"AI 모델, 전문지식 없어도 질병 진단‧치료 연구개발 가능"

웨어러블을 통한 폐렴진단, BCI 시스템 구축 등 다양한 분야서 '매트랩' 이용 사례 확대
매스웍스, 의료진 연구 지원 위한 다양한 교육, 컨설팅 제공
박선혜기자 yourname@medipana.com 2021-07-23 06:07

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[메디파나뉴스 = 박선혜 기자] 쉽게 접근할 수 없었던 질병의 진단과 치료, 재활 분야를 연구하기 위해 의사들이 전문적 지식 없이도 연구 할 수 있는 딥러닝 모델이 있어 주목된다.


22일 엄준상 매스웍스코리아 차장은 온라인 세미나에서 '바이오‧의료분야를 위한 딥러닝'을 주제로 레이블링, AI 개발 환경 등에 대한 응용 사례들을 소개했다.


엄 차장은 "AI 모델을 만든다는 것은 데이터 준비, 알고리즘 모델 개발, 시뮬레이션 테스트 및 임상, AI 시스템 배포 단계로 볼 수 있다"며 "그 중에서도 레이블링 작업과 핵심 정보 추출, 데이터 전환 반복적인 작업이 중요하지만 상당한 시간이 소요되는 것이 문제였다"고 설명했다.


이어 "또 AI모델 개발은 공학적인 부분이 많아 의료진들이 접근하기 어려워했지만 딥러닝 혹은 머신러닝을 통한 툴로 전문적인 지식이 없어도 충분히 AI 개발이 가능하다"고 말했다. 


그 중 매스웍스코리아의 '매트랩(MATLAB)'은 알고리즘 개발 및 모델 생성에 사용하는 프로그래밍 및 수치 계산 플랫폼으로 최근 위암 판단, 뇌파분석 등 각종 분야에서 활용되고 있다.


실제 매트랩을 이용한 모델 사례에는 아프리카의 소아 폐렴환자 조기 진단 시스템(Mama-Ope)이 있다. 


폐렴은 호흡률, 온도, 폐 소리, 신체 산소포화도 4가지 생체신호 중 3가지를 통해 진단을 내릴 수 있는데, 그 중 폐는 각 부분의 고유한 특징이 있어 이를 통해 AI 알고리즘을 개발한다면 소리만으로 진단이 가능하다.


이에 개발자는 5개의 마이크가 달린 스마트 자켓을 개발 아이들의 생체 신호를 측정한 후, 이를 정량화하기 위해 신호 처리 알고리즘을 갖고 있는 매트랩을 이용했다.


이렇게 생선된 'Mama-Ope'는 3분동안만 아이가 자켓을 착용하면 폐렴 진단을 받을 수 있고 블루투스를 통해 의사에게 분석 결과를 전송 가능해 지역에 관계없이 빠르고 정확한 진단이 가능하다. 


엄 차장은 "매트랩은 식별된 신호에서 핵심 키워드를 추출, 머신러닝 알고리즘과 분류하면서 모델을 학습시킨다"며 "코드를 작성하지 않고도 앱을 사용해 데이터를 탐색하고, 예측 모델을 만들며, 영상을 분할하고, 곡선을 피팅하며 시각화를 생성할 수 있는 것이 장점"이라고 언급했다.


또 다른 사례로는 EEG 신호를 통해 뇌 컴퓨터 인터페이스(BCI)를 현실화한 것으로, 컴퓨팅 시스템을 사용해 뇌 신호를 기록하고 분석한 뒤 신체가 명령을 수행할 수 있는 신호를 만들어 기계에 보냄으로써 반응하도록 한다.


바텔의 'NeuroLife' 시스템은 뇌에 이식된 칩을 통해 뇌파를 기록하고 기계 학습알고리즘을 만들어 냈고 신호를 하나의 영상으로 전환시켜 매트랩으로 하여금 뇌의 감각 신호를 감지하고 해독하도록 했다.


그 결과, 손의 감각와 움직임이 전혀 불가능했던 환자가 BCI 시스템 의료장비를 통해 물건을 집고, 악기를 연주할 수 있는 것을 넘어서 인공 감각을 느끼게 된 것이다.


엄 차장은 "매트랩을 사용하면 데이터 수집 시스템, 카메라, EEG 시스템, 신경신호 기록 시스템, 두뇌 자극기, 이광자 현미경 등 다양한 하드웨어 기기에서, 타장비로 데이터를 스트리밍할 수 있다"고 밝혔다.


더불어 "라이브 편집기를 활용해 신경과학 데이터 스토리를 만들어 하나의 영상으로 분석이 가능하고 자동으로 신호코드 전환이 가능해 일일이 코드 수정없이 10배 이상 빠르게 학습이 가능하다"고 전달했다.


무엇보다 매스웍스는 이러한 딥러닝, 머신러닝 툴을 연구에 적극적으로 이용할 수 있도록 다양한 지원을 제공하고 있다.


그는 "매트랩 등 매스웍스의 제품은 몇 차례 사용으로도 충분히 쉽게 이용이 가능하지만 활용도를 높이기 위해 교육, 워크샵, 프로젝트 컨설팅 서비스도 제공하고 있다"고 말했다.


덧붙여 "그저 제품을 파는 회사가 아니라 더 나은 환경을 만들기 위해 노력하는 의료진, 기업들과 함께 AI 모델을 만들어가고자 한다"며 "고객 성공을 매스웍스의 성공으로 보며 최선을 다해 지지할 것"이라고 전했다.


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