현대 의학의 눈부신 발전에도 불구하고 매년 최대 250,000만 명의 미국인이 의료 과실로 사망하고 있습니다. 이는 자동차 사고로 사망한 사람의 6배 이상이죠.
AI 전문가 페이페이 리(Fei-Fei Li)에 따르면, 스마트 병원 AI는 컴퓨터 비전 기반 운전자 지원 시스템이 도로 안전을 개선할 수 있는 것처럼 의료 분야의 사망 사고 중 일부를 방지하는 데 도움이 될 수 있다고 합니다.
스탠포드대학 컴퓨터 사이언스 교수이자 인간중심 인공지능연구소(HAI)의 공동 소장인 리 교수는 지난 11월 NVIDIA GTC 강연에서 수술 기구 누락, 약물 오처방 또는 임상의가 없을 때의 환자 안전 문제 등의 “사고를 피하기 위해 세워진 프로토콜에도 불구하고 의도하지 않은 모든 종류의 실수가 발생할 수 있습니다. 인간은 아직 인간이기 때문입니다”라고 말했습니다.
리 교수는 의료 분야에 스마트 센서와 머신 러닝 알고리즘을 적용함으로써 임상의가 의료 오류를 줄이고 더 나은 환자 치료를 제공하는 데 도움이 될 수 있다고 말했습니다.
리 교수는 센서 데이터로 “우리가 감지하는 것을 이해해야 합니다. 이는 감지된 데이터를 환자의 안전을 보장하는 데 매우 중요한 의학 통찰력으로 전환할 수 있는 머신 러닝과 딥 러닝 알고리즘을 제공합니다”라고 말했죠.
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임상의에게 생활환경지능을 제공하는 센서 솔루션
의료 서비스를 위한 AI에 대한 리 교수의 관심은 10년 전 그녀가 아픈 부모를 돌볼 때 시작됐습니다.
리 교수는 “중환자실과 병실, 그리고 집에서도 가족을 돌보는 시간을 더 많이 보낼수록 자율주행 기술과 의료 서비스의 유사점을 더 많이 알게 됐습니다”라고 말했죠.
네이처(Nature)지에 실린 센서 기반 ‘생활환경지능(Ambient Intelligence)’에 대한 그녀의 비전은 병원과 가정 모두에 적용되는데요. 수술실은 물론 만성 질환자의 일상 생활 공간에 대한 통찰력을 제공합니다.
예를 들어, 중환자는 회복을 돕기 위해 어느 정도의 움직임이 필요합니다. 환자가 적절한 양의 이동성을 얻을 수 있도록, 연구원들은 중환자 치료 중에 환자의 움직임을 자동으로 태깅하고 이동성 수준을 이해하는 스마트 센서 시스템을 개발하고 있습니다.
또 다른 프로젝트에서는 깊이 센서와 컨볼루션 신경망(CNN)을 사용하여 임상의가 병실에 들어가고 나갈 때 손 소독제를 적절하게 사용하고 있는지 확인했습니다.
병원을 넘어서, 전 세계 인구가 계속 고령화됨에 따라 웨어러블 센서는 이동성, 수면, 복약 준수를 모니터링하여 노인이 건강하게 나이를 먹을 수 있도록 도울 수 있습니다.
리 교수는 다음 과제는 더 복잡한 인간의 움직임을 분류하기 위해 컴퓨터 비전을 발전시키는 것이라고 말했는데요.
리 교수는 “걷고 자는 것과 같은 큰 움직임에 만족하지 않습니다. 임상적으로 더 중요한 것은 세분화된 활동입니다”라고 말했습니다.
환자, 간병인의 개인정보 보호
리 교수는 스마트 병원 기술을 설계할 때 개발자가 환자, 임상의, 간병인의 개인정보 보호와 보안을 우선시하는 것이 중요하다고 말했습니다.
그녀는 “컴퓨터 비전의 관점에서 인간 신호와 관련하여 블러링과 마스킹이 점점 더 중요해지고 있습니다. 이는 개인의 정보와 신원이 실수로 유출되는 것을 방지하는 정말 중요한 방법입니다”라고 말했죠
리 교수는 데이터 프라이버시 분야에서 연합 학습(federated learning)은 기밀 정보를 보호하는 또 다른 유망한 솔루션이라고 말했습니다.
그녀는 의료용 AI를 개발하는 과정 전반에 걸쳐 개발자들이 협업 환경에서 환자, 임상의, 생명윤리학자, 정부 기관을 포함하는 다중 이해관계자 접근법을 취해야 한다고 말했는데요.
“결국 의료는 인간이 인간을 돌보는 일입니다. 이 기술은 간병인이나 가족을 대체하거나 간호사와 의사를 대체해서는 안 됩니다. 인간성을 강화하고 향상시키며 환자에게 더 많은 존엄성을 돌려주기 위한 기술이죠.”
전체 강연은 NVIDIA 온디맨드에서 시청할 수 있으며, 이번 3월에 개최되는 GTC에 등록하여 최신 AI, 의료 서비스에 대해 알아보세요.