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인공 지능 시스템으로 밀리초 안에 대장암 판별


 

▲ 사진 출처 : 셔터스톡

일본의 연구진이 새로운 인공 지능(AI) 시스템을 만들었다. 이 시스템으로 대장암을 확인하는데 수 밀리초면 된다. 연구진은 일련의 임상 실험을 통해 AI 시스템에 양성 종양인 대장 선종을 식별할 수 있는 능력이 있다고 판단했다. 또한 연구진이 250명의 환자로부터 얻은 300개 이상의 대장 선종 사진을 확인하는 데 시스템의 정확도는 94%였다.

쇼와 대학의 모리 유이치 박사는 AI의 실시간 광학 생검을 가장 놀라운 성공이라고 표현했다. 이 시스템은 용종의 300가지 모양을 알아보기 위해 대장 선종을 500배로 확대한 이미지를 사용했다. 또 시스템은 기계 학습으로 얻은 3만 개 이상의 이미지와 각 용종을 대조해서 밀리초 이내에 판독 결과를 내놨다. 해당 시스템은 아직 규제 승인을 거치지 않았지만, 만약 실사용이 가능하게 되면 앞으로 환자들이 불필요한 수술을 하지 않아도 되며 사망율도 줄어들 것이다.

영국의 암 전문 의사 클레어 나이트 박사는 AI 및 가상 현실이 조기 암 진단에 기여한 것에 박수를 보냈다. 여러 전문가들은 AI의 잠재력에 대한 연구가 계속돼서 앞으로 다양한 암을 조기에 진단할 수 있기를 기대하고 있다.

▲ 사진 출처 : 123RF

조기 암 탐지를 목적으로 한 다양한 기술의 사용은 특히 영국 국립 보건서비스(NHS)와 인텔이 더욱 효율적인 암 진단을 위해 협력하기로 하면서 세계적 관심을 모았다. 한편 과학자들로 이뤄진 연구진은 식별된 종양과 수천 개의 다양한 인간 신체 조직에서 나온 면역 세포를 디지털 캐시로 작성했다. 그러면 알고리즘이 자동으로 캐시를 사용해 세포를 판별한다. 오픈소스 소프트웨어인 텐서플로로 AI 시스템의 기초를 세우고 인텔 제온 프로세서로 시스템에 전원을 공급한다.

호주 연방 과학산업 연구기관(CSIRO)은 연구진이 혈관 신생과 암 성장을 조율하는 요소들을 발견하는 소프트웨어를 보강해왔다고 전했다. 이들은 중국 상하이 응용 물리학 연구소의 연구진과 함께 서로 다른 암 성장 단계에 있는 26마리의 쥐의 간과 뇌를 26가지 고해상도 3D 마이크로 CT 이미지로 만들어 혈관의 정확하고 기하학적인 표현을 생성하는 알고리즘을 개발했다.

액체 생검업체인 가든트헬스(Guardant Health)는 2016년에 3억 6,000만 달러(약 4,003억 원)의 투자를 받았다. 이들은 5년 내에 100만 명이 넘는 암환자의 종양 DNA를 배열하고 이 데이터는 조기 암 진단을 위한 혈액 기반 검사를 설계하는 데 사용될 것이다. 미국의 헬스케어 스타트업인 프리놈(Freenome)은 구글 벤처스와 같은 투자자들로부터 7,120만 달러(약 792억 원)을 받았다. 이들은 기계 학습 및 생물학적 지식으로 암이 심각하게 진행되기 전에 암세포 없는 DNA를 배열하고자 한다.

▲ 사진 출처 : 123RF

45세에 검사하기

전문가들은 사람들이 45세가 되면 대장암 검사를 반드시 받아야 한다고 권고했다. 프랑스의 과학자들은 6,027개의 개장 내시경을 연구했다. 그 결과 45~49세의 환자에게서 종양 형성이 400%가까이 증가했다. 또한 용종의 평균 개수와 선종 검출율도 40~44세와 45~49세 그룹에서 95.8%와 95.4%로 가장 높았다. 연구를 이끈 데이비드 카르센티 박사는 사람들이 45세에 도달했을 때 대장암 병변이 발생하기 가장 쉽다고 전했다.

유럽에서는 암으로 인한 사망자 중 2위에 오른 원인이 대장암이다. 매년 21만 5,000명의 유럽인이 대장암으로 사망한다. 최근 연구에 따르면 대장암 진단을 받은 환자의 30%가 55세 미만이었다. 전문가들은 대장암의 발견이 빨라질 경우 발병이나 사망 가능성이 줄어들 것이라고 말했다.

암 진단의 역사

지난 오랜 세월 동안 쌓아온 암 진단의 역사 중 가장 최근 페이지에 AI 시스템이 실리게 됐다. 그렇다면 그 전의 역사는 어땠을까?

1923년 : 자궁 경부암을 치료하기 위해 방사선 요법이 도입되다.

1935년 : 태양과 피부암의 연관성이 제시되다.

1954년 : 흡연과 폐암의 연관성에 대한 증거가 제시되다.

1956년 : 최초의 화학 요법 약물인 메토트렉세이트(Methotrexate)가 융모암 치료에 사용되다.

1963년 : 최초의 인간 암 바이러스가 발견되다.

1972년 : 고환암을 위한 약물이 최초로 발견되다.

1986년 : 미국 식품의약국(FDA)이 최초로 표적 치료제를 승인하다. 이로 인해 유방암, 대장암, 폐암 등 여러 암의 표적 치료가 가능해지다.

1994~95년 : 암 유전자의 첫 쌍인 BRAC-1과 BRAC-2가 발견되다.

2008년 - 영국에서 자궁 경부암 백신 예방 접종 프로그램을 시작하다.

2010년 : 연구 결과 플렉시 스코프 검사로 대장암의 3분의 1을 피할 수 있다는 것이 입증되다.

2011년 : 국제암유전체협력단이 설립돼 50종류의 암에 대한 유전자적 결함을 연구하는 길이 열리다.

2013년 : 연구 결과 매일 아나스트로졸을 섭취하는 것이 유방암 고위험군인 노령의 여성들의 유방암 발명을 절반으로 낮춘다는 사실이 알려지다.

2016년 : 과학자들이 화학 요법 약물을 암에 직접 투여할 혈관 역할을 하는 나노 입자를 만들다. 유방암 약으로 실험 결과 투약 11일만에 종양이 줄어들거나 죽었다.


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