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인공지능 의료기기
인공지능 의료기기

 

 

기술개발

인공지능 의료기기는 건강 데이터 분석을 위한 과정에 진료정보, 유전자 정보, 생활습관 정보 등 다양한 건강 데이터 분석 인공지능 기술을 적용하게 됩니다. 여기에는 방대한 양의 유전자 정보를 스스로 분석하고 학습하여 질환 발현의 시기를 예측하는 기술도 포함됩니다. 또한 개인 맞춤형 진단 및 생활습관 정보 제공을 통해 질병 발현 예방에 도움을 주는데도 인공지능 기술이 적용됩니다.

 

인공지능 의료기기
인공지능 의료기기

 

저장된 의료차트 및 의학정보 빅데이터를 통해 질병 진단정보를 제공하거나, 환자의 의료 영상데이터를 분석하여 암과 같은 질환에 대한 진단정보를 제공해 의사의 진단을 도와주는 인공지능 기술이 개발되고 있습니다. 웨어러블 기기에는 인공지능 기술이 탑재되어 심장박동수, 심전도 등 실시간으로 생체신호를 감지하고 분석하여 이상 징후에 대한 빠른 대처를 가능하게 하는 기술이 개발되고 있습니다. 의료영상저장전송시스템, 전자의무기록 등을 통해 대규모의 의료데이터에 기계학습, 딥러닝, 이미지 인식 등 인공지능 기술이 더해져 새로운 의료서비스 가치를 창출하게 됩니다. 이러한 인공지능 기술을 접목한 의료기술은 진료, 의약개발, 의료서비스, 의료정보 등에서 다양하게 활용이 가능합니다.

 

이러한 인공지능 의료기기는 진료 분야, 의약개발 분야, 의료서비스 분야, 의료정보 분야로 나누어 질 수 있습니다. 진료 분야에 있어서는 의료 데이터 등의 빅데이터를 이용하여 환자를 진단하고, 이를 기초로 수술, 치료를 위한 정보를 제공합니다. 의약개발 분야에서는 빅데이터를 분석함으로써 부작용이나 약리 기전을 예측 및 분석할 수 있습니다. 의료서비스 분야에서는 개인별 유전자 정보와 결합한 정밀의료 및 ICT와 결합한 스마트 의료에 활용되고 있습니다. 의료정보 분야에서는 보건의료에 관련된 각종 데이터를 수집하고, 이를 기반으로 새로운 정보를 생성하는 기술로 활용됩니다.

 

의료 및 병리영상을 활용한 인공지능 소프트웨어 의료기기는 의료영상 장비에서 생성된 영상을 이용하여 진단을 보조하고 치료방법을 선택하는데 도움을 줍니다.

첫째로 신호 모니터링 인공지능 의료기기는 주로 의료목적으로 신체에 부착하거나 착용하는 센서를 이용합니다. 센서로부터 생체 정보를 획득하여 실시간 대응 및 24시간 모니터링 등을 할 수 있는 신호 모니터링 인공지능 의료기기로는 혈당측정기 등 진단기기와 인공지능 기술이 결합 된 것들이 있습니다. 둘째로 전자의무기록 및 의료데이터 인공지능 의료기기는 병원 내의 전자의무기록 및 의료데이터를 기반으로 하는 지능형 소프트웨어 시스템입니다. 이는 IBM Watson for oncology가 대표적이나 의료기기로 승인받은 제품은 거의 없으며, 의료기기로 분류되는 제품들은 많지 않은 상황입니다.

 

 

의료 진단지원

인공지능 의료기기
인공지능 의료기기

 

진단을 지원하는 인공지능의 적용은 영상분석 및 셍체데이터 분석으로 구분이 가능합니다.

영상분석 인공지능

  • 딥러닝 기술이 급속도로 발전하고 정확도가 향상되어 의료영상 분석에 적용
  • 방사선 영상 및 MRI, CT 등 의료영상을 활용하여 의사의 진단을 보조하기 위한 목적으로 병원과 연계하여 의료영상 판독 중심의 인공지능 의료기기로 활용
  • 의료영상 분석에 대한 인공지능의 성능검증은 학술적으로 이미 임상에서 적용할 가치가 충분하다는 것이 많은 논문들을 통해 입증됨
  • 인공지능 기술의 발전으로 국내외에서 의료영상을 기반으로 병변을 찾아주거나 질병 진단을 지원하는 보조진단 소프트웨어인 CAD(Computer Aided Diagnosis)에 대한 개발이 활발함
  • CAD는 촬영한 영상데이터를 AI에게 학습시켜 의료진이 병변에 대한 진단을 내릴 때 이를 보조하는 소프트웨어로 X-ray, CT영상 등의 판독 시에 활용됨

생체데이터 분석 인공지능

  • 국내는 인공지능 및 빅데이터 기술을 활용한 의료 영상 분석 분야가 관심을 받고 있으며 전자 의무기록 등을 통한 생체데이터 등을 대상으로 하는 인공지능 의료기기 개발은 상대적으로 많지 않은 상황임
  • 심부전, 치매, 사망 등에 대한 진단과 예측에 있어서 의료 빅데이터 분석을 활용한 인공지능 의료기기 개발이 활성화될 전망임
  • 센서, 웨어러블, 통신 기술 발달에 힘입어 신체활동, 뇌파, 심전도, 산소포화도 등의 생체신호 데이터를 활용하여 암 진단, 심장질환, 사망위험 예측 등 병변진단 및 의사의 진단을 보조를 위한 기술이 활발히 개발 중임

 

기술동향

인공지능 의료기기
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해외 동향

Apple(미국)의 경우 애플 디바이스 플랫폼 생태계를 기반으로 고객들로부터 건강 데이터를 수집하고 분석하는 사업과 의료 데이터를 관리하는 플랫폼 사업을 병행하는 전략을 추진하고 있습니다. Google(미국)은 오래전부터 의료영상 판독, 의료 데이터 진단 관련 인공지능 알고리즘에 관한 연구를 꾸준히 진행해 왔으며, 의료진과의 협력도 꾸준히 진행중입니다. 대표적으로는 광 간섭 단층촬영(Optical Coherence Tomography, OCT)을 분석해 50가지 이상의 안구 질환을 진단하는 인공지능 소프트웨어를 개발하고 있습니다.

 

Amazon(미국)에서는 헬스케어 및 제약 회사들과의 전략적 제휴와 협업을 통해 신약 개발이나 디지털헬스케어 서비스 산업 진출을 도모하고 있습니다. Microsoft(미국)는 머신러닝 기법을 이용하여 암 진단과 만성질환 진단을 돕는 소프트웨어 의료기기를 개발하고 있으며, Philips Healthcare(네덜란드)에서는 202210월 기준 인공지능 의료기기 10개에 대한 미국 FDA 허가를 획득하였습니다. 대표적으로 임신 중 측정한 생체신호를 기반으로 위험요소를 감지하고, 감지된 위험요소를 의료진에게 알려 적절한 진단 및 치료를 가능하게 하는 Mobile Obstetrics Monitoring 소프트웨어를 개발하였습니다.

 

그 외에도 Siemens Healthineers(독일)CT 스캔에서 석회화된 관상동맥 병변의 빠른 정량화와 정확한 시각화를 돕는 기능 등 202210월 현재 총 29개의 인공지능 의료기기의 미국 FDA 허가를 획득하였습니다. GE Healthcare(미국)202210월 현재 인공지능 의료기기 42개에 대한 미국 FDA 허가를 받았으며 MRI 영상을 의료진의 판독에 도움을 주는 인공지능 의료기기를 개발하였습니다.

 

인공지능 의료기기
인공지능 의료기기

 

국내 동향

국내에서도 많은 기업에서 인공지능 의료기기 개발을 완료하여 상용화 하였으며, 현재도 다양한 인공지능을 적용한 제품화를 위해 개발을 추진하고 있습니다.

  • AI 기반 의료영상 진단 보조 플랫폼 제공업체로 폐질환 및 유방암 판독‧진단 보조 사업과 병리조직 진단 및 면역항암제 치료를 예측
  • 탄소나노 소재를 활용한 X-ray 튜브를 의료 분야 세계 최초로 상용화해 포터블 엑스레이 제품으로 치과용 및 폐렴 영상진단기기에 기술 적용
  • 의료영상 머신러닝 알고리즘을 골연령 및 폐암 등 진단에 활용
  • MRI, CT, X-Ray, 병리 등 8가지 종류의 의료 영상을 활용하여 14개 신체 부위에 대한 37개의 의료 영상 분석 솔루션 및 임상데이터 활용 인공지능 의료 솔루션 기술개발
  • OHDSI(Observational Health Data Sciences and Informatics) CDM(Common Data Model) 기반으로 다기관 의료 빅데이터 분석 기술 개발
  • 피부 의료 영상이 입력되었을 경우 흑색종 검출 여부를 도와주는 MEDISCOPE 개발
  • 시선 추적 및 안구운동 검사 영상 장치의 이미지 데이터를 인공 지능 프로그램을 이용하여 사시 진단의 정확도를 높여 의료인의 진단 결정을 보조하는데 사용하는 소프트웨어
  • 인공지능 기술로 학습된 MRI 정보를 기반으로 의사가 뇌경색 진단을 판단하는데 도움을 주는 소프트웨어 의료기기를 개발
  • MRI와 임상정보로 이루어진 데이터를 학습하여 의료진의 퇴행성 파킨슨 증후군 진단 결정을 보조하기 위한 소프트웨어 의료기기 개발

 

 

 

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