분당서울대병원 피부과 나정임 교수 연구팀(공동연구자 한승석 아이피부과 원장, 장성은 아산병원 피부과 교수, 박일우 전남대병원 영상의학과 교수)은 134개에 달하는 피부질환을 진단할 수 있는 인공지능(AI)을 개발했다고 9일 밝혔다.
134개 질환에는 흔하게 발생하는 대부분 피부병이 포함되며, 100개가 넘는 피부질환을 진단할 수 있는 AI가 발표된 것은 이번이 처음이다.
피부질환의 병변은 겉으로 보기에도 매우 다양한 양상을 보이는데 기존의 진단 AI는 제한된 질환 몇 가지에만 사용할 수 있고 피부종양의 악성 여부 파악 등 단순 분류에만 그쳐 실제 상황에 적용하기 어려웠다. 예를 들어 피부종양의 양성과 악성을 구별하도록 훈련받은 AI에 아토피 피부염 사진을 보여주면 악성질환으로 오진하는 등 직접 훈련받지 않은 경우 판별에 실패하는 한계가 있었다.
보다 많은 피부질환을 분류하고 진단할 수 있는 AI 개발을 위해 나정임 교수 연구팀은 합성곱 신경망(CNN)이라는 특화된 알고리즘을 활용해 22만장에 달하는 아시아인 및 서양인의 피부병변 사진을 학습시켰다. 개발된 딥러닝 기반 AI 모델은 피부과 전문의에는 못미치지만 레지던트와 동등한 수준으로 피부암을 정확하게 진단하고 항생제 처방 같은 일차적 치료 방법을 제시했을 뿐만 아니라 134개의 피부질환을 분류하는 데 성공했다.
특히 피부암 진단 성능을 테스트하기 위해 피부과 레지던트 26명과 전문의 21명이 3501개의 사진 데이터를 진단한 결과 단독으로 진단했을 때의 민감도는 77.4%였으나 AI의 도움을 받아 판독했을 때는 86.8%로 유의미하게 높아졌다. 또 비의료인 23명을 대상으로 피부암을 감별하게 해본 결과 처음에는 민감도가 47.6%에 불과했지만 AI의 도움을 받았을 때는 87.5%로 크게 상승한 것으로 나타났다. 비의료인과 의료진의 피부암 진단 특이도 역시 AI의 도움을 받았을 때 약 1% 증가했다.
나정임 교수는 “의료진은 AI의 도움을 받아 피부질환을 보다 정확하고 빠르게 진단할 수 있었고 앞으로 AI는 의사의 진단능력을 향상시켜 주는 조력자가 될 것으로 기대한다”면서 “앞으로 후속 연구를 통해 이러한 알고리즘이 상용화된다면 일반인들이 특별한 장비 없이도 스마트폰이나 PC를 이용해 실시간으로 피부암을 검진할 수 있기 때문에 환자가 피부과에 조기에 내원하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다.
이번 연구 결과는 국제 피부연구학회지 JID(Journal of Investigative Dermatology) 최신호에 실렸다. 개발된 프로그램은 AI 연구자들이 테스트해보고 의견을 교환할 수 있도록 웹사이트에 공개됐다.
정현정기자 iam@etnews.com
