온코소프트, 방사선 암 치료 전 과정 자동화 'AI 주치의' 개발

(사진 왼쪽부터)온코소프트 김진성 대표, 연세암병원 박상준·김용배 교수, KAIST 김재철 AI대학원 예종철 교수/사진제공=온코소프트

인공지능(AI) 기반 방사선 암 치료 소프트웨어(SW) 전문기업 온코소프트(대표 김진성)가 방사선 종양학 임상 전 과정을 자동화하는 대규모 멀티모달 AI 모델 'RO-LMM'을 개발했다고 1일 밝혔다.

이번 개발을 위한 연구는 연세대학교 의대 방사선종양학과 박상준·김용배 교수 및 한국과학기술원(KAIST) 김재철 AI대학원 예종철 교수와 공동으로 진행했다. 의료영상 분야 권위지인 '의료 영상 분석(Medical Image Analysis)'에도 게재됐다.

RO-LMM은 임상 보고서 요약, 방사선치료 전략 제안, 3D 표적 볼륨 분할 등 방사선 치료의 핵심 단계를 하나의 AI가 수행하는 세계 최초의 통합 프레임워크다. 다양한 임상 정보를 종합 분석해 환자별 맞춤 치료 계획을 제안하는 '에이전틱 AI(Agentic AI)' 개념을 의료 현장에 실현했다.

이번 연구에서는 여러 단계를 순차적으로 처리하는 AI에서 발생 가능한 오류 누적 문제에 주목했다. 이를 해결하고자 자체 개발한 일관성 기반 학습 기법 'CEFTune' 및 'CESEG'를 도입했다. 이를 통해 입력 오류나 노이즈가 있는 상황에서도 AI가 정확한 결과를 도출할 수 있다.

연구팀은 연세암병원에서 수집한 대규모 환자 데이터로 모델을 훈련하고 용인세브란스병원에서 외부 검증을 수행했다. 그 결과 RO-LMM은 임상 보고서 요약에서 기존 챗GPT 모델 대비 21% 향상된 성능을 보였다. 치료 전략 제안에서는 GPT-4 모델 대비 68% 높은 점수를 기록했다. 3D 표적 분할 정확도도 기존 모델 대비 최대 10% 이상 향상됐다.

온코소프트 관계자는 "특히 유방 전절제술을 받은 고난도 환자군에서는 정확도가 최대 22.1%까지 올라갔다"며 "복잡한 사례에서 더 큰 임상적 유용성을 증명했다"고 말했다. 이어 "RO-LMM은 단일 GPU(그래픽처리장치) 환경에서도 약 10초 내외로 모든 과정을 처리할 수 있어 실용성을 갖췄다"고 덧붙였다.

온코소프트는 RO-LMM의 기술력을 '대화형 AI Agent(에이전트)'로 구체화해 기존 상용 SW인 'OncoStudio(온코스튜디오)'에 통합할 계획이다. 오는 9월 미국 방사선종양학회(ASTRO)에서 공개될 이 서비스는 의료진이 AI와 직접 소통하며 치료 계획을 완성하는 것이 목표다.

의료진은 AI Agent를 통해 채팅·음성으로 새로운 치료 부위를 생성하고 해부학적 기준에 따라 자동 수정하는 등 다단계의 복합적 명령을 내릴 수 있다. 특히 CT(컴퓨터단층촬영) 영상과 다양한 임상 기록을 함께 이해하는 멀티모달 기능으로 환자 데이터 전체의 맥락 속에서 더 정밀한 판단이 가능하다.

온코소프트 관계자는 "AI Agent는 온코스튜디오의 모든 AI 모델과 편집 기능을 '툴세트(tool-set)'로 활용한다"며 "의료진의 의도를 정확히 파악하고 실행하는 지능형 진료 파트너가 될 것"이라고 말했다.

김진성 온코소프트 대표는 "이번 연구 성과로 의료진 의사결정을 돕는 진정한 'AI 주치의'를 구현해 방사선 치료의 새 기준을 제시하겠다"며 "당사의 AI 기술이 모든 암 환자에게 최적의 맞춤형 정밀 의료를 제공하도록 최선을 다하겠다"고 했다.

이두리 기자 ldr5683@mt.co.kr