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‘딥러닝’ 인공지능으로 안과질환 진단


▲ 출처=셔터스톡

싱가포르국립안센터(Singapore National Eye Center, SNEC)가 ‘딥러닝’(deep learning) 기술을 적용한 인공지능(AI)으로 안과 질환 진단을 혁신적으로 개선할 수 있는 방법을 개발했다.

새로 개발된 인공지능 시스템으로 당뇨망막병증, 녹내장, 노인성황반변성 테스트, 진단, 예후를 더욱 빠르고 정확하게 측정할 수 있게 됐다. 다만 이는 안과 전문의나 검안사의 역할을 대체할 수 있는 기술은 아니며, 보조하는 수단이다. 

연구진은 인공지능이 새로운 정보를 습득해 표준 기기들과 비슷한 민감도와 정확도로 안과 질환을 테스트할 수 있도록 딥러닝 시스템을 적용했다. 연구진은 당뇨망막병증 진단을 위해 49만4,661개의 망막 이미지를, 녹내장 진단을 위해 12만5,189개의 망막 이미지를, 노인성황반변성 진단을 위해 7만2,610개의 망막 이미지를 보여주며 인공지능을 훈련시켰다. 인공지능 훈련은 2016년 5월에 완료됐으며, 딥러닝 시스템의 유효성 입증은 1년 후에 이뤄졌다.

이후 인공지능의 민감도와 정확도 테스트 결과, 당뇨망막병증 의심 환자의 경우 90.5%의 민감도와 91.6%의 정확도를, 시력 상실 위험이 있는 당뇨망막병증의 경우 100%의 민감도와 91.1%의 정확도를 기록했다. 녹내장의 경우 96.4%의 민감도와 87.2%의 정확도를, 노인성황반변성의 경우 96.4%의 민감도와 87.2%의 정확도를 기록했다. 향후 당국의 승인을 얻기 위해서는 추가 연구가 필요하다.

당뇨망막병증, 녹내장, 노인성황반변성은 각기 다른 메커니즘으로 작용한다.

1. 당뇨망막병증은 진성 당뇨병으로 유발되는 심각한 안과 질환으로 진행성 망막 훼손 질환이다. 혈당이 과도하게 많아지면 안구를 비롯해 체내 여러 장기가 훼손되며, 필수 영양소가 안구에 전달되지 못한다. 당뇨병이 오랜 기간 지속되면 안구의 작은 혈관에서 혈액과 체액이 누출된다. 이러한 누출로 망막 조직이 부어올라 눈 앞이 흐려지는 증상이 나타난다. 당뇨병 환자의 3분의 1 가량은 당뇨망막병증 증상을 보인다.

2. 녹내장은 60세 이상 고령층에서 실명을 유발하는 가장 흔한 안과 질환이자, 전 세계적으로도 실명을 가장 많이 유발하는 두 번째 질환이다. 눈에서 액체 분비물이 제대로 분비되지 않아 발생한다. 안구에 약체가 쌓이면 안압이 높아져 시신경이 훼손돼 결국 실명으로 이어진다. 측면 시야가 흐려지고, 안구 통증이 있으며, 바라보는 대상에 후광이나 원이 비춰 보이거나, 시야가 흐려지는 증상이 나타난다. 전 세계적으로 녹내장 환자는 7,000만 명에 달한다.

3. 노인성황반변성은 작은 물체를 보는 시력이 악화되고 읽기, 운전, 바느질 등에 필요한 중심시도 악화되는 질환이다. 특별한 통증은 없으나 중심시가 악화되기 때문에 일상생활에 어려움을 겪을 수 있다. 미국에서만 노인성황반변성 환자의 수가 175만 명이 넘으며, 2020년에는 300만 명 가까이 늘어날 것으로 예상되고 있다.

이러한 안과 질환의 치료법은 얼마나 병이 진행됐느냐에 따라 달라지기 때문에, 조기 진단이 매우 중요하다.

[메디컬리포트=김선미 기자]


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