IT·과학

[고든 정의 TECH+] 스마트폰을 의료 진단용 현미경으로 바꾸는 딥러닝 기술

입력 : 2018.04.13 09:16 ㅣ 수정 : 2018.04.13 09:16

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▲ 혈액 도말표본의 스마트폰 이미지(왼쪽), 딥러닝 처리 이미지(중앙), 그리고 현미경 사진(오른쪽)



인공지능은 현재 여러 분야에서 점점 활용도가 높아지고 있습니다. 의료 부분 역시 예외가 아닌데, 특히 의료 진단 영역에서 인공지능의 전망이 밝습니다. CT, MRI, 초음파를 비롯한 이미지 데이터가 급격히 늘어나면서 사람 대신 판독을 도와줄 인공 지능의 필요성도 커지고 있습니다. 여기서 더 나아가 더 좋은 치료법이나 약 처방 시 주의 사항을 의료진에게 전달하는 역할까지 의료 부분에서 인공 지능의 비중은 계속 커질 것으로 생각됩니다.

이와 동시에 스마트폰을 의료기기로 사용하려는 시도가 진행 중입니다. 이미 널리 보급된 스마트폰의 성능이 매우 좋아졌기 때문에 다양한 의료기기와 연동하거나 혹은 그 자체를 의료기기로 활용할 수 있기 때문입니다. 스마트폰에 연동되는 전자 청진기나 휴대용 초음파 기기 그리고 심지어 스마트폰 카메라를 이용한 현미경도 있습니다. 이런 장비들은 간단히 외래나 병동에서 바로 검사 결과를 확인하거나 혹은 의료 기기 이용이 제한된 지역(분쟁 지역이나 가난한 국가 등)에서 활약이 기대되고 있습니다.

그런데 사실 스마트폰 카메라가 아무리 좋아졌다고 해도 질병 진단용으로 사용하기에는 성능이 다소 모자란 것이 사실입니다. 본래 그런 목적으로 제작된 기기가 아니라는 점을 생각하면 당연하지만, 이를 개선할 방법 없이는 널리 사용되기는 쉽지 않습니다. UCLA의 연구팀은 딥러닝 기법을 통해 스마트폰 카메라 이미지를 현미경 이미지처럼 바꾸는 방법을 저널 'ACS Photonics'에 발표했습니다.

최근 딥러닝 분야에서 주목을 받는 응용은 저해상도 이미지를 고해상도 이미지로 바꾸는 것입니다. 흐릿한 이미지를 통해 실제 선명한 이미지의 모습을 추정하는 것이죠. 물론 실제 이미지를 왜곡할 수 있는 위험성이 존재하지만, 이미 알려진 형태의 이미지를 복원하는 데는 상당한 성과를 거두고 있습니다. 과거 낮은 해상도로 촬영된 영상을 고화질 영상으로 바꿀 수 있다면 스마트폰으로 촬영된 사진 역시 바꿀 수 있을 것입니다.

다만 스마트폰 접사 기능이 아무리 뛰어나도 스마트폰 카메라로 세포를 촬영하기는 어렵습니다. 연구팀은 3D 프린터로 출력한 100달러 미만의 저렴한 현미경 어댑터를 이용해 혈액 검체 및 폐 조직 슬라이드를 촬영한 후 이를 딥러닝 기법을 이용해서 진단용 현미경 이미지로 재구성하는 기술을 선보였습니다. 물론 실제 질병 진단에 사용할 정도로 정확한지는 더 검증이 필요하지만, 초기 결과물은 충분히 가능성을 보여줬습니다.(사진 참조)



비록 현미경을 이용한 확진이 필요없는 것은 아니겠지만, 앞으로 외래에서 간단하게 피 몇 방울로 신속 혈액 검사를 하거나 혹은 고가의 의료장비를 사용할 수 없는 열악한 의료 환경을 지닌 곳에서 활약이 기대됩니다.

영상 판독이 큰 비중을 차지하는 의료 진단 영역에서 이미지 처리에서 강점을 보이는 딥러닝 기술의 활용도는 커질 것입니다. 여기에 스마트폰을 접목하면 어디서든 접근성이 좋아질 것으로 기대됩니다. 하지만 환자의 의료 정보라는 민감한 정보를 다루는 만큼 개인 정보 보호와 보안 문제를 어떻게 해결할 것인지 역시 고민해야 할 것입니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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