카네기멜론대학교와 마니팔대학교 공동 연구진이 개발한 AI 시스템은 스마트폰을 이용해 자궁경부암을 진단하는 혁신적인 기술입니다. 이 기술은 의료 시설이 부족한 지역의 의료 불평등 해소에 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있습니다.
스마트폰 자궁경부암 진단 방법과 과정
이 시스템은 ‘아세트산 육안검사(VIA)’라는 기존의 검사법을 AI로 자동화한 방식입니다. VIA는 자궁경부에 식초(아세트산)를 바른 후 이상이 있는 부위가 하얗게 변하는 것을 눈으로 확인하는 방법입니다.
새로운 AI 시스템의 진단 과정은 다음과 같습니다.
- 사진 촬영: 보건 요원이 전용 기기인 ‘사키-마니팔’에 장착된 스마트폰으로 자궁경부 사진을 촬영합니다.
- AI 모델 분석 (2단계):
- 1단계 (EfficientDet-Lite3): 첫 번째 AI 모델이 사진에서 자궁경부의 위치를 정확하게 찾아냅니다.
- 2단계 (MobileNetV2): 두 번째 AI 모델이 자궁경부 사진에서 암 또는 전암 상태의 병변이 있는지 분석하여 결과를 판독합니다.
- 결과 즉시 확인: AI 분석이 완료되면 스마트폰 화면을 통해 검사 결과를 바로 확인할 수 있습니다.
이 모든 과정은 인터넷 연결 없이도 가능하며, 환자 정보 보안을 위해 와이파이 기능은 꺼져 있습니다. 또한, 시스템에 사용된 AI 모델은 4.3MB와 0.7MB로 매우 가벼워 일반 스마트폰에서도 빠르게 작동합니다.
뛰어난 정확도와 기존 검사와의 차이점
이 AI 시스템은 기존의 자궁경부암 검사보다 훨씬 높은 정확도를 보여줍니다.
- 뛰어난 정확도: 143장의 테스트 사진으로 성능을 검증한 결과, 98.24%의 높은 암 발견율(민감도)을 기록했습니다. 이는 널리 사용되는 ‘팝 스미어’ 검사의 암 발견율(55.5~80%)이나 HPV 검사(95%)보다 훨씬 뛰어난 수치입니다.
기존 검사와의 차이점:
- 현장 검사: 팝 스미어나 HPV 검사는 검체를 채취해 실험실로 보내야 하므로 결과를 확인하는 데 시간이 오래 걸립니다. 하지만 이 AI 시스템은 현장에서 즉시 결과를 확인할 수 있습니다.
- 비용 및 접근성: HPV 검사는 비용이 비싸고 실험실 시설이 필요하지만, 이 AI 시스템은 저렴하고 간단한 교육을 받은 보건요원도 사용할 수 있어 의료 접근성이 낮은 지역에 특히 유용합니다.
- 결과 신뢰도: 암 발견율은 매우 높지만, 정상인데 이상으로 판정하는 위양성(false positive) 판정률이 11.63%로 나타났습니다. 따라서 양성 판정이 나오면 정밀한 추가 검사가 필요할 수 있습니다.
전용기기 ‘사키-마니팔’과 활용 방안
연구진은 이 AI 시스템을 효율적으로 사용할 수 있도록 ‘사키-마니팔(Sakhi-Manipal)’이라는 이름의 전용 기기를 개발했습니다.
- 휴대성과 기능: 이 기기는 스마트폰에 장착하여 사진 촬영이 가능하도록 설계되었으며, 길이 15.9cm, 무게 198g으로 휴대하기 편리합니다.
두 가지 모드:
- 초보자 모드: 사진 촬영 후 AI가 자동으로 분석하여 결과를 보여줍니다. 의료 전문 지식이 부족한 보건요원이 사용하기에 적합합니다.
- 전문가 모드: 의사가 직접 진단을 입력한 후 AI 결과와 비교할 수 있어 진단 보조 도구로 활용할 수 있습니다. 환자 기록을 저장하여 원격으로 전문가의 자문을 구하는 용도로도 사용 가능합니다.
- 활용 계획: 이 기술은 의료 시설이 부족한 저소득 국가의 농촌 지역에 우선적으로 보급될 예정입니다. 세계보건기구(WHO)의 ‘모든 여성이 평생 두 번 이상 자궁경부암 검진 받기’ 목표 달성에 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다.
의료 격차 해소의 희망
카네기멜론대학교와 마니팔대학교의 AI 시스템은 저렴한 비용으로 높은 정확도의 자궁경부암 검진을 가능하게 함으로써 의료 격차 해소의 중요한 돌파구가 될 것입니다.
특히 의료진 부족으로 고통받는 오지 지역의 여성들에게 스마트폰만으로 조기 진단과 치료의 기회를 제공하여, 자궁경부암으로 인한 사망률을 획기적으로 낮출 것으로 기대됩니다.