이스라엘 최대의 민간 의료센터가 치료에 도움이 될 AI 솔루션을 실제 헬스케어 워크플로우에 적용하고자 스타트업, 연구자들과 힘을 합치고 있습니다.
총 8개의 센터에 150만 명 이상의 환자를 보유한 아슈타메디컬센터(Assuta Medical Centers)는 매년 10만 건이 넘는 수술과 80만 건 이상의 영상 검사, 수십만 건에 달하는 건강 진단과 치료를 실시하는데요. 그 결과 만들어지는 방대한 분량의 비식별 데이터는 아슈타의 혁신 조직으로 작년에 출범한 뒤 NVIDIA와 협업을 이어가고 있는 라이즈(RISE)를 통해 20개가 넘는 스타트업들과 안전히 공유되죠.
그 중에서도 Ai닥(Aidoc)은 두개내출혈 등 치명적인 문제의 발생과 관련한 AI 기반 인사이트를 환자의 스캔에서 신속히 도출해 의료기사에게 경고하도록 돕고 있습니다. 또한 리노 헬스(Rhino Health)는 NVIDIA FLARE 기반 연합 학습(federated learning)을 통해 아슈타의 협력사들이 전세계 병원의 다양한 의료 데이터세트에 바탕을 둔 AI의 발전상에 보다 쉽게 접근하도록 해줍니다.
이 두 기업 모두 NVIDIA Inception의 회원사입니다. NVIDIA Inception은 최첨단 스타트업에게 시장 진출 기회와 전문성, 테크놀로지를 제공하는 글로벌 프로그램입니다.
라이즈의 대니얼 라비나(Daniel Rabina) 혁신 책임자는 아슈타가 현재 구축 중인 허브가 “이미지 분석과 방사선학, 병리학, 유전체학 등 데이터 집약적 연산에 활용할 새로운 AI 테크놀로지를 개발, 검증, 배포하는 혁신가들에게 인프라가 되어줄 것”이라고 설명합니다. “여러 기업과 연구소, 병원, 대학과 협업하면서 환자의 데이터 프라이버시 또한 보호가 가능한 시스템이 우리의 목표입니다.”
AI의 개발과 검증, 배포를 지원하고자 아슈타는 NVIDIA DGX A100 시스템을 온프레미스 환경에 설치하는 한편, NVIDIA Clara Holoscan 플랫폼과 더불어 헬스케어 이미징을 위한 MONAI, 연합 학습을 위한 NVIDIA FLARE 등의 소프트웨어 라이브러리를 도입했습니다.
NVIDIA와 라이즈는 엄선된 이스라엘 기업들과 디지털 컴퓨팅 헬스 솔루션을 개발 중인 신생 스타트업들을 미국 시장에 소개하는 프로그램인 라이즈 위드 유에스(RISE with US)를 공동으로 진행하고 있습니다.
위급한 사례에 검토용 플래그 표시하는 Ai닥
미국 뉴욕과 이스라엘에 각각 본사와 연구소를 두고 있는 Ai닥은 영상 스캔에서 뇌출혈과 폐색전, 뇌졸중 등의 급성 질환을 짚어내는 기능으로 FDA의 인가를 받은 AI 솔루션들을 개발해왔습니다.
2016년에 이스라엘 방위군의 퇴역 군인들이 설립한 이 스타트업이 그간 배포한 AI는 미국과 유럽, 이스라엘 등지의 1,000곳이 넘는 의료 시설에서 수백만 건의 환자 사례를 분석하는 데 활용됐죠.
Ai닥의 알고리즘들은 전세계 방사선 전문의들이 사용하는 PACS 이미징 워크플로우에 완벽히 통합됩니다. 백그라운드에서 실행되면서 각 영상 자료를 분석하고 위급한 발견을 표시해 치명적으로 발전할 가능성이 있는 문제들을 방사선 전문의가 다시 검토할 수 있게 해줍니다.
Ai닥의 툴을 활용하면 사례 분석에 드는 시간을 아껴 더 많은 환자를 치료할 수 있으므로 전세계적 현상으로 대두 중인 방사선 전문의 부족 문제가 완화됩니다. 또한 중증화 가능 사례를 우선순위로 올리는 AI를 통해 중요한 발견들을 보다 조기에 파악하고 치료 결과를 개선할 수도 있습니다.
Ai닥은 AI의 훈련과 추론에 아마존 웹 서비스(AWS) 클라우드와 NVIDIA Tensor Core GPU를 활용합니다. NVIDIA GPU를 선택한 덕분에 모델의 훈련 시간을 수일에서 수시간으로 크게 줄일 수 있었습니다.
아슈타 의료센터가 즉각적으로 경험한 효과
아슈타는 응급 환자의 치료 대신 일상적 검사 위주의 선택 진료를 실시하는 민간 병원임에도 Ai닥의 솔루션을 도입했습니다. 연간 20만 건에 달하는 CT 검사 중에서 시급한 관심을 요하는 중요 사례들을 의료기사가 신속히 발견하도록 돕기 위해서죠.
방사선 스캔이 급하지 않은 사례라면 담당의의 검토까지 수일이 걸릴 수 있습니다. Ai닥은 의료기사가 스캔을 캡처하는 즉시 관련 사례를 식별해 담당의의 검토까지 소요되는 수일을 수분으로 단축합니다.
아슈타 의료센터에서 긴급한 문제가 주로 발견되는 대상은 암환자나 최근 수술을 받고 후속 스캔을 진행하는 환자들입니다. 이 과정에 Ai닥의 AI 툴이 활용돼 두개내출혈과 두 종류의 폐색전을 감지합니다.
아슈타에서 의료 이미징과 라이즈를 책임지고 있는 미갈 귄디(Michal Guindy) 박사는 “효과는 즉각적이었습니다”라고 평가합니다. “아슈타에 Ai닥을 설치하고 며칠 뒤에 뇌수술의 후속 스캔을 받으러 내원한 환자가 두개내출혈을 일으켰습니다. Ai닥이 추가 검토 요망 플래그를 달아 의료기사에게 경고한 덕분에 당시 귀가 중이던 환자를 다시 호출하고 즉시 입원시켜 치료할 수 있었습니다.”
연합 학습으로 협업 장려하는 리노 헬스
AI 모델들을 실제 환경에 본격적으로 배포하는 작업에 더해 아슈타는 새로운 의료 AI 솔루션을 개발, 검증, 인증하는 혁신가들의 지원에도 힘씁니다. 자체 데이터를 이들과 공유하는 한편, 리노 헬스의 연합 학습도 활용하고 있죠.
아슈타는 수백만 건의 방사선 촬영 자료들을 디지털화해놓고 있습니다. AI 모델의 훈련과 인증에 필요한 강력하고 다채로운 데이터세트가 필요한 연구자나 스타트업에게 이는 아주 바람직한 리소스죠. 하지만 데이터 프라이버시 보호를 위해 환자 정보는 아슈타 같은 의료센터의 방화벽 밖으로 나가지 않는 게 안전합니다.
라비나는 “의료진의 사용을 목표로 개발되는 AI 모델들에게 데이터의 다양성은 필수 요소입니다. 최적의 컴퓨팅 리소스가 없다면 데이터의 마법을 실현하는 일도 무척 힘들어질 겁니다”라고 말합니다. “이 문제의 해결을 위해 NVIDIA와 리노 헬스가 함께 지원하는 연합 학습이 필요합니다.”
연합 학습 덕분에 기업과 헬스케어 기관, 대학들은 여러 기관의 데이터세트를 오가며 AI를 훈련, 검증하면서도 각자의 데이터 프라이버시를 보호할 수 있습니다. 리노 헬스는 NVIDIA AI Enterprise 소프트웨어 제품군을 통해 지원되는 중립 플랫폼을 제공하고, 클라우드의 NVIDIA A100 GPU와 NVIDIA FLARE 연합 학습 프레임워크를 기반으로 안전한 협업을 보장합니다.
리노 헬스와 함께 아슈타 의료센터는 전세계 병원에서 통용될 AI 모델의 개발을 돕고 있습니다. 그 결과 만들어질 알고리즘들은 보다 쉬운 일반화가 가능해 다양한 환자 집단에서 더욱 정확히 실행될 수 있을 것으로 기대를 모읍니다.
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