뇌종양 진단 12일→12분…AI, 인간 병리 전문의 압도

12일이 걸리던 뇌종양 분자 진단을 단 12분 만에 끝내는 인공지능(AI) 시스템이 개발돼 뇌종양 진단 분야에 혁신을 예고했다.

11일 중국 바이오 전문매체 바이오온에 따르면, 독일 하이델베르크 대학병원 등이 참여한 공동 연구진은 최근 국제 학술지 '네이처 캔서(Nature Cancer)'에 AI 시스템 '헤타이로스(Hetairos)'를 이용한 뇌종양 진단 연구 결과를 발표했다. 이 시스템은 일반적인 조직 염색(H&E) 슬라이드 이미지 만으로 102종의 뇌종양 아형을 예측한다.

헤타이로스는 4개 대륙 11개 의료 센터에서 수집한 환자 9606명의 조직 슬라이드 1만1000여 장을 학습했다. 이를 통해 세계보건기구(WHO)가 분류하는 거의 모든 중추신경계 종양 유형을 다룰 수 있게 됐다. 연구 결과, 약 50~70%의 사례에서 높은 신뢰도의 예측을 내놨으며, 최고 등급 예측의 정확도는 87%에 달했다.

특히 헤타이로스는 인간 신경병리 전문의와의 진단 정확도 대결에서 압도적인 성능을 보였다. 분자 정보 없이 조직 슬라이드만 제공된 조건에서 헤타이로스의 진단 정확도는 68%를 기록한 반면, 5명의 국제적인 전문의들의 평균 정확도는 30%에 그쳤다. 상위 3개 후보 진단을 고려했을 때 AI의 정확도는 84%로, 전문가(약 50%)와의 격차는 더 벌어졌다.

연구진이 진행한 전향적 연구에서 기존 표준 분자 진단은 평균 12일이 소요됐지만, 헤타이로스는 슬라이드 스캔 후 12분 만에 결과를 도출했다. 조직 채취부터 전체 과정을 고려해도 24~48시간 내 진단이 가능해진다.

연구를 이끈 다루이 진(Darui Jin) 박사는 "이번 연구는 AI가 일반 조직 슬라이드에서 분자 수준의 정보를 직접 추출할 수 있음을 보여준다"며 "암 진단 방식을 근본적으로 바꿀 수 있을 것"이라고 말했다.

다만 연구진은 헤타이로스가 매우 희귀한 종양 유형 진단에는 여전히 한계가 있어 숙련된 전문의의 역할이 중요하다고 설명했다. 헤타이로스는 기존 분자 검사를 대체하기보다, 진단에 중요한 조직 영역을 표시해주고 후속 검사의 우선순위를 정하는 효율적인 보조 도구로 활용될 전망이다.

이 기술은 고가의 메틸화 분석 장비가 없는 의료 환경에서 특히 유용할 것으로 기대된다. 기존의 일반 슬라이드를 그대로 활용할 수 있어 경제적 접근성이 높기 때문이다.