AI로 코로나19 진단 정확도 높인다

예종철 KAIST 교수 연구팀
'흉부 단순 방사선촬영'에서
저비용으로 상시 신속진단 가능


AI(인공지능) 기술을 이용해 진단 정확도를 획기적으로 높일 수 있는 코로나19 영상 진단 기술이 개발됐다. 기존 유전자 증폭기술(RT-PCR)이나 CT(컴퓨터단층촬영) 방식 등에 비해 빠르게 검사할 수 있고, 비용도 적어 코로나19 상시 신속 진단 등에 널리 활용될 전망이다.

KAIST는 예종철(사진) 바이오 및 뇌공학과 교수 연구팀이 코로나19 진단 방법 중의 하나인 '흉부 단순 방사선촬영(CXR)'의 진단 민감도를 높여 정확도를 향상시킨 AI 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.

코로나19 진단 검사는 역전자 중합효소 연쇄반응(RT-PCR)을 이용한 장비가 쓰이는 데, 검사 정확도가 90% 이상으로 높지만, 결과가 나오기까지 최대 6시간 이상이 걸린다. 코로나19로 인한 폐 손상 여부를 통해 진단하는 CT(컴퓨터단층촬영) 검사 역시 비교적 높은 정확성을 보이지만, 일반 X선 촬영검사에 비해 많은 시간이 소요되고, 바이러스에 의한 장비 오염 가능성이 있어 선별 진료에 사용하기 어렵다.

코로나19 팬데믹에 따라 전 세계 확진자가 500만명을 넘어섬에 따라 적은 비용으로 빠른 결과를 효과적으로 얻을 수 있는 흉부 단순 방사선촬영(CXR)에 대한 요구가 늘어나고 있다. 하지만, 흉부 단순 방사선촬영은 RT-PCR이나 CT 검사와 달리 정확성이 현저하게 떨어지는 단점이 있다.

연구팀은 자체 개발한 전처리와 국소 패치 기반의 방식을 통해 적은 양의 CXR 데이터 영상을 학습시켜 진단 정확성을 높였다. 이 기술을 활용해 코로나19 감염 여부를 진단한 결과, 영상 판독 전문가의 69%보다 17%가 향상된 86% 이상의 우수한 정확성을 나타냈다.

연구팀은 또 새로운 AI 기술인 '확률적 특징 지도 시각화' 방식을 통해 CXR 영상에서 코로나19 진단의 중요한 부분을 고화질로 나타내는 특정 지도도 제작했다. 이 지도를 활용하면 코로나19 의심 환자에서 병변이 의심되는 여러 부위를 시각화해 진단 정확도를 높일 수 있다. 예종철 KAIST 교수는 "코로나19 환자의 선별 진료 과정에서 감염 여부를 상시 신속하게 진단할 수 있고, 의사와 환자의 시간 및 비용을 크게 절감하는 데 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '아이트리플이 트랜잭션 온 메디컬 이미징(지난 8일자) 온라인판에 실렸다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr