여러분이 다음에 치과에 가게 된다면 인공지능(AI)을 맛보게 될지도 모릅니다.
미국 웨스트 헐리우드(West Hollywood)의 스타트업인 펄(Pearl)은 치과 사진에 특화된 AI를 제공해 진단에 도움을 줍니다. 이 기술은 지난 3월 FDA 허가를 받으면서 치의학 AI 분야에 대해 승인을 받은 첫 사례가 됐죠.
이번 승인으로 치의학 AI 기술이 미국 전역의 병원에서 사용될 수 있는 길이 열렸습니다!
펄의 공동 설립자이자 CEO인 오피르 탄즈(Ophir Tanz)는 “치과 분야에서는 정말 처음 있는 일이지만, 우리는 전 세계적으로 50개 국가에서 그와 유사한 규제 승인도 받게 됐습니다”라고 말했습니다.
클라우드에서 서비스로 이용할 수 있는 펄의 소프트웨어 플랫폼으로 치과의사들은 X선 검사를 실시간으로 실행할 수 있습니다. 그런 다음 AI가 찾아낸 것을 검토하고 환자와 공유하여, 충분히 정보를 제공받은 치과의사와 환자는 진단과 치료 계획에 대해서 논의를 활발하게 할 수 있는 것이죠.
이런 기술 이면에는 펄이 개발한 NVIDIA GPU 기반 합성곱 신경망(convolutional neural networks)은 충치는 물론, 금이 간 치아 크라운이나 치근관이 필요한 치근 농양과 같은 다른 여러 치아 문제를 발견할 수 있습니다.
펄의 AI는 치과 진단 결과를 제공합니다. 이 스타트업의 FDA 애플리케이션은 병리학적 이상증후와 다른 치아 문제 발견율이 펄의 AI가 일반적인 치과 의사보다 평균 36% 더 높다는 것을 보여줬습니다. 탄즈는 “치과에서는 병리적 현상을 놓치는 일이 아주 흔하고 일상적으로 발생하기 때문에 이런 기술은 중요합니다”라고 말했죠.
이 기업 제품에는 치과 의사가 환자 데이터에서 AI를 실행해 누락된 진단과 치료 기회를 발견할 수 있도록 하는 프랙티스 인텔리전스(Practice Intelligence)가 포함돼 있는데요. 또한 펄 프로텍트(Pearl Protect)는 치과 보험 사기, 폐기물, 과잉 진료 여부를 확인하는 데 도움을 줄 수 있으며, 클레임 리뷰(Claims Review)는 자동화된 청구권 검사 기능을 제공합니다.
2019년에 설립된 펄은 NVIDIA DLI 과정, NVIDIA 개발자 포럼과 기술 워크샵에 액세스할 수 있는 NVIDIA Inception 스타트업 프로그램의 회원사입니다.
치의료 AI의 부상
치과의사의 아들로 자란 탄즈는 펄을 설립하게 된 이야기를 합니다. 그는 자신의 치과의사를 방문하게 된 이야기를 나누다가 치과 방사선학을 위한 AI를 개발하기로 결정했습니다. 이 아이디어를 아주 마음에 들어 했던 한 파트너가 공동 설립자로 뛰어들게 되죠.
(좌측부터) 펄의 공동 창립자 캠브런 카터(Cambron Carter), 카일 스탠리(Kyle Stanley), 오피르 탄즈(Ophir Tanz)
상황별 광고 향상을 위한 이미지, 비디오, 텍스트를 분석하는 AI를 위한 테크 유니콘 GumGum을 설립했던 탄즈에게 현재 펄의 CTO겸 공동 설립자인 GumGum 동료 캠브론 카터가 합류했습니다. 펄의 공동 설립자이자 최고 임상 책임자인 치과의사 카일 스탠리는 풍부한 임상 경험을 제공하며 3인방을 만들어냈죠.
펄의 설립자들은 치과에서 흔히 다뤄지는 많은 양상들을 목표로 삼았습니다. 문제를 파악하기 위해 클라우드의 NVIDIA V100 Tensor Core GPU에서 실행되는 자체 CNN 모델을 훈련하는 데 도움이 되는 이미지 100만개 이상에 레이블을 붙였죠. 그전에는 로컬 NVIDIA 기반 워크스테이션에서 프로토타입을 제작했습니다.
펄의 시스템이 치과의사의 실시간 및 과거의 방사선 데이터와 동기화되는 클라우드 기반 GPU에서 추론이 수행됩니다. 카터는 “치과 분야에서는 여전히 클라우드로의 전환이 진행 중이며, 이제 우리는 클라우드에 AI를 도입하고 있습니다. 우리는 치과 분야의 미래를 발전시킬 기술 물결을 대변하고 있습니다”라고 말했습니다.
카터는 FDA 승인을 받는 일이 결코 쉽지 않았다고 전했습니다. 광범위한 임상 시험을 완료해야 했죠. 펄은 수천 개의 엑스레이와 80명 이상의 전문 치과의사와 방사선 전문의가 관련한 네 가지 연구를 제출했습니다.
진단을 위한 두 번째 의견 얻기
펄은 방사선 촬영에서 질병을 발견하는 것을 돕기 위해 세컨드 오피니언(Second Opinion)이라는 제품을 치과의사에게 제공합니다. 탄즈에 따르면 세컨드 오피니언은 수십 가지의 질환을 확인해 치과의사의 소견을 검증하는 데 도움을 준다고 합니다.
탄즈는 “치과 진료에서 AI 기반으로 병리 진단과 질병 발견이 가능한 기업은 세계에서 우리 기업이 유일합니다. 우리는 훨씬 더 포괄적인 진단을 추구합니다. 그리고 이것은 일반 의사들을 위한 진단 도구가 되어줄 것입니다”라고 말합니다.
세컨드 오피니언은 병원에 자리를 잡아가고 있습니다. 미국 동해안 전역에 60여 개 사무소가 있는 세이지 덴탈(Sage Dental)이 고객사입니다. 그 지역에 60개 이상의 사무실을 가진 덴탈 365(Dental 365)도 고객사입니다.
세이지의 최고 임상 책임자인 신디 로크(Cindy Roark)는 “세컨드 오피니언은 치의학의 미래를 위한 매우 중요한 도구입니다. 치과 분야에는 아주 오랫동안 일관성이 필요했습니다. 진단에 변수가 많은데, 그런 변수때문에 환자들의 혼란과 불신을 불러일으킵니다”라고 말했습니다.
의사와 환자 간의 관계 강화
치과의사들은 환자들이 의자에 앉아 있는 동안 엑스레이를 검토하면서 진행되는 모든 문제점들을 지적합니다. 진단 경험이 많은 치과의사라도 대부분의 치료 계획의 기초가 되는 그레이스케일(grayscale) 이미지를 이해하는 일은 어려울 수 있는데요. 그런 일은 여러 환자들 사이에서 바쁘게 하루를 보내며 집중을 요하는 여러 일들 때문에 더욱 까다로울 수 있죠.
환자들에게 건강한 치아 구조와 건강하지 않은 치아 구조를 분리하는 엑스레이의 애매한 눈금을 이해하는 일은 훨씬 더 어렵습니다.
그러나 AI 지원 이미지를 통해 치과의사들은 간단하고 쉽게 이해 가능한 바운딩 박스(bounding box)로 관심 영역을 제시할 수 있는데요. 이는 환자들에게 엑스레이에서 일어나고 있는 일을 정확히 알려주면서 훨씬 더 명확한 정보를 제공하는 동시에 치료 계획이 합리적인 기반에 입각하도록 보장합니다.
스탠리(Stanley) 박사는 “이제 우리는 환자들의 정보를 아주 정교하게 시각화하여 논의하고 이야기할 있게 되어 우리의 치아를 제대로 파악할 수 있게 된 것입니다”라고 말했습니다.