코로나19 감염자, 인공지능이 X선으로 잡아낸다

진단 정확도 86%로 대규모 감염자 발생시 1차선별검사 활용 가능

국내 연구진이 흉부X선 영상을 인공지능 기술로 분석해 코로나19 감염 여부를 높은 정확도로 빠르게 진단할 수 있는 기술을 내놨다.

카이스트 바이오및뇌공학과 연구팀은 흉부X선 촬영만으로 코로나19 감염여부를 빠르고 정확하게 진단할 수 있는 인공지능(AI) 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 국제전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 의공학분야 국제학술지 ‘IEEE 트랜잭션 온 메디컬 이미징’에 실렸다.


현재 코로나19 진단에는 면봉으로 코나 목 안쪽에서 검체를 추출해 유전자를 분석하는 ‘역전사 중합효소 연쇄반응’(RT-PCR) 검사가 활용된다. RT-PCR 검사는 95%에 가까운 정확도를 보이고 있지만 검사결과가 나오기까지는 2~6시간이 걸린다. 컴퓨터 단층촬영(CT)를 이용한 검사도 정확도가 높은 것으로 알려져 있지만 진단 시간이 오래 걸리고 바이러스에 의한 장비오염 가능성 때문에 많은 사람들에게 활용하기 어렵다는 단점이 있다.

이 때문에 국내외 많은 과학자들은 검사방법이 단순하며 비용도 적게 들 뿐만 아니라 결과를 빠르게 확인할 수 있는 흉부X선 기법의 정확도를 AI로 높이기 위한 노력을 기울이고 있다. 문제는 AI 진단 정확성을 높이기 위해서는 많은 양의 데이터가 필요하다는 점이다.

이에 연구팀은 정상, 세균성 폐렴, 바이러스성 폐렴, 코로나19 감염증 환자의 흉부X선 영상 데이터베이스에서 나타나는 영상 간 이질성을 바탕으로 하나의 영상에서 다양한 부분 영상들을 확보함으로써 적은 데이터로도 안정적 학습이 가능토록 했다. 이를 바탕으로 연구팀은 코로나19의 보다 정확한 진단을 위해 흉부X선 영상 중 필요한 부분만 고화질로 강조하는 ‘특징 지도’를 만들었다.

연구팀은 특징 지도가 코로나19에 감염됐을 때 나타나는 진단영상학적 특징과 일치한다는 사실을 확인했다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 인공지능 흉부X선 진단기술은 86%의 정확도로 코로나19 감염여부를 진단한다. 이는 사람(의료영상 판독전문가)이 흉부X선 영상으로 코로나19 감염여부를 판단할 때 보이는 69%의 정확도보다 17% 높은 수치이다. 이 정도 수준의 정확도는 코로나19 환자가 폭발적으로 증가했을 때 검사를 빠르고 저렴하게 진행할 수 있어 1차 선별검사용으로 사용하기 적합한 것으로 판단되고 있다.



예종철 카이스트 교수는 “이번에 개발된 기술을 환자 선별진료에 활용한다면 코로나19 겉보기 증상이 비슷한 폐렴이나 결핵 환자를 조기에 걸러낼 수 있다”라며 “한정된 의료 자원을 우선순위 높은 환자에게 효율적으로 배분할 수 있다면 의료진과 환자의 시간과 비용을 크게 절감해줄 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr