슈퍼컴퓨터 기반 유방암 정밀 진단시대 열린다
슈퍼컴퓨터 기반 유방암 정밀 진단시대 열린다
QUSTom 프로젝트, MRI 한계 극복 새로운 진단 알고리즘 개발 중

기존의 초음파 검사에서 불가능했던 정확성과 편의성 즉각 제공

혁신적 솔루션 상용화될 경우, 유방암 등 종양성 질병 정밀 진단
  • 임도이
  • admin@hkn24.com
  • 승인 2022.06.27 00:02
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[헬스코리아뉴스 / 임도이] 머지않아 슈퍼컴퓨터에 기반한 유방암 진단 기술이 상용화될 것으로 기대를 모으고 있다. 지금보다 훨씬 정확도가 높은 진단기술이라는 점에서 유방암 사망률 감소에도 크게 기여할 것이란 전망이 나온다. 

한국산업기술연구원(KIAT)의 ‘글로벌 산업정책·기술·시장동향’(슈퍼컴퓨터 기반 유방암 진단 기술) 보고서에 따르면 스페인에 위치한 바르셀로나 슈퍼컴퓨팅 센터(BSC)는 다수의 유럽 파트너들과 함께 의료 진단을 목적으로 X선을 사용하는 현재의 유방암 진단 기술을 보완하거나 대체할 수 있는 기술을 개발 중이다.

전 세계에서 가장 흔히 나타나는 질병 중 하나인 유방암은 2020년 기준 약 230만 명에게 발생했고 같은 해 사망자는 약 7만 명으로 집계됐다.

유방암은 암종 중 진단 5년 후 생존율이 90%라는 점을 고려하면 조기 발견은 매우 중요하다. 조기 발견을 위해 가장 보편적으로 사용하는 방법은 유방 조영술로 지금까지 수백만 명의 생명을 구했다고 할 수 있을 만큼 가장 유효한 기술로 인정받고 있다.

그러나 조영제 사용에 대한 거부감이나 알레르기 반응이 있거나, 임산부와 같은 경우 MRI 사용이 매우 제한적이다. 또한 발병 초기 단계에서 미세한 차이로 발견되지 못하는 종양이나 위양성에 대한 우려도 늘 존재하기 때문에 이를 보완해야 할 필요성이 제기되고 있다.

따라서 유방암 조기 진단을 위해서는 환자에게 다양한 선택지를 제공할 수 있어야 한다.

유럽연합(EU)이 지원하는 QUSTom(Quantitative Ultrasound Stochastic Tomography, 정량적 초음파 확률적 단층촬영) 프로젝트는 기존의 MRI 기법이 아닌 초음파를 활용하면서도 향상된 품질의 결과를 도출할 수 있는 알고리즘 개발을 시도하고 있다.

초음파를 통해 얻어 낸 특정 신체 조직의 영상과 이를 해석한 정보의 정확성을 픽셀 단위로 파악할 수 있는 기법을 제안하고 있다는 점에서 획기적이다.

또한 기존의 유방 초음파 검사에서는 불가능했던 다중 모드 영상 및 이미지 투사 결과물을 조합해 재구성한 3D 영상을 만들어 낼 수 있다. 이러한 장점은 의료 현장에서 높은 정확성과 편의성을 즉각적으로 제공할 수 있다는 점에서 주목된다.

이 프로젝트는 바르셀로나 슈퍼컴퓨팅 센터가 기존에 수행해 오던 지질 분석 프로젝트에서 성능이 충분히 입증된 알고리즘으로부터 영감을 받아 시작됐다는 점에서도 특별하다.

연구팀은 구체적인 구현을 위해 다음과 같은 4개 목표를 제시했다. △첫째, 전체 조리개(Full-Aperture)형 3D 초음파 데이터수집 디바이스 개발 △둘째, 시뮬레이션 기반 정량화 이미징 알고리즘 강화 △셋째, 알고리즘 기반 고성능 컴퓨팅 가속 기법 개발 △넷째, 정량화된 이미지에 대한 효율적인 불확실성 추정 기법 개발이다. 

이 프로젝트에는 다양한 기능 구현과 성능 테스트를 위해 유럽 내 파트너 기관들이 참여하고 있다. 바르셀로나 슈퍼컴퓨팅 센터 외에도 독일 카를스루에 공과대학교(Institut de technologie de Karlsruhe), 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London) 및 분사 창업한 Frontwave Imaging와 Actur가 프로젝트 파트너로 참여하고 있다.

연구팀이 개발한 이미지를 의료 현장에서 사용하는 시나리오를 가정, 이를 이해하고 평가하는 과정은 바르셀로나 발데브론 병원(Val d'Hebron Hospital)의 여성 방사선과 내 유방 영상 전문의 팀이 전담할 예정이다.

이 프로젝트에서 개발된 혁신적 솔루션이 상용화될 경우, 각급 병원에서는 방사선을 사용하지 않고도 유방암을 포함한 종양성 질병을 정밀하게 진단할 수 있다.

인체에 부담이나 위험이 없다는 점, 그리고 고품질의 진단용 이미지를 획득할 수 있기 때문에 종양 등을 더 손쉽게 발견할 수 있다는 점에서도 매우 혁신적인 솔루션으로 평가될 전망이다.

장기적으로는 슈퍼컴퓨팅과 인공지능 기술을 기반으로 한 의료진단의 수준을 한 층 향상해 다른 질병에도 적용할 수 있는 계기가 될 것으로 기대된다.

QUSTom은 EU의 호라이즌 유럽(Horizon Europe) 프로그램을 기반으로 추진 중인 유럽혁신위원회(European Innovation Council)의 패스파인더 오픈(Pathfinder Open) 프로그램에 선정된 바 있으며, 2년에 걸쳐 274만 4300유로(한화 약 37억 4830만원)가 이 프로그램에 지원 됐다.


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