첨단 기술로 무장하는 헬스케어....미래를 열다
첨단 기술로 무장하는 헬스케어....미래를 열다
  • 최율리아나 기자
  • 승인 2020.08.20 13:25
  • 댓글 0
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ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=Pixabay 

[데일리포스트=최율리아나 기자] 현재 우리는 모든 것이 연결되고 보다 지능적인 사회로의 진화를 의미하는 ‘4차 산업혁명’의 중심에 있다. 

혁명의 주인공인 인공지능(AI)·빅데이터·자율주행 등 디지털 기술을 비롯해 3D프린팅·줄기세포·재생의학 등의 ‘원천기술’이 전 영역에 걸쳐 녹아들며, 기술 융합을 촉발하고 있다. 

특히 바이오 헬스케어는 4차 산업혁명 논의에서도 핵심적인 융합 분야로 거론되면서 인류의 건강을 책임질 분야로 주목받고 있다. 

◆ MRI 검사도 AI 시대...검사 시간 4분의 1로 단축

인공지능(AI)을 기반으로 현재보다 4배 빠른 속도로 자기공명 영상법(MRI) 검사를 실시할 수 있는 연구 성과가 나왔다. 이미지 처리와 대량 데이터 분석에 뛰어난 AI 등의 첨단 기술을 의료 데이터 관리 및 분석에 도입하면, 검사 이미지 등의 육안 검사에 소요되는 많은 시간을 절약할 수 있다. 

논문은 의학 학술지인 미국 방사선학 저널(American Journal of Roentgenology)에 게재됐다.

ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=페이스북 홈페이지

18일(현지시간) 페이스북의 AI 연구부문인 Facebok AI Research (FAIR)는 뉴욕대(NYU) 연구팀과 함께 진행 중인 기술인 ‘패스트MRI'(fastMRI) 결과를 소개했다.

MRI 촬영을 위해서 환자는 거대한 장치에서 장시간 가만히 있어야 하고, 조용한 방에 울리는 MRI의 소리에 불안감을 느끼는 사람들도 존재한다. FAIR와 뉴욕 대학교 연구팀은 MRI 작업 속도를 높여, MRI가 안고 있는 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

이번 프로젝트는 저해상도와 고해상도 MRI 이미지를 사용해 머신러닝 모델을 적용했다. 이 모델은 MRI 검사 과정에서 최종적으로 어떤 MRI 이미지가 출력되는지 미리 결과를 예측할 수 있다. 

연구팀은 이미 임상 수준의 실험을 실시하고 있으며, 방사선에 패스트MRI 의한 예측 이미지와 실제 MRI 이미지 진단 결과를 공개했다. 

방사선AI를 활용해 저해상도 이미지를 통해 보다 빠르게 고해상도 이미지를 얻을 수 있는 엔터테인먼트 기술 원리를 활용했다.

아래는 연구팀이 공개한 기존 MRI 촬영(왼쪽)과 4배속으로 출력된 패스트MRI 촬영(오른쪽) 이미지를 비교한 것이다. 

ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=FAIR

연구팀은 “연구가 진행되면 최대 10배속으로 MRI 검사를 할 수 있다. 아직 개발 중인 프로젝트이지만, 훈련 데이터와 모델은 완전한 오픈 액세스로 기존 MRI 스캐너를 물리적으로 개조할 필요 없이 구현할 수 있어, 몇 년 안에 실용화 할 수 있다”고 설명했다. 

연구 책임자인 나피사 야쿠보바는 “fastMRI는 의료 영상 처리에 AI 기술을 통합하는 중요한 발판이다”라고 언급했다. 

◆ KAIST, AI로 해외유입 코로나 확진자수 예측...정확도 80%

코로나19 확진자 수가 급증할수록 해외유입에 의한 지역사회 확산의 위험성도 항상 뒤따르기 마련이다. 이런 가운데 국내 연구진도 코로나19 해외유입 확진자수 예측 기술 개발에 성공했다. 

지난 3월부터 표본 테스트를 시작해 5월경에 검증을 마친 이 AI 기술은 현재 70~80% 수준의 정확도를 갖췄다.

KAIST 산업및시스템공학과 이재길(사진 앞줄 왼쪽에서 세번째) 교수와 연구팀 ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=KAIST

한국과학기술원(KAIST)은 19일 산업및시스템공학과 이재길 교수 연구팀이 코로나19 해외유입 확진자 수를 예측하는 빅데이터‧AI 기술을 개발했다고 밝혔다. 

연구팀은 이 인공지능 모델을 'Hi-COVIDNet'라고 이름 붙였다. 연구팀은 약 한 달 반에 걸친 단기간의 훈련 데이터만으로 생성된 `Hi-COVIDNet'을 통해 향후 2주 동안의 해외유입 확진자 수를 예측한 결과, 이 모델이 기존의 시계열 데이터기반의 예측 기계학습이나 딥러닝 기반의 모델과 비교했을 때 최대 35% 더 높은 정확성을 지니고 있음을 확인했다.

이 기술은 해외 각국의 확진자 수와 사망자 수, 해외 각국에서의 코로나19 관련 키워드 검색빈도와 한국으로의 일일 항공편 수, 해외 각국에서 한국으로의 로밍 고객 입국자 수 등 빅데이터에 AI 기술을 적용해 향후 2주간의 해외유입 확진자 수를 예측할 수 있다.

이재길 교수 연구팀이 개발한 정확한 해외유입 확진자 수 예측기술은 방역 시설 및 격리 시설 확충, 고위험 국가 입국자 관리 정책 등에 폭넓게 응용 및 적용될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

◆ 실제와 동일 기능의 인공연골도 등장 

미국 듀크 대학 연구팀은 최근 특수 젤(gel)로 만든 새로운 인공 연골을 개발하는데 성공했다. 이 인공 연골은 실제 연골과 같은 수준의 강도와 내구성을 보이며, 체중의 2~3배 힘을 흡수할 수 있어 학계의 주목을 받고 있다. 이번 연구 성과는 신소재분야 국제학술지 '첨단 기능성 재료(Advanced Functional Materials)' 최근호에 게재됐다. 

ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=미국 듀크 대학 연구팀

연구팀은 실험을 통해 실제 연골 수준의 강도와 탄력을 확인했다. 인공 뼈에 사용되는 다공성 티타늄과 유사한 강도는 물론, 기존 인공연골보다 4배 높은 내마모성(wear resistance)을 가진 것으로 드러났다.  

연구팀 소속의 대학원생 윌리엄 코슈트(William J. Koshut)는 "신형 젤은 우리의 예상을 뛰어넘는 우수한 강도를 보였으며 인체에도 무해하다"고 언급했다. 



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