간편한 AI 망막검사로 심혈관질환 위험도 예측

의대 김현창 교수(예방의학), 박성하 교수(내과학), 김성수 교수(안과학), 이병권 교수(강남 심장내과)

국내외 공동 연구진이 최근 망막의 미세한 혈관 변화를 관찰해 관상동맥 석회화 지수와 새로운 심혈관질환 발생 위험을 예측하는 AI 알고리즘을 개발했다. 연구 결과는 The Lancet Digital Health(IF 24.519)에 최근 게재됐다. 

연구에는 의대 김현창 교수(예방의학), 박성하 교수(내과학), 김성수 교수(안과학), 이병권 교수(강남 심장내과), 싱가포르 Duke-NUS 의과대학 임형택 교수, 메디웨일, 필립메디컬센터 등이 함께했다.

연구 컨소시엄은 ‘관상동맥 석회화지수’와 ‘망막’간의 연관성을 파악하고자 인공지능(AI) 딥러닝을 적용해 좀 더 간단하고 비침습적이면서 방사선 노출 위험이 없는 심혈관 위험도 평가 방법에 대해 2018년부터 연구를 진행해 왔다. 알고리즘 개발을 위해 세브란스병원, 강남세브란스병원의 건강검진 자료 중 디지털 망막 사진을 비식별화 작업을 거쳐 활용했다. 

이후 스타트업 ‘메디웨일’에서 딥러닝 기법들을 적용해, 망막사진으로부터 관상동맥 석회화 여부를 판정하는 알고리즘을 개발했다. 나아가 이를 기반으로 심혈관 위험평가 소프트웨어인 AI 의료기기 ‘DrNoon for CVD’를 개발했다. 이 의료기기는 망막 AI 검사를 통해 심혈관질환 발생을 3개 군(저위험/중위험/고위험군)으로 나누고 의료진에게 치료 근거를 제시한다.

연구팀은 개발한 알고리즘의 신뢰성을 높이고자 환자 정보를 디지털화해 잘 보존하고 있는 필립메디컬센터에서 외부 검증도 거쳤다.

또 위험평가 도구의 검증을 위해 박성하 교수팀의 전향적 코호트 ‘심뇌혈관질환 고위험군 맞춤예방’ 자료를 활용했다. 검증 결과 망막 검사에서 ‘고위험’으로 판정받은 환자군과 관상동맥 석회화지수 검사에서 ‘고위험’으로 확인된 환자군이 동등하게 심혈관질환 및 사망이 발생했다.

이 위험평가 도구는 싱가포르에서 중국, 말레이, 인도 사람들을 상대로, 영국에서는 약 4만 8,000명의 UK 바이오뱅크 자료를 이용해 검증 절차를 진행해 임상 현장에서 위험평가 도구를 적용할 수 있다는 것을 확인했다.

이러한 다국적 평가를 통해 연구팀이 개발한 위험평가 도구가 미국심장학회 고지혈증 치료지침에서 중등도 위험군 환자 중 치료 효과가 있을 것으로 예상하는 환자를 선별하는데 심장 CT 검사 대신 망막 촬영을 활용할 수 있다는 근거를 마련했다.­

알고리즘은 최근 유럽에서 품목허가 인증을 받았고 싱가포르에서는 인증 마무리 단계이며 국내에서는 2020년 12월 혁신 의료기기로 지정돼 산업화 단계를 밟고 있다.