위를 확인해야 하는 방사선사와 전문의의 진료 부담을 덜어주고 있는데 유용하게 활용되고 있다. 이 기술은 미래에는 환자가 공기호흡기를 필요로 하는지, 아니면 의료진의 추가 치료를 요하는지, 집으로 돌려보내도 되는지를 판단하는 수준까지 발전할 것으로 예상되고 있다. 스탠포드대 메디컬센터의 소아 방사선과 전문의인 '매튜 룽런(Mattew Lungren)'은 “이 분야가 킬러 앱으로 부상하고 있다”고 말했다.

이스라엘 래드로직스가 제공하고 있는 인공지능 솔루션은 폐 영상 사진을 분석해 코로나19의 확진 여부를 진단하는데 98%의 정확도를 보이고 있다고 한다. 정확도가 이처럼 높지만 기존의 진단방식인 핵산증폭검사(NAT·nucleic acid test)를 대체할 수는 없다. NAT는 긴 면봉을 이용해 자동차나 격리된 공간에서 의심 환자로부터 검체를 채취하는 방식이다. 미국 질병예방통제센터나 전미방사선학회(American College of Radiology)는 환자와 의료진의 과다한 방사선 노출을 우려해 CT및 엑스레이 촬영보다는 NAT 방식을 가장 우선적인 진단 검사방식으로 권고하고 있다. 이에 따라 의료진들은 CT나 엑스레이 촬영 영상 분석을 제1차 검사도구로 활용하고 있지는 않지만 ‘기회검진(opportunistic screening)’ 방식으로 적극 활용하겠다는 움직임을 보이고 있다.

가슴 영상 진단 방법이 코로나19의 진단 및 치료에 효과적이라는 사실은 지난 2월에 전문 저널인 ‘방사선학(Radiology)’에 소개된 논문에서 확인됐다. 중국과 미국 공동 연구팀은 코로나19 환자의 폐에 폐결절 환자에게 보이는 뿌연 ‘간유리 음영(Ground Glass Opacity· GGO)'과 같은 특이한 시각적 소견이 발견된다는 사실을 확인했다. 폐에 이런 시각적인 소견이 전반적으로 확산되면 환자의 감염 기간이 길어진다는 연구 결과를 도출했다.

▲ 래드로직스는 가슴 영상 사진을 바탕으로 환자의 발병도를 측정할수 있는 코로나 점수를 도입해 적용하고 있다(사진=래디로직스)

이스라엘 래드로직스는 환자의 코로나19 진행 상황을 알 수 있도록 ‘발병도(disease severity)’를 점수화해 ‘코로나 점수(Corona score)’로 보여주는 진단도구를 발표했다. 이 소프트웨어는 현재 중국, 러시아, 이탈리아 등에서 활용되고 있다. 회사 측은 앞으로 폐 영상에 관한 데이터를 이용해 인공지능을 훈련시킴으로서 환자에게 언제 공기호흡기를 착용시키고 벗겨야 하는지를 예측할 수 있는 시스템으로 진전시키겠다는 계획이다.

▲ 코로나19 환자의 폐 CT 영상(사진=래디로직스)

중국 알리바바 산하 연구기관인 ‘달마원(達摩院:다모 아카데미)’은 지난 2월말 20초만에 96%의 정확도로 코로나19 의심 환자를 진단할 수 있는 인공지능 알고리즘을 발표했다. 이 알고리즘은 5천명 이상의 확진자 케이스를 활용해 훈련을 했다.

달마원에 따르면 이 알고리즘은 중국내 26개 병원에서 사용되고 있으며 3만건 이상의 진단을 실시했다. 달마원은 현재 다른 파트너들과 협력해 인공지능 시스템을 클라우드에 가져가는 기술을 연구하고 있다. 이렇게 되면 스마트폰이나 컴퓨터를 이용해 CT 영상을 클라우드에 직접 올릴 수 있어 코로나19의 검사 업무를 지금보다 효율화할 수 있다. 홍콩의 이투헬스케어도 CT 영상을 평가할수 있는 인공지능 기반 시스템을 발표했다.

▲ 서울대병원 문경 인재원 생활치료센터에서 방사선사가 검사를 진행하고 있다.(사진=루닛)

국내 인공지능 업체인 루닛(Lunit)도 ‘루닛 인사이트 CXR(주요 폐 비정상 소견 진단 보조 인공지능 소프트웨어)’로 불리는 엑스레이 영상 분석 인공지능 솔루션을 발표해 주목받고 있다. 인공지능 알고리즘이 흉부 엑스레이 영상을 단 몇 초 만에 분석해 폐렴을 포함한 주요 폐 비정상 소견을 97~99%의 뛰어난 정확도로 검출하며 의사의 판독을 보조할 수 있다는 설명이다. 2020년 3월 기준, 루닛 인사이트 CXR은 전 세계 80개국에서 3백만 장 이상의 흉부 엑스레이 사진을 분석했다. 현재 서울대병원 인재원에 마련된 대구·경북 제3생활치료센터에서 도입돼 의료진들을 돕고 있다.

브라질 상파울루 지역에 8개 이상의 병원을 보유하고 있는 프리벤트 시니어(Prevent Senior) 병원도 3월 말 현재 코로나19 의심환자 3000명 이상의 흉부 엑스레이 영상을 루닛 인사이트 CXR로 분석했다.

회사 측은 “엑스레이 영상 검사만으로 코로나19를 진단하는 방법에 대한 한계점은 존재한다. 하지만 진단키트가 부족한 의료 현장에서 우선적으로 검사해야 할 대상을 선별하거나, 확진된 환자의 중증도 분류와 같은 목적에는 루닛 인사이트 CXR 제품이 유용하게 활용될 수 있다”고 말했다. 루닛은 의료진과 환자를 돕기 위해 코로나19 엑스레이 영상분석 전용 ‘루닛 인사이트 CXR’ 제품을 지난 31일 온라인에서 무료로 공개했다.