가이 폴로니 박사 “독보적 이미징 처리 기술과 노이즈 감소·고속 스캔 등 적극 활용”
[의학신문·일간보사=오인규 기자] 그동안 MR 분야에서 오랫동안 제기돼 온 얼마나 빠르게 찍을 수 있을지, 얼마나 쉽게 찍을 수 있을지, 또 다양하고 방대한 정보를 어떻게 얻을 수 있을지, 그러면서도 보안성은 강화할 수 있는지에 대한 질문들에 대해 캐논메디칼이 인공지능을 결합한 혁신 기법을 선보이면 당당히 답했다.
도시바 인수를 통해 확보한 탄탄한 하드웨어 기술과 더불어 독보적 이미징 처리 기술을 바탕으로 GPS(GE·필립스·지멘스)와 치열하게 전개하고 있는 소프트웨어 경쟁서 당당히 한 발 내딛는 모습이다.
캐논메디칼 본사 MRI 사업부에서 글로벌 MRI 임상 연구지원을 담당하고 있는 가이 움베르토 폴로니 박사(Guy Umberto Poloni)는 지난달 31일 개최된 대한자기공명의과학회 국제학술대회(ICMRI) 런천 심포지엄에서 최신 MRI 임상 기법과 AI 접목 시킨 자사 기술을 세계 최초로 소개해 큰 관심을 받았다.
심포지엄을 앞두고 진행된 본지와의 인터뷰에서 그는 “캐논메디칼의 미래는 MR 장비에 지능을 추가하는 것”이라며 “의사가 원하는 퀄리티 높은 이미지를 만드는 것에 훨씬 더 친근하고 편안한 환자 경험을 더하는 것이 우리가 원하는 미래다”라고 밝혔다.
이번 강연에서 가이 박사는 △MR과 인공지능 △Deep Learning Reconstruction(DLR, 노이즈 감소 기술) △Compressed Sensing(압축센싱, 고속 스캔 기술) △Synthetic MRI 등 캐논이 개발했거나 보다 고도화 시키고 있는 기술들을 집중 조명했다. 위 기법들은 향후 2년 안에 캐논 MR 장비에 모두 도입될 예정이다.
MR 영상 획득에 필요한 샘플링과 시각적 한계 극복
MR 검사는 양질의 영상을 얻기 위해 데이터 샘플링이 많이 필요하므로 영상 획득에 시간이 오래 걸리며, 영상 화질에 영향을 미치는 조건이 다양해 최적의 촬영 조건을 결정하는 절차가 복잡하다. 이러한 한계점이 바로 캐논이 MR 장비에 인공지능을 먼저 적용하려고 하는 이유.
이를 위해 캐논메디칼은 인공지능 기계학습의 방법 중 하나로서, 인간의 신경망 모델을 기초로 한 심층 신경회로망을 이용하는 딥러닝을 통해 영상을 효과적으로 추출한다.
MR 영상 복원(Reconstruction)에 적용해 인체의 해부학적 정보와 노이즈(잡음) 특성 등을 잘 학습한 심층 신경회로망을 구현함으로써, 기존의 복원 방법으로는 충분치 못한 데이터 샘플(under-sampled data)로부터도 양질의 영상을 복원하는 기술의 개발에 이르게 된 것.
필요한 데이터 샘플의 양을 줄임으로써, 영상의 질은 크게 증가시키면서 영상 획득시간을 현저히 줄일 수 있다는 것이다. 기존의 화질을 개선하기 위한 복원 방법은 보통 여러 번의 영상을 얻어 평균값으로 영상을 구현하는 데 반해, 캐논의 AI 기술인 DLR을 활용하면 한 번의 촬영만으로 여러 번 촬영한 영상에 필적하는 화질을 얻을 수 있다.
딥러닝 기술 적용, 한정된 데이터에서도 양질의 영상 구현
차세대 기술로 주목 받는 압축센싱 역시 이미 획득된 샘플 데이터를 후처리 과정으로 이미지를 만들기 때문에 장비에 부담이 적고, 두경부 뿐만 아니라 복부·근골격계·척추 등 다양한 부위에 적용할 수 있다.
끝으로 캐논의 Synthetic MRI는 기본적인 샘플 데이터만으로 다양한 대조도 영상을 소프트웨어적으로 복원하는 기술이므로, 응급 환자에게도 MR 검사가 가능하며 검사 실패의 위험이 적다. 환자의 움직임에 따른 재검사 시 필요한 영상만 다시 얻으면 되기 때문에 효율적이다.
가이 박사는 “딥 러닝을 통해 영상의 노이즈는 줄여주면서 빠르게 영상을 얻을 수 있고 한정적인 촬영으로도 다양한 영상을 구현할 수 있는 Multi-contrast 영상 기법과 인체 내 움직이는 기관을 촬영할 때 오랜 시간이 걸려 영상의 품질이 저하되는 MR의 고질적인 문제를 극복한 고속 촬영 기술인 Compressed Sensing을 가지고 있다”고 말했다.
그는 “같은 이미지를 더 빠른 시간에 찍을 수 있고 MR의 작동 원리를 이해하는 파워컴퓨터가 제한된 컷으로도 제대로 된 이미지를 구현해 낸다”며 “이처럼 MR 분야에서 일어나는 첨단의 변화들은 장기적으로 임상 진단 및 진료에서의 의사 만족도 향상과 환자 치료의 높은 성과 그리고 비용 문제의 절감 등을 가져올 수 있다”고 덧붙였다.
“AI는 의사를 대체하지 않는다, 기존 의술을 연장하는 툴”
한편 인공지능 기술이 의사들의 생존을 위협하고 특히 영상의학과의 경우 여파가 대단히 클 수 있다는 일부 전문가들의 지적을 묻는 질문에서 그는 “환자는 의사를 찾아올 때 엄청나게 많은 의료 지표를 가져온다. 정보의 홍수 시대 속에서 기술의 발전으로 의사는 시간을 아낄 수 있고 새로운 연구와 환자들을 효율적으로 치료할 수 있다”고 답했다.
이어 “당장 우리 주머니 속 핸드폰을 봐도 모든 정보를 믿고 맡기는 삶을 우리는 살고 있다”며 “AI는 이것을 어떻게 활용할 것이에 대한 고민을 하며 접근해야지, 대체할 것이라는 생각을 하는 것은 잘못됐다. 도움을 주며 기존 의술을 연장한다고 바라봐야 한다”고 강조했다.
앞선 소프트웨어 기술을 타사 저사양 제품에 적극 도입하는 판매 전략을 구현하는 것에 대해서는 “환자에게 큰 혜택을 줄 수 있다면 못할 것이 없다”며 “단, 소프트웨어에 따라서 자체 하드웨어에만 구동되는 기술이 있기 때문에 제조업체와 민감하게 작용되는 부분들에 대해 충분한 고려가 필요하다”고 유보했다.
인터뷰를 마치며 가이 박사는 “본사와 인접해 지리적 강점이 있고 높은 의료 수준을 가지고 있는 한국은 항상 주목하고 있는 시장이며, 특정해서 전략적인 기술과 기기를 함께 연구하는 등 공동개발도 생각하고 있다”며 “영상을 구현하는 기술을 극대화하며 가상현실(Virtual Reality) 부분까지도 고려하고 있는데, 디지털 트랜스포메이션 시대에서 선두주자로 도약하는 캐논을 기대해 달라”고 자신감을 전했다.