반점? 피부암?…인공지능으로 90% 감별

  • 김진구 헬스조선 기자

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    입력 : 2018.04.17 11:26

    피부암 가운데 가장 예후가 나쁜 것으로 꼽히는 악석흑색종은 겉으로 봐선 검은 반점과 구분하기 어렵다. 조기에 진단받으면 치료가 쉽지만, 검은 반점으로 여겨 치료시기를 놓칠 경우 폐·간으로 전이돼 생명을 위협한다. 문제는 전문가가 아닌 일반인이 육안으로 흑색종과 반점을 구분하기 매우 어렵다는 것. 그러나 고성능영상인식 기능을 가진 인공지능(AI)으로 악성흑색종을 조기에 진단할 수 있다는 연구결과가 발표됐다.
    장성은 교수
    서울아산병원 피부과 장성은 교수가 악성흑색종과 보통의 검은 반점을 구분하는 인공지능(AI) 프로그램을 개발했다./사진=서울아산병원 제공

    서울아산병원 피부과 장성은 교수팀은 딥러닝 기반 인공지능 모델에 2만여 개의 피부 종양 사진을 학습시킨 후 추가로 2500여 장의 사진을 판독시킨 결과, 흑색종의 양성 및 악성 여부를 90% 정도로 정확하게 감별해냈다고 최근 밝혔다. 인공지능으로 악성흑색종을 진단한 결과 민감도와 특이도는 각각 91%, 90.4%였다. 암 진단 정확도를 평가할 때는 질병이 있을 때 실제로도 있다고 진단하는 비율인 ‘민감도’와 질병이 없을 때 실제 없다고 진단하는 비율인 ‘특이도’가 사용된다.

    장 교수팀은 서울아산병원 피부과에서 2000년부터 2016년까지 진료를 받은 환자들의 악성 흑색종, 기저세포암, 편평상피암 등 12개 종류의 피부 종양 사진 2만여 개를 수집했다. 피부 종양의 악성 여부를 나타내는 종양의 비대칭성과 가장자리 불규칙성 등을 분석할 수 있도록, 인간의 시신경을 본뜬 합성곱신경망(CNN, Convolutional Neural Network) 구조의 인공지능 모델 ‘ResNet-152’에 학습시켰다. ‘ResNet-152’는 영상 인식 분야에서 사람과 필적한 성능을 보이는 것으로 알려진 마이크로소프트의 인공지능 모델이다.

    학습된 인공지능 모델로 2500여 개의 피부 양성 및 악성 종양 사진 데이터를 진단한 결과, 생명에 치명적일 수 있는 악성 흑색종과 가장 흔한 피부암인 기저세포암의 경우 약 90%의 진단 정확도를 보였다. 또한 편평상피암도 약 80% 정도로 진단해냈다. 이후 실제 피부과 전문의 16명의 진단 결과와 비교했더니, 인공지능의 적중률이 동등하거나 오히려 높은 것으로 나타났다.

    악성흑색종 사진
    d는 임상 사진, e는 임상 사진과 인공지능 모델 인식 결과의 합성 사진, f는 인공지능이 인식하는 사진이다. f사진에서 가운데 노란색 테두리 안의 빨간 부분이 악성 종양 진단 부분이다. f를 통해 e에서 실제 어느 부분이 악성 종양에 해당하는지 알 수 있다./사진=서울아산병원 제공

    연구를 진행한 서울아산병원 피부과 장성은 교수는 “피부암 중에서도 악성 흑색종은 폐나 간 등 내부 장기로 전이되면 5년 생존율이 20% 미만일 정도로 무서운 질환”이라며 “이번 연구로 인공지능의 피부암 진단 정확성이 높은 것으로 나타났다”고 말했다. 그는 “해외에는 진료비가 부담되거나 피부과 의사가 상대적으로 적어서 피부과 진료를 받기 어려운 경우가 많은데, 이 때 인공지능 모델을 효과적으로 활용하면 의료 접근성이 높아져 피부암 조기 진단 및 치료에 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다.

    한편 이번 연구는 피부과 분야에서 가장 권위 있는 학술지로 꼽히는 ‘저널 오브 인베스티게이티브 더마톨로지(Journal of Investigative Dermatology)’ 온라인 판에 최근 게재됐다.


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