개인 맞춤형 정밀의료가 4차 산업혁명 시대 핵심가치로 부각되고 있는 가운데 가천대 길병원이 인공지능 기반의 뇌질환 진료지침 정밀의료 플랫폼 개발에 착수했다. 치매 등 뇌질환의 예방·진단·치료 관련 대규모 정보를 딥러닝 인공지능기술에 적용해 개인에 특화된 뇌질환 정밀의료 서비스를 제공한다는 목표다.

이 병원은 이미 인공지능 의사인 ‘왓슨 포 온콜로지(Watson for Oncology)’를 통해 암 연구 및 진료에 정밀의료를 접목시켰다. 암은 대체로 유전자 이상질환이어서개인별 암 유전 정보와 진단·예후·치료법 선택 시 일대일 대응이 가능했다.

반면 뇌질환은 훨씬 더 다양한 이유에서 발생한다. 유전적 요인은 물론 환경, 생활습관 등 상호 작용에 의해 질환이 결정되는 특징이 강하다. 즉 유전자 정보만 가지고는 진단, 예측, 치료에서 큰 성과를 거둘 수 없다. 진단 및 치료에 적용할 수 있는 바이오마커(몸 안의 변화를 나타낼 수 있는 지표)도 제한적이다.

길병원이 개발하려는 뇌질환 진료지침 정밀의료 플랫폼은 가천대 뇌과학연구원이 보유하고 있는 7T MRI, HRRT-PET 등 초정밀 뇌영상을 활용한 ‘질환-생체 모형’을 구축해 치료 반응을 예측할 수 있다.

뇌질환 진료지침 정밀의료 플랫폼은 치매, 이상운동질환, 뇌전증 등 뇌질환에서 환자 개인의 유전, 환경, 생물학적 특성 등을 통합적으로 분석해 예방(예측), 진단, 치료, 관리 등 전주기적 분야에서 최적화된 지침을 제시하게 된다.

길병원은 연구중심병원으로서 뇌과학연구원과 협력해 세계 수준의 뇌영상을 보유하고 있다. 또 가천대 지능형뇌과학연구센터는 과학기술정보통신부 대학ICT연구센터로 선정돼 의료 빅데이터를 활용한 뇌질환 예측, 예방기술 개발 및 전문인력 양성을 수행하고 있다. 센터에서는 6년간 45억원을 지원받아 뇌질환 진단 기술, 위험도 예측 모델, 예방 및 치료 프로그램 등을 개발한다.

또 뇌과학연구원은 초고자장 7.0T MRI와 고민감도 생화학적 진단 기술을 결합한 HRRT-PET을 이용, 기존의 의료영상으로 구현할 수 없었던 섬세한 뇌영상을 확보하고 있다. 연구용인 7.0T MRI에서 발견한 미세구조변화를 범용으로 진단에 이용할 수 있는 3T MRI에서도 영상화 할 수 있는 개발을 활발히 진행하고 있다. 수준 높은 연구 성과의 일부를 환자 진단에 이용할 수 있는 플랫폼 개발도 진행 중이다.

지난해에는 세계 두 번째로 뇌전용 11.74T MRI 개발을 위한 핵심 부품 마그넷 계약식을 체결하고 오는 2022년까지 임상 적용 기술 개발을 목표로 개발이 진행되는 등 뇌영상 연구에 있어 세계적으로 앞선 기술력과 정보력을 보유하고 있다. 

뇌질환 진료지침 정밀의료 플랫폼은 대표적인 뇌질환인 치매, 이상운동질환, 뇌전증 주요 뇌질환에 적용된다. 특히 주목하고 있는 것은 치매다. 치매의 경우 임상적인 복잡성으로 인해 MRI 등 진단 영상이 같더라도 증상과 원인, 예후 등이 다르게 나타난다.

뇌질환 진료지침 정밀의료 플랫폼은 국가전략프로젝트로 추진 중인 정밀의료 분야 기타 사업들과 연계해 응용기술 개발에서 속도를 내는 전략으로 접근한다. 길병원은 국내 IT 서비스 4개사 및 의료기관 컨소시엄으로 지난해부터 클라우드 컴퓨팅, 인공지능 등을 주제로 병원정보시스템(P-HIS) 개발을 진행 중이며 당장 활용 가능한 응용기술과 자체 기술 등을 활용해 뇌질환 특화 AI 알고리즘을 개발해 나갈 예정이다.

이근 길병원장은 “국내 최초로 인공지능을 암 진료에 도입한 가천대 길병원이, 뇌질환 분야에서 자체 기술력과 기존 연구와의 융복합으로 4차산업혁명을 주도하는 ‘뇌질환 명의’을 만드는 게 목표”라며 “뇌질환에 대한 통합적 접근이 가능하면 이를 활용한 R&D 개발과 국가적 수익 창출, 의료비 절감에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.