가천대 길병원(병원장 김우경)이 인공지능(AI) 기반 위내시경 진단보조 소프트웨어로 위내시경분야의 새로운 획기적인 전기를 마련했다.

국내 의료기관 중 처음으로 AI 내시경 시스템인 ‘Smart Endo’를 도입한 가천대 길병원은, 과학기술정보통신부, 정보통신산업진흥원이 주관한 ‘AI정밀의료솔루션(닥터앤서2.0)개발’ 사업의 일환으로 제작한 ‘인공지능(AI) 기반 위내시경 진단보조 소프트웨어 Smart Endo’를 25일 임상에 적용한다.

           ▲닥터앤서(2.0)_블뤄

국가암정보센터에 따르면 2021년 기준 위암은 폐암, 간암, 대장암 등을 제치고 국내 암 유병률 1위(갑상선암 제외)를 기록한 바 있다. 전체 위암 환자의 70% 정도는 조기 위암이며, 이 빈도 또한 매년 증가하고 있다. 다만 진행된 위암의 경우 5년 생존율이 40% 미만으로 내시경은 위염과 궤양을 발견하고 진단하는 가장 강력한 도구로 사용되고 있다. 조기 위암의 경우 생존율은 최대 90%까지 향상시킬 수 있다.

닥터앤서 2.0 사업의 일환으로 개발한 Smart Endo는 의료진의 숙련도, 컨디션 등에 따라 내시경 시 간과율이 발생, 이로 인한 영향을 최소화한 것이 특징이다. 이를 통해 의료진은 위병변 질환의 검색, 탐지 그리고 진단에 AI의 도움을 받고, 조기 검출이 원활하게 이뤄질 수 있게 된다.

이번 Smart Endo는 실시간으로 위암, 위병변을 자동으로 탐지, 진단, 예측해 사용자에게 경고해주는 시스템이다. 여기에는 딥러닝 분류 아키텍쳐를 이용한 병변 및 위암 자동 진단 기술이 활용된다. 또 병변을 조긴 진단하는데 그치지 않고 만성위축성위염, 위점막 이형성증, 위암 등의 확률도 함께 제공한다. 이때 환자의 과거력, 임상정보가 함께 고려된다.

또 Smart Endo는 위 병변을 검출하는데도 딥러닝 기반의 AI 기술을 활용해 도와준다. Smart Endo는 약 3만건 이상의 위내시경 및 유전자 빅데이터를 학습했고, 이를 통해 의료진의 위 병변 검출에 도움을 준다. 이 때 의료진의 움직임을 감지하는 ‘Transfer Leaning’ 기술이 적용돼 정확도가 향상된다.

결과적으로 Smart Endo는 ▲위내시경 검사의 간과율을 낮추고 진단율을 향상 ▲위암의 조기 진단 가능성 향상 ▲이형성증 미소위암 진단율 향상 ▲불필요한 조직검사 비용 감소 등의 장점을 가진다.

실제 자체 진행한 임상시험에서 Smart Endo를 활용할 경우 비숙련 임상의의 병변 검출 성과가 개선되는 효과가 있었다. 이는 위암 위험도 예측 및 높은 성능의 진단 기술을 통해 위암의 예방 및 조기발견을 가능토록 일석이조의 효과를 내는 셈이다.

닥터앤서 2.0 과제에 참여해 인공지능(AI) 기반 위내시경 진단보조 소프트웨어 Smart Endo 개발을 주도한 소화기내과 김경오 교수는 “위궤양, 위염, 위암을 발견하는 것은 많은 경험과 집중력이 필요하다”며 “암으로 발전할 가능성이 있는 병변의 검출률(ADR)에는 숙련된 전문가와 초보자 간에 큰 차이가 존재하는데, Smart Endo를 활용할 경우 이 간극을 매우 좁힐 수 있다”고 말했다.

이어 그는 “AI를 위암 연구에 적용해야 하는 이유는 AI가 경험과 집중력을 제공할 수 있기 때문”이라고 덧붙였다.

현재 위내시경의 경우 검사자의 숙련도, 컨디션에 따라 미발견 위장질환이 있으면 다음 검사까지 최장 5년의 대기 시간이 발생하는 구조이다. 하지만, Smart Endo를 활용할 경우 검사 중 자동으로 위장질환을 실시간으로 인식하고, 검사자에게 경고해줘 위장 질환 발견 시까지 최대 20분 이내로 단축된다.

Smart Endo는 글로벌 의료영상 전문기업 인피니트 헬스케어와 공동 제작한 영상AI SW가 적용된 ‘SmartEndo Gastro’ 모니터 2대와 ‘내시경 원본 Monitor’ 모니터 2대 그리고 본체 컴퓨터 시스템으로 구성된다. 의료진은 총 4 대의 모니터를 통해서 내시경 중 실시간으로 AI SW가 적용된 화면과 원본 그대로의 화면을 대조해가며 정밀 진단이 가능하다.

가천대 길병원은 닥터앤서 2.0과제에서 개발한 인공지능(AI) 기반 위내시경 진단보조 소프트웨어 Smart Endo의 임상 개시에 앞서 환자의 의무기록(EMR)과 문진을 통해 위암 발생 가능성을 예측하는 소프트웨어(AI-Doctor for Gastric Cancer)를 식약처로부터 의료기기 인증을 획득한 바 있다. 이 소프트웨어는 환자의 혈액검사 결과, 헬리코박터 검사 등 건강검진, 전자의무기록 데이터 및 생활습관에 대한 조사 결과를 활용해 위암 발병 위험률을 도출한다. 이를 통해 정량화된 위암 발병 위험률을 도출해 환자의 내시경 순응도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

가천대 길병원 김우경 원장은 “위암은 우리나라에서 가장 흔한 암 종으로 조기발견 시 생존율을 매우 높일 수 있어 조기 발견과 치료가 매우 중요한 암”이라며 “인공지능 기술을 접목해 위 병변 검출률을 획기적으로 개선해, 위암 치료에 대한 위험 요소를 감소시키고 국민의 건강 증진에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.