정한길·김택균 분당서울대병원 신경외과,윤창호 신경과 교수 연구팀이 두경부 X-ray 영상(Cephalogram)을 분석해 수면무호흡증을 진단하는 인공지능 모델을 개발했다고 밝혔다.

수면무호흡증은 자는 동안 호흡이 일시적으로 멈추거나 호흡량이 줄어드는 상태로, 만성피로와 졸음을 야기하며, 장시간 방치할 경우 고혈압, 심근경색, 뇌졸중 등 심뇌혈관 질환의 발생 위험이 크게 높아진다.

수면무호흡증이 의심되는 경우 선별검사를 실시해 결과에 따라 표준 진단법인 수면다원검사를 실시하게 된다. 그간 여러 선별검사가 개발되기는 했지만 검사의 정확도가 낮고, 여럿이 생활하는 환경에서는 권장되지 않는 등 제약이 있었다.

이에 연구팀은 두경부 X-ray 영상 분석만으로도 수면무호흡증을 예측할 수 있는 딥러닝 기반 인공지능 모델을 개발했다. 해당 알고리즘은 분당서울대병원에 내원한 환자 5,591명의 두경부 X-ray 영상 데이터를 바탕으로 인공지능 학습과 검증을 통해 만들어졌으며, 내부 및 외부 테스트를 거쳐 성능을 평가했다.

그 결과, 인공지능 모델은 AUROC 0.82의 높은 정확도를 보이는 것으로 나타났다. AUROC는 인공지능 모델의 성능을 평가하는 지표로, 1에 가까울수록 성능이 우수함을 의미한다. 해당 모델은 수면무호흡증과 관련성이 높은 상기도(기도의 상부), 특히 혀와 그 주변부 구조를 중심으로 환자들의 두경부 X-ray 영상을 분석해 사람의 눈으로 구분할 수 없는 미세한 차이까지 구분, 수면무호흡증 여부를 분류할 수 있다.

또한, 진단에 필요한 두경부 X-ray 영상 검사는 절차가 비교적 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있어 이러한 인공지능 모델을 활용한다면 조기 치료가 중요한 수면무호흡증의 진단 및 치료율 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 보인다.

윤창호 분당서울대병원 신경과 교수는 “전 세계적으로 수면무호흡증의 유병률은 30~69세 성인 중 10억 명 정도로 추정되며, 이 또한 계속 증가하고 있는 추세”라며 “수면무호흡증을 조기에 발견하고 치료를 시작한다면 더 이상의 증상 악화를 막고, 삶의 질 또한 높아질 수 있다”고 밝혔다.

이어 정한길 신경외과 교수는 “다른 임상적인 예측 인자 없이 두경부 X-ray 영상만을 활용해 수면무호흡증을 선별 진단할 수 있는 인공지능 모델을 개발한 연구”라며, “정확성과 경제성을 갖춘 이번 모델이 수면무호흡증의 조기 진단과 치료에 큰 역할을 할 것으로 기대한다”고 전했다.

인공지능 지방흡입 미국특허

비만클리닉•지방흡입 특화 의료기관 365mc는 인공지능 지방흡입 시스템(M.A.I.L System, Motion capture and Artificial Intelligence assisted Liposuction)에 대한 미국 특허를 취득했다고 밝혔다.

365mc는 이번 인공지능 지방흡입 시스템을 비롯해 58개 특허를 출원, 그 중 총 34개 특허를 등록 완료했다. 한국 의료 신기술이 미국 특허를 획득하며 365mc 관계자는 향후 미국 지방흡입 시장 진출에 청신호가 켜진 것으로 바라보고 있다.

전세계 지방흡입 수술 기기 시장은 2022년 3억238만 달러로, 2022년부터 2030년까지 연평균 13% 가량 성장해 2030년에는 8억306만 달러의 시장 규모를 보유할 것으로 예측된다. 미국은 2021년 기준 전세계 시장의 36.14%를 점유하며 지방흡입 수술에 대한 수요가 가장 많은 국가로 꼽히고 있다.

인공지능 지방흡입 시스템은 365mc가 2017년 글로벌 IT 기업 마이크로소프트와 공동으로 개발한 시스템으로 보다 안전하고 정교한 지방흡입 수술을 위해 개발됐다. 지방흡입 수술 시 캐뉼라라는 작은 금속관을 사용하는데, 수술 결과를 예측하고 잘못된 움직임을 실시간으로 알려줄 수 있는 인공지능 기반의 캐뉼라 수술 진단 장치라고 볼 수 있다.

인공지능 지방흡입 시스템을 통해 수술 집도의는 수술 직후 수술 결과에 대한 예측, 즉각적인 피드백을 활용해 정교하고 만족도 높은 수술결과를 기대할 수 있게 됐다. 또한 멍, 부기의 부작용을 줄이고 심각한 부작용을 방지할 수 있을거라 전망한다.

김남철 ㈜365mc 대표이사는 “비만 하나만 집중하는 365mc는 전세계 누구보다 가장 비만을 잘 치료하는 의료기관으로 거듭나기 위해 비만 의학과 관련된 끊임없는 연구와 기술 개발을 이어가고 있다”며 “앞으로 K-한류, 우수한 대한민국의 의료기술을 전세계에 알리기 위해 노력하겠다”고 밝혔다.

인하대병원 통합관제센터

인하대병원이 최근 서해 최북단의 섬인 백령도의 중증 환자를 실시간으로 처치하는 ‘스마트 원격화상협진’ 시스템을 가동했다. 지난 3일에는 현장 간담회를 열어 시스템 정착과 발전을 위한 시간을 가졌다. 

인하대병원은 지난 2015년부터 의료취약지인 서해5도에서 원격의료협진 시스템을 구축하고 활용하고 있다. 최근 백령병원에 구축한 스마트 원격화상협진 시스템은 고화질 카메라의 제어와 맥박, 호흡, 혈압, 심전도 등 환자데이터를 실시간 모니터링이 가능하다.

이를 통해 인하대병원 내 통합관제센터의 중환자 전문 의료인력이 백령병원의 환자를 직접 관찰하며 더욱 정확한 진단과 치료 방향을 계획할 수 있다. 환자 검사결과와 공중보건의가 확인한 환자 상태를 토대로 의료진 간 화상통화를 이용해 이루어진 기존의 원격협진보다 치료 결과가 향상될 것으로 예상된다.

백진휘 인하대병원 인천권역응급의료센터장은 “백령병원과의 협진 시스템은 의료취약지의 응급·중환자에게 최적의 치료를 제공하기 위해 마련했다”며 “추후에는 중증진료체계 강화를 위해 섬 지역뿐만 아니라 권역 내에서 인하대병원을 거점으로 하는 중환자실 원격화상협진 체계를 탄탄하게 구축해 모범이 되는 ‘중환자실 진료협력 네트워크 모델’을 개발하겠다”고 말했다.

황의환 치과병원장, 심운섭 대표의 업무협약사진(왼쪽부터)

경희대치과병원은 ㈜그래피와 형상기억 얼라이너(Shape Memory Aligner) 교정치료 및 기술 발전을 위한 업무협약을 지난 2일체결했다. 주요 협약 내용은 △Shape Memory Aligner 교정치료의 가이드라인과 치료효과·방법 제시 △Shape Memory Aligner 교정의 표준화 및 사업기회 발굴 △Shape Memory Aligner 교정 기술의 발전을 위한 공동 연구 진행 등이다.

형상기억효과(Shape Memory effect)는 모양이 변형돼도 열을 가해주면 원래의 모양으로 복원되는 특성을 말한다. 이러한 특성의 얼라이너는 의도한 교정력을 지속적으로 가해줘 치아 이동에 도움을 주는 등 교정치료에 획기적인 소재로 주목받고 있다.

황의환 치과병원장은 “세계 최초로 치아교정장치용 3D 프린팅 소재를 자체 개발한 그래피와의 업무협약을 바탕으로 교정치료의 효과성과 효율성 모두를 높이는 동시에 환자의 편의성까지 살피는 치료법으로 치의학 발전에 보탬이 되길 기대한다”고 말했다.