경희대 "당뇨 합병증 예측 AI 개발"…5년 이내 발병 위험 조기 예측

당뇨병 환자 대상 5년이내 신장질환 조기 예측 다중모달 AI 개발
국내외 대규모 의료 빅데이터 기반으로 임상 적용 가능성 입증

(왼쪽부터) 우세린 연구교수, 황승하 연구원, 조재형 연구원, 연동건 교수, 이상열 교수 등 경희대 연구팀이 이번 연구를 수행했다. (사진=경희대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 경희대 의과대학 연동건·이상열 교수 연구팀이 국내외 대규모 의료 빅데이터를 기반으로 제2형 당뇨병 환자에게 만성신장질환(Chronic Kidney Disease, CKD)이 5년 이내 발병할 위험을 조기에 예측할 수 있는 다중모달 인공지능(AI) 모델을 개발했다.

이 모델은 임상검사 정보와 망막 영상을 결합해 기존 AI보다 높은 정확도와 설명 가능성을 확보했다. 또한 혈관 합병증 위험도 예측할 수 있다.

신장질환은 당뇨의 대표적 합병증 중 하나다. 조기 예측과 예방이 중요하나 기존 예측 도구들은 단일 데이터 유형에 의존해 정확도와 설명력에 한계가 있었다.

이에 경희대 연구팀은 다중모달 인공지능 기법을 통해 예측의 정확성과 실용성을 동시에 갖춘 모델 개발을 목표로 연구를 수행했다.

연구팀은 경희의료원과 영국 당뇨병 코호트 데이터를 기반으로 연구했다. 임상검사 결과(혈액 및 소변검사, 약물 복용 여부 등)와 안저(망막) 영상을 결합해 다중모달 딥러닝 모델을 구축했다.

이 모델은 5년 이내 만성실장질환 발병 위험을 예측하게 설계됐고, 국내 환자 데이터를 기반으로 훈련된 뒤 영국 데이터셋을 통해 외부 검증을 거쳤다. 예측 정확도는 국내에서 88.0%, 해외 검증에서는 72.2%를 기록했다.

또한 연구팀은 '설명 가능한 AI 기법'을 접목했다. 인공지능이 어떤 근거에 기반해 예측했는지 시각적으로 확인할 수 있게 설계하며 실제 임상 적용 가능성을 높였다.

사진은 설명 가능한 AI 기법을 통한 주요 위험 인자 기여도 시각화 결과다. (사진=경희대 제공) *재판매 및 DB 금지

분석 결과, 실장질환 발생의 주요 위험 인자는 사구체여과율, 당뇨병약 및 고혈압약 복용 여부, 환자의 나이 등이 도출됐다. 영상 데이터에서는 시신경유두(optic disc)와 상부 아치 혈관 영역이 핵심 단서로 확인됐다.

연구팀이 개발한 AI 모델이 신장질환의 조기 예측과 함께 장기적인 건강 관리와 합병증 예방에도 활용할 수 있을 것으로 예측된다.

연구에 참여한 우세린 연구교수는 이번에 개발한 AI에 대해 "병원서 일상적으로 수집하는 데이터만으로 높은 정확도의 예측이 가능하다"며 "1차 진료 기관에서 활용할 수 있는 현실적 도구"라고 설명했다.

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