라이프시맨틱스, 의료 AI로 디지털 전환 이끈다

#디지털 헬스케어 전문기업 라이프시맨틱스의 인공지능(AI) 기술은 누구든 자신의 의료 데이터를 활용한 최선의 판단하에 진료를 받을 수 있도록 돕는다. 유전체, 임상, 라이프로그 등 다양한 데이터를 활용한 소프트웨어를 개발, 현재 태동 단계인 의료 데이터 시장을 이끌고 더욱 고도화된 디지털 헬스 기술을 선보인다. 차세대 치료 시장을 열 것으로 기대되는 디지털 치료제와 비대면 진료 플랫폼까지 라이프시맨틱스는 AI 기반의 디지털 헬스 분야에서 풀 라인업 서비스를 제공하며 국내 헬스케어 산업의 디지털 전환을 이끌어 나가는 주역이 되고 있다.

◇전립선암 발병부터 재발까지...원스톱 AI 솔루션

강원도 규제자유특구 사업에서 라이프시맨틱스는 ‘전립선암 발생예측 정밀의료 AI 솔루션 개발 및 실증’이라는 연구 주제로 과제를 수행 중이다. 2019년 4월부터 도입된 규제자유특구는 지역과 기업이 직면한 신사업 관련 규제를 완화해 주는 제도다.

라이프시맨틱스는 규제자유특구 사업을 통해 제공받은 유전체 데이터를 활용, 고도화된 ‘전립선암 발생예측 AI 솔루션’을 개발 중이다. 유전체 데이터와 임상 데이터가 결합된 데이터를 기반한 AI 모델 도출을 통해, 약 80~85% 수준의 전립선암 발생 위험 예측 정확도를 확보할 수 있을 것으로 기대한다.

라이프시맨틱스 ICT컨버전스연구소 김동범 연구기획팀장과 김응희 연구개발팀장을 만나 자세한 이야기를 들어봤다.

라이프시맨틱스 ICT컨버전스연구소 김동범 연구기획팀장

-전립선암 발생예측 정밀의료 AI 솔루션 강점은.

▲김동범=전립선암 발생 예측 AI 솔루션은 의료기관에 내원하는 환자의 전립선암 진단을 효율적으로 지원하고자 하는 서비스다. 가장 특징적인 부분은 병원의 임상 데이터와 유전체 데이터를 결합해 AI 기술로 분석한다는 점이다.

전립선암을 진단하는 가장 대표적인 방법은 혈액 검사인 전립선 특이항원 검사(PSA)다. 다만 PSA 수치 검사는 진단 정확도가 약 20-50%로 한계가 있다. 기존 환자들은 비교적 진단 정확도가 낮은 혈액 검사와 경직장초음파, CT·MRI 등 추가 절차를 통해 전립선암 검사를 시행했다. 환자가 여러 차례 병원을 방문해야 함은 물론 비용 부담도 적지 않았다.

반면 전립선암 발생예측 AI 솔루션은 약 80-85% 수준의 전립선암 발생위험 예측 정확도를 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 임상 자료 위주로 개발된 질환 예측 알고리즘에 유전체 정보를 추가로 학습시켜 더욱 정밀화된 전립선암 발생 예측이 가능하기 때문이다. 라이프시맨틱스가 개발 중인 전립선암 발생예측 AI 솔루션은 전립선암이라고 하는 단일암으로는 가장 많은 유전체 데이터(약 2000명 이상)를 활용하고 있다는 강점이 있다.

의료진이 전립선암 진단·치료에 대한 판단을 할 때 비교적으로 정확도가 낮은 PSA 수치 의존도가 높았다면, 전립선암 발생예측 AI 솔루션은 또 다른 지표로써 의료진의 판단을 보조해 줄 수 있다. 환자 선별을 통해 불필요한 생체검사의 시행 횟수를 축소하고 추적 관찰 대상이었던 전립선암 환자를 조기 진단하는 데도 유용하게 사용될 수 있다.

-임상 데이터와 유전체 데이터를 결합 분석하는 이점은.

▲김응희=AI의 역할을 이해하기 쉽게 설명하자면 방대한 데이터 속 공간을 나눌 수 있는 벽을 찾는 것이다. ‘전립선암 환자’와 ‘전립선암 환자가 아닌’ 두 그룹을 나눈다고 해보자. 일반적으로 공간은 ‘축(Axis)’을 기반으로 정의된다. 임상 데이터만을 활용하는 경우 대비 유전체 데이터를 함께 활용할 경우 공간을 구성하는 축의 개수가 늘어나며, 이는 공간이 확장됨을 의미한다. 공간이 확장됨에 따라 두 그룹을 보다 명확히 구분 지을 수 있는 새로운 벽이 발견될 확률도 증가하게 된다. 다수의 연구에서 회자되는 바이오마커란, 상기와 같은 새로운 측을 발견해 내는 과정이라고 보시면 될 것 같다.

김동범=유전체 데이터만으로 특정 질환의 위험성을 예측해 주는 솔루션은 이미 존재한다. 유전체 데이터는 선척적인 데이터다. 단독으로는 환자의 생활 환경 등 후천적인 요소를 온전하게 반영할 수 없다. 라이프시맨틱스는 유전체 데이터에 진료 기록 등 임상 데이터, 라이프로그 등을 결합해 보다 정확도가 높은 모델을 만들 수 있을 것으로 기대하고 있다.

라이프시맨틱스 ICT컨버전스연구소 김응희 연구개발팀장

-라이프시맨틱스 AI 기술은.

▲김응희=‘정밀의료(precision medicine)’의 대표적인 특성은, 의료 행위를 함에 있어 △병원에서 수집되는 임상데이터 △유전체 분석을 통해 도출되는 유전체 데이터 △일상생활에서 발생하는 라이프로그 데이터가 복합적으로 활용된다는 점이다. 라이프시맨틱스에서도 상기 3가지 데이터를 동시에 활용하여 특정 질환을 진단하거나 치료를 보조하는 소프트웨어를 상품화한 사례는 없다. 다만 유전체-임상 데이터를 결합한 솔루션(예: 전립선암 발생 예측 SW), 그리고 임상-라이프로그 데이터를 경합한 솔루션(예: 차기혈압 예측 SW) 등 두 가지 형태의 데이터를 결합한 솔루션 개발은 진행 중으로, 거시적으로 보면 결국 세 가지 데이터를 아우르는 AI를 만들고 있다는 것이 저희의 비전과 강점이라고 할 수 있다. 가정혈압과 같은 시계열 데이터 그리고 피부질환 이미지 데이터 등 다양한 데이터와 질환을 다루는 기술과 서비스를 한 조직 내에서 지속적으로 연구개발(R&D) 하고 있다는 점 또한 주목할 만하다.

-앞서 개발한 전립선암 병기예측·재발예측 SW는.

▲김동범=라이프시맨틱스는 지난 2018년부터 2021년 3월까지 진행된 ‘닥터앤서 1.0’을 통해 전립선암 병기 및 재발을 예측하는 소프트웨어 개발을 성공적으로 마쳤다. 전립선암 병기예측 소프트웨어는 수술 전 환자의 병기를 예측하는 솔루션으로 임상적 병기의 선별 진단이 가능하다. 재발예측 소프트웨어는 수술 후 환자의 재발 가능성을 예측하는 솔루션이다. 라이프시맨틱스는 현재 개발 중인 전립선암 발병예측 소프트웨어를 기반으로 전립선암의 발병부터 병기, 수술 후 재발까지 모든 진료 과정을 지원할 수 있는 원스톱 AI솔루션을 구축할 계획이다. 전 주기적인 사이클에서 의료진의 의사 결정을 보조해 주는 소프트웨어로 유용하게 활용될 것으로 기대한다.

“라이프시맨틱스, 집에서 피부암 예측하고 폐질환 재활치료한다”

◇가정혈압 측정 손쉽게…사진 하나로 피부암 예측

라이프시맨틱스는 ‘닥터앤서2.0’ 사업을 통해 △일상혈압 분석 진단 및 혈압관리에 따른 예측 SW △고혈압 고위험군 발굴 및 위험도와 합병증 예측 SW △부위별 피부 영상 기반 피부암 감별진단 보조 SW △남성형 탈모 치료 계획 수립을 위한 모발밀도 분석 SW 등 4종의 의료 솔루션을 구축하고 있다.

닥터앤서 2.0은 과학기술정보통신부와 정보통신산업진흥원이 지원하는 AI기반 정밀의료 솔루션으로 12개 중점 질환에 대해 총 24개의 소프트웨어 개발을 목표로 하는 사업이다. 라이프시맨틱스는 2개 질환인 피부 및 고혈압 질환을 담당하고 있다.

전남대학교병원과 공동연구를 통해 개발된 ‘일상혈압 분석 진단 및 혈압관리에 따른 예측 SW’는 고혈압 환자의 치료·관리 계획 수립을 돕는 통합 솔루션이다.

내원 시 측정하는 혈압의 경우, 긴장과 스트레스 등으로 정확도 및 유효성에 대한 의구심이 지속적으로 보고되고 있으며 이에 대한 대안으로 가정혈압(일상혈압)의 유용성이 대두되고 있다.

환자가 주도적, 반복적으로 가정에서 측정하는 가정혈압 활용을 위해서는 환자의 적극적인 참여가 필수적이다. 환자에게 손쉬운 혈압 측정 및 기록을 지원하고 기록된 가정혈압을 환자 진료 시 활용할 수 있는 플랫폼 및 환경 조성이 필요한 이유다.

라이프시맨틱스의 솔루션은 모바일 애플리케이션 형태의 소프트웨어로 가정혈압 측정 및 기록을 지원한다. 환자가 8주 동안 앱을 통해 혈압을 기록하면, 임상 데이터를 기반으로 1~4주 후 차기혈압 예측 및 고위험군 판별, 약제용량 관리 방법 등의 정보를 제공한다. 환자가 주도적으로 측정한 데이터와 임상 데이터를 연동 가능하다는 점에서 고혈압 합병증 발생률을 감소하는데 많은 기여를 할 것으로 기대되고 있다.

라이프시맨틱스는 “닥터앤서 2.0은 단순 AI 모델 및 소프트웨어 개발에 그치지 않고, 식품의약품안전처로부터 의료기기 인허가 취득을 목표로 과제를 진행 중”이라며 “안전성 및 임상적 유효성이 검증된 가정혈압 중심의 소프트웨어 확보는 라이프시맨틱스만의 강점 중 하나”라고 강조했다.

피부질환 소프트웨어 2종은 경북대학교병원과의 협업으로 구축됐다. ‘부위별 피부 영상 기반 피부암 감별진단 보조 SW’는 스마트폰으로 촬영한 피부 이미지를 판독해 양성종양 및 악성흑생종 등의 피부암 여부를 감별해 준다. 고가의 장비나 조직검사가 아닌 스마트폰만으로도 손쉽게 확인할 수 있어 피부암을 조기 발견하는데 유용하다.

피부 병변 이미지를 활용한 피부질환 연구 및 제품은 기존에도 활발하게 진행, 개발 그리고 배포되고 있었다. 다만 심각한 피부질환 진단 혹은 치료보다는 삶의 질 향상에 초점을 맞춘 미용 제품군으로 분류되는 경우가 많았다. 또 높은 해상도를 지원하는 고가의 장비로 촬영된 이미지를 기반으로 동작하는 모델들이 대다수였다.

라이프시맨틱스 ‘부위별 피부 영상 기반 피부암 감별진단 보조 SW’는 스마트폰으로 촬영된 이미지를 기반으로 동작하는 AI 모델 및 모바일 앱을 통해 피부암을 감별한다. 1차 의료기관의 진입장벽을 낮춰 높은 보급률을 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

◇호흡기질환 재활 사각지대 해소...디지털치료제 ‘레드필 숨튼’

‘레드필 숨튼’은 폐암, 만성폐쇄성폐질환(COPD) 등 호흡기 질환자가 집에서 스스로 재활을 할 수 있도록 돕는 처방형 디지털 치료기기다. 2015년 개발을 시작해 지난해 식약처로부터 확증 임상시험을 허가받아 임상시험을 진행하고 있다.

폐질환 호흡재활치료는 매번 병원을 찾아가 재활치료를 받아야 하는 번거로움이 있어 충분한 치료가 이루어지지 못하고 있다. 국내 COPD 진료를 받은 환자 가운데 단 5%만 재활 치료를 받고 있는 수준이다.

호흡 재활 치료 지침에 따르면 환자가 주 3회 이상 치료받기를 권고하고 있지만 환자들이 호흡 재활 치료가 가능한 상급병원을 주 3회 방문하는 것이 쉬운 일이 아니다.

레드필 숨튼은 언제 어디서든 환자의 상태에 맞는 개인별 맞춤 운동프로그램을 제시하고 수행 내용을 모니터하며 가정에서 호흡재활을 할 수 있게 한다. 레드필 숨튼이 상용화되어 외래진료를 통한 재활운동과 함께 사용된다면 환자의 재활이 연속적으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 재활 환자가 겪는 의료접근성 문제도 해결될 수 있을 것으로 기대된다.

◇국내 유일 원격모니터링 지원 비대면 진료서비스 ‘닥터콜’

닥터콜은 대면으로 진료를 보기 어려운 상황에 놓여 있는 환자가 진료를 받을 수 있는 비대면 진료 서비스다. 의료진이 대면하지 않고 환자를 진료할 수 있는 서비스로 재외국민 및 내국인 환자, 의사 모두가 닥터콜을 이용할 수 있다. 닥터콜은 식약처의 의료기기 인허가를 획득한 비대면 진료 플랫폼이다.

일반적으로 대면진료는 시진, 문진, 타진, 압진, 청진 등 다양한 감각과 방식을 사용할 수 있으나 비대면 진료에서는 시진과 문진만 가능하기 때문에 정밀한 진료를 위해 신뢰할 수 있는 데이터를 제공하는 것이 중요하다.

닥터콜은 다양한 의료기기와 연동돼 의사가 환자의 혈압, 혈당, 체온을 2주에서 1달 간격으로 체크할 수 있다. 환자 동의하에 공공기관에서 보유하고 있는 개인 건강 데이터를 연동해 보다 안정적이고 정밀한 진료가 이루어질 수 있는 환경을 제공한다.

닥터콜은 대면 진료를 보완하기 위한 수단으로 차별화된 진료 경험을 제공하고 있어 의료진과 환자 모두 높은 만족도와 재이용률을 보이고 있다. 올 7월 기준 닥터콜과 제휴를 맺은 병의원은 작년 동기 대비 20배 이상 증가해 200곳을 돌파했으며 전국 단위의 의료기관 계약을 통해 19개 진료과에 대한 비대면 진료 서비스를 제공하고 있다.

<강원테크노파크 공동 기획기사>

전자신문인터넷 양민하 기자 (mh.yang@etnews.com)