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[고든 정의 TECH+] 눈 검사로 심장 질환 위험도 알아내는 인공지능 등장

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▲ (망막 검사 소견. Credit: UK Biobank)

망막 검사는 녹내장이나 당뇨망막병증 같은 안과 질환을 진단하는데 필수적인 검사입니다. 최근에는 증상이 없는 성인에서 건강 검진 목적으로도 흔히 행해지면서 증상이 없는 안과 질환을 조기에 발견하고 치료하는 경우도 늘어나고 있습니다. 그런데 일부 과학자들은 망막 검사가 안과 질환을 진단하는 것 이상의 역할도 할 수 있다고 보고 있습니다. 엉뚱한 이야기 같지만, 망막 상태를 파악해 심장 질환 위험도를 파악하는 것입니다.

눈과 심장은 서로 밀접한 관련이 있는 장기가 아닌 것 같지만, 사실 망막혈관의 상태는 심혈관계와 밀접한 연관이 있습니다. 따라서 망막혈관의 상태가 나이에 비해 좋지 않다면 심장과 다른 주요 혈관의 상태도 좋지 않으리라고 예측할 수 있습니다. 하지만 수많은 혈관의 형태를 분석해서 심혈관 질환의 위험도를 예측한다는 것은 수작업으로는 거의 불가능한 일이었습니다.

영국 리즈 대학의 알렉스 프랑기 (Alex Frangi) 교수가 이끄는 국제 과학자팀은 막대한 양의 의료 데이터를 담고 있는 UK 바이오뱅크 데이터를 이용해 망막 검사 소견을 바탕으로 좌심실의 상태를 예측하는 딥러닝 기반 인공지능 알고리즘을 개발했습니다. 5000명의 환자를 대상으로 학습한 결과 인공지능은 높은 정확도로 좌심실의 질량과 부피를 예측했습니다.



좌심실은 사람 심장에서 가장 중요한 펌프로 전신에 혈액을 보내는 역할을 하기 때문에 좌심실이 커져 있다는 것은 심장이 상당한 스트레스를 받고 있다는 의미입니다. 그러나 두께와 크기를 정확히 측정하기 위해서는 심초음파나 심장 MRI 같은 고가의 검사가 필요했습니다.

상대적으로 저렴할 뿐 아니라 여러 가지 이유로 많은 검사가 이뤄지는 망막 검사를 이용해 좌심실 이상을 예측할 수 있다면 심혈관 질환 고위험군을 사전에 확인해 치료할 수 있게 될 것입니다. 연구팀은 한 걸음 더 나아가 망막 소견 및 연령, 성별 등 다른 데이터와 함께 12개월 이내 심근 경색 위험도를 예측할 수 있는 알고리즘도 만들었습니다.

참고로 인공지능을 이용해 망막 검사 소견에서 심장 질환을 예측하는 시도는 이번이 처음이 아닙니다. 작년에는 국내 연구팀이 외국 연구팀과 손잡고 망막 AI 검사를 통해 심혈관질환 위험도를 예측하는 인공지능을 선보였습니다. 연구팀은 이 기술을 상업화하기 위해 노력하고 있습니다. 여러 팀이 시장에 인공지능 시스템을 선보이면 결국 경쟁을 통해 성능이 점점 더 좋아질 것으로 예상됩니다.

인공지능은 진짜 사람처럼 자유롭게 생각하고 창의적인 아이디어를 내기 어렵지만, 수많은 이미지를 빠르게 학습하고 분류하는 일은 인간보다 더 잘할 수 있습니다. 망막 검사 소견을 이용해서 심혈관 질환의 위험도를 정확하게 예측하는 인공지능이 실제 임상에 도입된다면 최소한의 비용으로 많은 생명을 구할 수 있게 될지도 모릅니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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