루닛 인사이트 CXR, 10개 병변 각각의 이상소견 위치와 확률을 개별적으로 표기, "판독문 자동 생성의 길을 연 셈"

높은 진단 정확도와 짧은 판독 시간 보여...응급 상황에서 의료진 및 환자들에게 큰 도움 될 수 있어

2020년 12월 21일 월요일 — 의료 인공지능(AI) 기업 루닛(대표 서범석)의 폐질환 진단 보조 소프트웨어 '루닛 인사이트 CXR'의 업그레이드된 제품 성능을 입증하는 연구가 유럽 호흡기학 최고 권위 학술지 ‘유럽 호흡기 저널 (European Respiratory Journal)’에 게재됐다. 본 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 서울대학교병원 영상의학과팀에 의해 진행됐다.

연구에 의하면 최근 새롭게 업그레이드된 루닛 인사이트 CXR 3는 흉부X선영상에서 10가지(폐암, 폐결절, 폐결핵, 폐렴, 기흉, 기복증, 종격동비대, 흉수, 폐섬유화, 심장비대) 질환 소견을 찾아낸다. 사실상 대부분의 폐·흉곽질환을 진단할 수 있다.

본 연구 논문의 1저자인 서울대학병원 영상의학과 남주강 교수는 “3세대 AI 시스템(루닛 인사이트 CXR 3)은 10개 병변 각각의 이상소견 위치와 확률을 개별적으로 표기한다”면서 “이전 세대 AI에서는 구현하지 못한 기술로, 판독문 자동 생성의 길을 연 셈이다”고 말했다.

알고리즘 업그레이드에는 환자 10만여 명의 흉부X선 14만 6717장이 학습됐으며, 레즈넷 기반 콘볼루션 신경망을 응용했다. AI 시스템과 병원의 영상판독ㆍ열람 시스템과의 유기적 결합을 시도했다.

이번 연구는 폭넓은 검증을 거쳤다. 2개의 외부 검증 데이터셋을 이용한 검증 결과, 루닛 AI는 영상판독 전문가 못지않은 진단능력을 보였다. 진단능을 평가하는 AUROC(1에 가까울수록 우수) 측정 결과, 10개 이상소견 전부 0.9~1의 수치를 보였다. AUROC는 양성을 찾아내는 능력(민감도)과 음성을 음성으로 판정하는 능력(특이도)을 모두 반영하는 지표다.

루닛 인사이트 CXR은 서울대병원 응급실을 내원한 환자들을 대상으로 한 실전모의판독 실험에서 더욱 빛을 발했다. AI 시스템의 보조를 받은 경우 영상판독 전문가 단독으로 진단할 때보다 진단 정확도가 상승했다. 기흉·기복증 등 초응급질환은 진단정확도가 29.2%(7/24)에서 70.8%(17/24)까지 대폭 상승했다.

AI가 사전에 이상소견을 분석해 빠른 판독이 필요한 상황임을 표시함으로써, 응급 환자에서 환자의 촬영 후 진단까지 소요되는 대기시간이 대폭 감소됐다. 초응급 질환의 경우 소요시간이 80%가량 단축됐다. 전체 판독시간도 줄어, 판독의 효율성과 함께 환자 치료 결과의 극적인 향상을 기대할 수 있다.

이번 연구는 영상판독 분야에서 AI의 가능성을 엿볼 수 있는 사례로, AI 시스템을 할 때 더 정교하면서도 신속한 진단이 가능하다는 것을 입증했다. 향후 응급상황이나 과중한 판독량에 따른 전문의들의 부담을 덜어줄 수 있을 것으로 기대된다.

연구를 총괄한 서울대학교병원 영상의학과 박창민 교수는 “이번 연구는 영상판독 시스템과 AI 시스템이 유기적으로 통합됐을 때 판독의 효율이 극대화됨을 실제로 보여주는 연구”라며 “인력대비 검사량이 많아, 촌각을 다투는 응급질환에서 시의적절한 진단이 어려운 한국 의료 현실에서 그 가치가 매우 크다”고 말했다.

지난 10월 식약처 허가를 받은 루닛 인사이트 CXR 3는 현재 서울대학교병원을 포함, 국내외 종합 및 대형병원을 비롯한 180여 곳 이상의 헬스케어 기관에서 사용되고 있다. 2020년에만 국내에서  140만 장에 가까운 흉부 엑스레이를 분석했으며, 연말까지 총 250만 장이 누적 분석될 것으로 전망된다. 이는 국내 연간 흉부 엑스레이 촬영 건의 5% 이상에 달하는 규모다.