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흉부 엑스레이로 코로나19 환자 빨리 찾는 AI 의사 나왔다

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흉부 엑스레이로 코로나19 환자 빨리 찾는 AI 의사 나왔다

2020.11.25 14:33
코로나19 환자의 흉부 엑스레이는 폐가 흐릿하게 보여지지만(A, B, C) 건강한 사람은 폐가 투명하게 나타난다. 노스웨스턴대 제공.
코로나19 환자의 흉부 엑스레이는 폐가 흐릿하게 보여지지만(A, B, C) 건강한 사람은 폐가 투명하게 나타난다. 노스웨스턴대 제공.

미국 과학자들이 폐의 엑스레이 사진을 분석해 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 환자를 식별해내는 새 인공지능(AI) 플랫폼을 개발했다. ‘DeepCOVID-XR’이라는 이름이 붙은 이 플랫폼을 활용하면 흉부방사선 전문의보다 10배 더 빠르고 1~6% 더 정확하게 코로나19 환자를 찾아낼 수 있는 것으로 나타났다. 

 

미국 노스웨스턴대 연구진은 “코로나19 증상이 아닌 다른 증상으로 병원을 찾은 환자가 코로나19에 감염됐는지 신속하게 식별하는 시스템”이라며 “감염 환자를 조기에 발견해 신속한 격리조치를 통해 코로나19 확산을 억제하는 데 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 ‘영상의학’ 24일자(현지시간)에 게재됐다. 

 

상당수의 코로나19 환자의 흉부 엑스레이 이미지에는 유사한 패턴이 발견된다. 투명하고 건강한 폐 대신 흐릿하고 고르지 않는 병변이 발견된다. 양쪽 폐에서 경화가 이뤄지거나 염증이 생기는 것이다. 문제는 폐렴이나 심부전증 또는 기타 폐질환이 있는 환자와 코로나19 환자의 흉부 엑스레이가 유사하게 보일 수 있다는 점이다. 

 

일반 폐 질환 환자와 코로나19 환자를 식별하는 AI 알고리즘을 개발하기 위해 연구진은 코로나19 환자의 흉부 엑스레이 이미지 1만7002건을 머신러닝 방식으로 학습시킨 뒤 DeepCOVID-XR 플랫폼을 개발했다.

 

연구진은 흉부 방사선 전문의 5명과 함께 개발한 플랫폼의 정확도를 테스트했다. 300건의 흉부 엑스레이 영상을 판독해 코로나19 환자를 식별하는 방식으로 진행됐다. 그 결과 방사선 전문의들은 300건의 영상을 판독하는 데 약 2시간 30분에서 3시간 30분이 걸렸지만 DeepCOVID-XR은 18분만에 판독했다. 

 

정확도의 경우 방사선 전문의의 정확도는 76~81%인데 비해 DeepCOVID-XR의 정확도는 82%로 전문의보다 약간 뛰어난 정확도를 보인 것으로 나타났다. 

 

연구진은 “대다수 흉부 엑스레이 영상에 대한 판독은 방사선 전문의나 치료 임상의가 진행하지만 비용은 물론 시간이 많이 소요된다”며 “흉부 엑스레이는 비용이 많이 들지 않는 데다 일상적으로 이뤄지기 때문에 적기에 감염자를 식별하는 것이 중요한 코로나19 감염자를 빠르게 찾아낼 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다. 

 

연구진은 모든 코로나19 환자의 흉부 엑스레이 영상에서 증상을 확인할 수 있는 것은 아니라고 했다. 특히 감염 초기 환자들은 폐에 증상이 나타나지 않는 경우가 대부분이다. 

 

연구를 주도한 아겔로스 카짜겔로스 노스웨스턴대 연구원은 “이번에 개발한 플랫폼은 실제 코로나19 진단을 대체하는 게 목적은 아니다”며 “엑스레이 이미지는 일상적이고 안전하며 저렴한데 불과 수초만에 격리가 필요한 환자인지를 가려내는 데 유용하게 쓰일 수 있다”고 밝혔다. 

 

연구진은 “코로나19의 방사선 진단에는 분명 한계가 있는 것은 사실”이라며 “DeepCOVID-XR이 아직은 연구단계지만 향후 많은 분야에서 활용될 수 있도록 알고리즘을 공개할 계획”이라고 밝혔다. 

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