인공지능·딥러닝·3D프린팅·VR, 임상·교육현장서 시너지 폭발

서울의대 최형진 교수·분당서울대병원 변석수 교수·서울대병원 윤순호 교수 등 활용 성과 발표

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[메디파나뉴스 = 서민지 기자] 인공지능, 3D프린팅, 가상·증강현실(VR/AR) 등이 임상과 의료교육 현장에 도입되면서, 의료서비스가 보다 안전하면서도 양질로 가고 있다.
 
서울의대 최형진 교수·분당서울대병원 변석수 교수·서울대병원 윤순호 교수 등은 12일 2019 메디컬아이피 기술세미나에서 딥러닝과 연계된 의료기술을 소개하고 이같이 밝혔다.
 
현재 메디컬아이피는 CT·MRI 등의 2D 의료영상을 3D 이미지로 자동변환 및 모델링하고 이를 실제 인체와 거의 유사한 질감의 3D 인체장기 모형으로 제작하는 혁신 의료기술을 보유하고 있다.
 
해당 기술을 바탕으로 마련된 메딥은 CT·MRI 의료영상을 불과 몇초만에 3D 이미지로 만들어주는 AI 기반 의료 3D 모델링 소프트웨어 플랫폼으로, 이를 통해 의료진은 환자 인체 내부 장기와 종양을 보다 직관적이고 정확하게 파악할 수 있다.
 
또한 이는 가상현실(VR) 기기를 활용해 3D로 구현한 환자의 혈관·장기 등을 안팎으로 돌아다니면서 최적의 수술 방법을 결정할 수 있는 기능을 지원하며, 특히 3D 의료영상 모델링에 소요되는 시간에서 탁월함을 드러낸다.
 
뿐만 아니라 주변에 인접한 장기가 많고 대조 대비도가 낮아 분할이 매우 어려운 복부 및 체성분 분할 및 모델링 작업도 영상분할 기술을 통해 약 5초면 가능하다. 이는 연구원들이 직접 수행시 3~4일이 걸린다.
 
이 같은 혁신적 의료기술을 토대로 메디컬아이피는 올해 6월 'MDBOX'를 선보였다. MDBOX는 의료진의 수술 전 계획과 수술 후 리뷰에 있어 최적의 솔루션을 제공하는 가상 해부 테이블이다.
 
터치스크린 키오스크 방식의 MDBOX는 하드웨어와 소프트웨어의 장점을 결합해 원하는 구조를 직접 표현할 수 있고 정확한 의학 정보를 얻을 수 있는 메딥의 기능을 최대한으로 끌어낸다.
 
해부학 연구과정에서 필연적으로 발생할 수 있는 왜곡의 문제점은 물론, PACS 정보로 여러 환자 케이스에 접근하지만, 세그멘테이션(segmentation)과 분석에 어려움을 겪는 기존 제품을 능가해 신의료기술을 포괄적으로 활용하는 툴이 될 전망이다.
 

서울의대 해부학교실 최형진 교수(내과의사)는 실제 해부학 수업에 이를 적용해 보다 쉽게 의대생들을 가르치고 있다.
 
최 교수는 "새로운 기술은 새로운 교육을 가능하게 하고, 새로운 시대를 열 수 있도록 돕는다"면서 "아직까지 뇌, 심장, 허파 등을 접해보지 못한 학생들이라도 3D기술을 이용하면 생생한 경험이 가능해진다. 더이상 외우는 교육을 하지 않아도 된다"고 말했다.
 
또한 "메딥의 AI는 사용자가 원하는 부위를 직접 학습시킬 수 있는 기능을 제공해 전문의들이 자신에게 필요한 AI엔진을 커스터마이징해 사용할 수 있다"면서 "현재 이를 통해 뇌, 허파, 심장 등의 컨텐츠를 마련하고 있고, 특히 희귀심장질환자 등 어려운 구조에 대해 미리 교육하고 수술준비를 할 수 있다"고 밝혔다.
 
서울대병원 영상의학과 윤순호 교수는 임상현장에서도 매우 유용하게 사용하고 있다고 전했다.
 
윤 교수는 "간암환자의 경우 여러 개의 암들이 산발적으로 생기는 양상을 보인다. 때문에 이미지에선 잘 보이다가 병리적으로는 매칭하기가 어렵다"면서 "인공지능과 가상, 증강현실 이용시 병리 매칭이 가능하다"고 말했다.
 
또한 얼굴 혈관 기형의 20살 남자 환자의 수술에서도 활용해 성공적인 수술이 가능했다고 밝혔다. 해당 환자의 경우 딥러닝, 자동분화기술 등을 통해 동맥, 정맥의 구분은 물론 볼잡하게 얽혀있는 피부, 지방, 근육 등을 구분해 수술전 시술부위만 미리 파악한 것.
 
현재 윤 교수는 메디컬아이피 연구진들과 조영제를 쓰지 않은 CT영상을 고도화하는 기술을 개발 중이며, 엑스레이에서의 분할·활용 틀, 산업용 모듈 등도 적극 개발해나가겠다고 했다.
 
윤 교수는 "자동화된 툴을 개발하는 동시에 향후 PACS, EMR 등에 모두 도입할 수 있도록 하고, 영상의학과에서는 단순히 환자 질병만 판단하는 게 아니라 분할여부 등을 컨펌(확인)하는 역할과 환자의 여러 정보를 객관화해 임상에 질환-건강상태 결합 정보를 제공, 이를 적극 활용할 수 있도록 연구해나갈 것"이라고 밝혔다.
 

이날 메디컬아이피 측은 메딥으로 모델링한 3D 이미지를 인체장기 모형으로 제작해주는 환자 맞춤형 메디컬 3D 프린팅 ‘아낫델’(ANADEL)의 현황도 소개했다.
 
아낫델은 기존에 사용하던 딱딱한 소재부터 인체와 비슷한 질감 소재까지 다양한 촉감을 재현하고, 유색 및 투명 소재를 통해 실물 수준의 시각적 효과를 표현해낸다. 서비스를 이용하면 짧게는 2~3일, 길어도 10일 내에 환자 데이터 기반의 인체장기 모형 제작이 가능하다.
 
특히 메딥과 아낫델을 통해 구현한 3D 인체장기 모형은 크기와 촉감·탄력을 실물과 거의 유사하게 재현함으로써 수술실에서 이뤄지는 수술 연습에도 그 활용도가 매우 높다.
 
실제 이를 활용해 수술방에서 도움을 받고 있는 분당서울대병원 비뇨의학과 변석수 교수는 최근 수술 트렌드 변화로 인해 3D모델의 유효성이 매우 높아지고 있다고 강조했다.
 
변 교수는 "신장암 수술의 경우 매우 복잡하며 개복이 아닌 대부분 복강경, 로봇수술로 이뤄져 사전에 장기 구조를 파악하는 것이 매우 중요하다"면서 "게다가 예전에는 작은 종양만 있더라도 (신장을)모두 다 없앴는데 이제는 대부분 동맥을 잡고 혹만 제거 후 남는 부분을 꿰매는 신부분절제술(97%)을 한다. 이는 전체 제거보다 10배는 어렵다"고 말했다.
 
이어 "수술이 미니멀해지는 것은 물론 CT촬영과 실제 수술에서의 환자 위치차이로 인해 미리 3D시뮬레이션 없이는 수술방에서 많은 어려움을 느끼게 된다"고 했다. 실제 수술시 환자가 옆으로 돌아 누워있는 반면 CT는 완전히 등을 대고 누워서 정면이 찍는다.
 
때문에 변 교수는 수술 전 미리 환자 신장을 3D프린팅해 확인해보고, 이를 환자와의 상담과 수술 등에 실제 이용하고 있는 것이다.
 
변 교수는 "종양을 건드리게 되면 매우 위험하고 시간이 오래걸릴 수 있는데, 미리 위치를 예측해볼 수 있으니 종양을 건들지 않고 빠르게 수술을 할 수 있다"면서 "환자들도 미리 3D모형을 보여주고 수술에 대해 설명하면 만족도도 높다"고 강조했다.
 
그러면서 "현재 이 같은 경험을 바탕으로 로봇 부분 신절제술에서 3D 모델의 유효성에 대한 연구를 시행 중"이라며 "메디컬아이피의 기술력으로 좋은 결과가 나오고 있다. 앞으로 신의료기술, 혁신의료기술 대상이 되도록 연구를 이어갈 예정"이라고 부연했다.
 
한편 메디컬아이피는 이 같은 연구 성과를 바탕으로 4차 산업혁명시대 첨단 의료기술 분야에서 전 세계가 주목하는 혁신의료기업으로 자리매김하고 있다.
 
박상준 대표는 "의료혁신을 통해 '1초에 1명을 살린다'는 목표로 지속적으로 연구개발을 이어가겠다"면서 "사회적 책임과 사명을 위해 메딥과 아낫델 등을 전세계에 보급하는 동시에 3D 커스터마이징 등의 신기술을 상용화하는 연구도 적극 추진해나갈 것"이라고 계획을 밝혔다.
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