비지도학습 AI 기술로 여는 디지털 의료 혁명
비지도학습 AI 기술로 여는 디지털 의료 혁명
  • 김남근 기자
  • 승인 2020.03.03 10:20
  • 댓글 0
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[이슈메이커=김남근 기자]

비지도학습 AI 기술로 여는 디지털 의료 혁명
 
 
배현진 프로메디우스(주) 대표사진=김남근 기자
배현진 프로메디우스(주) 대표사진=김남근 기자

 

4차 산업혁명 시대를 맞아 전 세계가 인공지능 AI 기술의 패권을 쥐기 위해 열을 올리고 있다. 우리 정부도 IT 강국을 넘어 ‘AI 강국으로’라는 비전을 내세우며 2023년까지 전 세계 디지털 경쟁력 3위로의 도약 목표를 발표했다. 이러한 가운데 AI 분야 중 최근 가장 두각을 나타내는 분야는 영상의학, 병리학 분야 등의 영상인식 기술이다. 의료계에 인공지능 산업이 각광을 받는 이유는 무엇일까. 프로메디우스(주) 배현진 대표를 만나 의료인공지능의 현재와 미래에 대해 얘기를 나눠본다.
 
AI 기술을 통한 의료 혁신, 그 무한한 가능성
지금까지 진행된 의료계의 인공지능 수준은 상상 이상이다. 중국 베이징의 인공지능 기업 피어닥이 개발한 AI 진단 프로그램은 하루 1만 명이 넘는 환자의 X선 영상을 진단할 수 있어 의사 수백 명의 역할을 거뜬히 해낼 수 있다. 미국 구글은 의료용 AI를 개발하는 구글 브레인을 구성해 사진 한 장으로 환자의 실명 위험 여부를 곧바로 판단하는 능력을 확보했다. 곧 심장병과 유방암을 진단할 수 있는 AI도 상용화될 예정이다. 부족한 의료진을 대체하면서 보다 정확한 진단이 가능한 AI 기술의 발전을 프로메디우스(주)(이하 프로메디우스)의 배현진 대표는 ‘디지털 의료 혁명’이라고 말한다.
 
“연장된 생명만큼 늘어난 의료분야 수요를 해결할 핵심 기술이 바로 AI입니다. AI 기반의 디지털 의료 혁명은 질환의 진단과 치료율을 향상시키고, 명품 의료학습용 데이터를 확보해 나갈 수 있어 지속적 고도화가 요구되는 분야입니다”라고 밝힌 배 대표는 학부부터 박사까지 연세대학교에서 천체물리학을 전공한 천문학도였다. 우주라는 미지의 세계에 대한 연구에 매진하던 어느 날, 알파고와 이세돌의 바둑 대국을 본 그는 현실 세계에 무언가 큰 변화가 일어나고 있음을 느꼈다. 이후 그는 인공지능이 바꾸고 있는 세상을 경험하기 위해 졸업과 함께 서울아산병원의 의료영상지능실현연구실(MI2RL)에 박사후연구원으로 들어갔다. 병원은 전쟁터였다. 진단을 기다리는 엄청난 양의 자료들에 비해 턱없이 부족한 의료진들, 그들을 기다리며 오매불망 쏟아지는 한숨들. 무기는 인공지능 하나였다. 배 대표는 AI 기술을 이용한 영상 데이터 분석과 진단 보조 기술을 2년간 섭렵하며, 펄린 노이즈를 이용해 딥러닝의 성능을 높여주는 기법과 CT 영상에서 척추를 자동분할해주는 기술, 비지도학습 기반 의료영상 진단 생성 및 진단 기술 등의 논문을 썼다. 이러한 연구들이 실제 의료 현장에 적용되기 위해서는 연구실 밖으로 나가야한다고 느낀 배 대표는 서울아산병원 MI2RL 연구실 소속 연구원 4명과 함께 지체 없이 창업에 도전했다.
 
배 대표는 “프로메디우스는 비지도학습 AI 기술을 기반으로 하는 의료 인공지능 전문기업으로, 클라우드 기반 의료 인공지능 플랫폼을 통해 현대 의료의 혁신을 추구하고 있습니다”라고 회사 설립의 이유를 밝혔다.
 
 
북미 영상의학회 RSNA에 5편의 주제를 발표한 프로메디우스의 의료영상의 업스트림 영역부터 다운스트림 영역까지 포괄하는 솔루션에 업계가 주목하고 있다. ⓒ 프로메디우스(주)
북미 영상의학회 RSNA에 7편의 주제를 발표한 프로메디우스의 의료영상의 업스트림 영역부터 다운스트림 영역까지 포괄하는 솔루션에 업계가 주목하고 있다. ⓒ 프로메디우스(주)

 

비지도학습 AI 기반의 업·다운스트림 포괄 솔루션에 주목
프로메디우스의 아이템은 다양하고 서비스는 무한하다. 의료영상 생성과 진단이라는 두 가지 영역을 타깃팅해 출발, 북미 영상의학회 RSNA에 7편의 주제를 발표한 프로메디우스의 의료영상 업스트림 영역부터 다운스트림 영역까지 포괄하는 솔루션에 업계가 주목하고 있다. 업스트림이란 의료영상이 스캐너나 CT, MRI 장비에서 나올 때 영상을 처리하는 단계를 의미하며, 다운스트림은 분석하고 진단에 활용되는 부분을 가리킨다. CT 영상을 디노이즈하는 기술이나 MRI에서 촬영시간을 줄여도 기존과 동일한 퀄리티의 결과물을 얻을 수 있는 기술 등이 이에 속한다. 한국과학기술원(KAIST) 바이오 및 뇌공학과 예종철 교수 연구실로부터 기술이전을 진행 중이다.
 
“인공지능을 이용한 MRI 촬영시간 단축을 통해 병원과 환자가 모두 이득을 볼 수 있습니다”라고 말하는 배현진 대표의 다운스트림 기술은 더욱 놀랍다. 흉부 X선이나 두부 CT 등에서 특이 영역을 찾는 알고리즘이 바로 그것인데, 일반적으로 지도학습 방식의 인공지능이 범할 수 있는 오류를 해결하기 위해 비지도학습, Unsupervised learning에 기반을 두었다는 점이 특별하다.
 
배 대표는 “많은 양의 정상 데이터를 모아 정상 인공지능 모델을 학습시킵니다. 여기에 특정 질환이 있는 영상을 던져주면 학습된 잠재공간 상에서 기입력한 영상과 가장 비슷한 영상을 찾게 되죠. 이 과정에서 병변이 없는 정상 영상이 만들어집니다. 이 두 개의 차이를 비교해 병변이 있는 영역만 하이라이트가 되어 나옵니다”라고 말하며 프로메디우스의 솔루션이 지도학습 방법과 정반대의 접근이라는 점을 강조했다. 수많은 질환의 종류와 케이스 모두를 학습시켜야 하는 지도학습 기반의 AI의 경우, 학습에 필요한 데이터를 모으기 어려울 뿐더러 학습에서 본 적이 없는 데이터를 가져오면 엉뚱한 답을 내놓을 수 있기 때문이다. 이것이 비지도학습 기반의 AI 영상진단 솔루션에 업계가 주목하는 이유이다.
 
이 밖에도 새로운 영상을 입력하면 병원 내 유사 환자 영상을 검색하는 CBIR(Content-based image retrieval) 기술을 구현해 여러 병·의원과 협력을 맺고 있는 프로메디우스는 의료영상 표준화 솔루션, 의료영상 진단 솔루션, 개인정보 없는 고품질 의료영상 생성 솔루션 등 어렵다고 접근을 꺼렸던 의료 AI의 신기술을 찾기 위해 오늘도 고군분투 중이다.
 
 
의료 영역에서의 현실적인 문제점을 해결하고자 하는 사명감으로 뭉친 프로메디우스(주). (좌측부터 정진훈 ML팀장, 안종연 이사, 배현진 대표이사, 윤종혁 개발팀장, 이현영 사원, 구자희 품질관리팀장) 사진=김남근 기자
의료 영역에서의 현실적인 문제점을 해결하고자 하는 사명감으로 뭉친 프로메디우스(주). (좌측부터 정진훈 ML팀장, 안종연 이사, 배현진 대표이사, 윤종혁 개발팀장, 이현영 사원, 구자희 품질관리팀장) 사진=김남근 기자

 

기업의 사업 내용이 업계와 사용자들에게 어떠한 영향을 주길 바라는가?
“프로메디우스가 가진 의료영상 화질 개선 및 시간 단축 솔루션, 진단 보조 솔루션 등을 통해 궁극적으로는 환자의 건강을 지키고 회복하는 데 도움을 주기를 희망한다. 뿐만 아니라 많은 시간을 의료현장에서 보내는 의사들의 피로를 경감시키는 데 일조해 이에 대한 반사이익을 환자들이 받게 되는 진료서비스의 선순환 구조 구축에 이바지하고 싶다”
 
개발되는 솔루션이 국내는 물론 해외에서도 수요가 충분할 것으로 보인다.
“그렇다. 하지만 아직 거쳐야 할 단계가 많다. 의료기기이기 때문에 올해 안에 국내 의료기기 인허가를 받을 계획이다. 이듬해에는 해외시장 공략을 위해 FDA와 CE인증을 받을 것이다. 이를 발판으로 지멘스, GE 등 굴지의 기업에 솔루션을 공급할 계획이다”
 
앞으로 어떠한 기업으로 거듭나고 싶은가?
“프로메디우스는 의료 영역에서의 현실적인 문제점을 해결하고자 하는 사명감을 가진 훌륭한 팀원들과 함께 하고 있다. 이러한 팀원들과 함께 달려 나가고 있는 만큼 저 역시 ‘최대 직원의 최대 행복’을 모토로 구성원들이 행복한 회사, 나아가 행복한 사람들이 만들어내는 솔루션으로 최대 다수에게 행복을 전해줄 수 있는 기업으로서 발전해나가고 싶다”


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