광기술, AI와 만나 차세대 의료 영상 진단 기술 선보인다

[산업일보]
빛을 생성하고 수집해 활용하는 광(光)기술은 AI와 레이저, 핵융합, 광음향 등 다양한 산업 분야와의 융복합을 통해 의료에서부터 에너지, 국방 등 국가 핵심 전략산업의 혁신을 이끌어내는 핵심 기술로 부상하고 있다.

7일 국회에서 열린 ‘첨단 광기술과 미래 혁신 국회 토론회’는 이러한 광기술에 현 주소와 미래 지향점을 살펴보고 어떤 형태의 지원이 이뤄져야 할지를 논의하기 위해 마련됐다.

이날 발제자로 나선 DGIST(대구경북과학기술원) 황재윤 교수는 광기술과 인공지능(AI)을 융합한 차세대 의료 영상 진단 기술을 공개했다.

‘광/초음파 융합 기술과 미래 의료환경에서의 발전 방향’이라는 주제로 발표를 진행한 황 교수는 “광-초음파 융합 영상 기술은 갑상선암, 유방암, 전립선암, 림프절 전이 등 다양한 암 진단에 적용할 수 있다”라며 “특히 혈관 분포가 많은 갑상선암의 경우 초음파와 광음향 영상을 동시에 활용해 진단 정확도를 크게 높일 수 있다”라고 말했다.

황 교수는 이 자리에서 자신의 연구팀과 함께 광영상의 가장 큰 한계였던 조직 깊숙한 곳의 영상화 문제를 해결하기 위해 세계 최초로 '초음파 유도 광 투명화 기술'의 개발에 성공한 사례를 소개하면서 “빛의 산란 현상을 초음파로 줄이는 이 기술을 공초점 현미경에 적용한 결과, 450마이크로미터 깊이에서 고해상도 영상을 획득할 수 있었다”라고 언급했다.

또한 기존에 분리돼 있던 레이저 이동 경로와 초음파 영상화 경로를 통합할 수 있는 투명 트랜스듀서를 개발해 시스템 소형화도 구현했다고 설명했다.

특히 황 교수는 AI와 광기술의 접목에 주목했다. “AI 기반 신호 처리 기술로 광영상의 심한 노이즈를 개선해 깨끗한 영상을 얻었고, 저주파 초음파 영상을 실시간 도메인 최적화 AI 기술로 고해상도 영상으로 변환할 수 있었다”고 말했다.

황 교수는 “'m3n'이라는 새로운 AI 네트워크를 개발해 기존 시스템의 노이즈를 제거하고 3차원 영상 복원 정확도를 획기적으로 높였다”라며, “이를 통해 AI 적용 전에는 거의 보이지 않던 마이크로비드 물체가 AI 적용 후 선명한 3차원 영상으로 복원됐다”라고 강조했다.

모바일 피부 진단 플랫폼에서는 멀티모드 영상 분석 AI 네트워크를 개발해 건선과 지루성 피부염 분류 정확도를 기존 머신러닝 기법 대비 20% 향상시켰다.

“스마트폰 기반 모바일 피부 진단 플랫폼을 통해 광학 영상 기술을 스마트폰에 탑재하고 AI 분석 앱과 연동해 피부 질환을 진단할 수 있다”고 말한 황 교수는 "광기술과 AI 기술의 융합이 궁극적으로 인간 질환의 진단 정확도를 획기적으로 높일 것"이라고 기대감을 드러냈다.