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응급실(emergency department)에서 코로나-19 환자를 치료하는 데 도움이 될 수 있는 인공지능 도구(AI tool)

과학기술발전

등록일  2021.05.28

조회수  30

한 연구에 따르면, 새로운 인공지능 도구(AI tool)는 코로나-19 환자가 96시간 내에 악화될 것이라고 최대 80%의 정확도로 예측했다.

 

이 도구의 예비 버전은 코로나-19 대유행의 첫 번째 물결 동안 응급실(emergency department)에서 시험하였으며, 실시간으로 정확한 예측을 도출하여 일선 의사들이 환자를 치료하는 데 도움을 줄 수 있는 가능성을 보여주었다.

 

아랍에미레이트(UAE)에 있는 뉴욕 대학교 아부다비(NYU Abu Dhabi)의 파라 샤무트 박사(Dr. Farah Shamout)는 로이터헬스(Reuters Health)와의 서신(E-mail)에서 "멀티-모달 시스템(multi-modal system)*은 환자의 임상 변수와 흉부 X-ray를 사용하며, 가장 최근의 데이터를 사용하여 계산했을 때 전반적으로 가장 예측이 정확하고 환자의 상태를 잘 나타낸다"고 말했다.

*멀티-모달 시스템(multi-modal system) : 다양한 입력 요소를 통해 상호간 통신하는 인간 중심형 인터페이스 기술

 

"따라서, 응급의학과 의사는 간호사에게 환자의 활력 징후(vital sign, 사람이 살아 있음을 보여주는 호흡, 체온, 심장 박동 등의 측정치)와 혈액 검사를 시행할 수 있게 하고, 영상의학과 의사들은 새로운 흉부 X-ray를 수집하여 업데이트 된 예측을 하도록 할 수 있다"라고 파라 샤무트 박사는 말했다.

 

데이터가 수집되면 악화 예측 점수(deterioration prediction score)가 자동으로 계산된다. 더 나아가 파라 샤무트 박사는 다른 질병을 가진 환자들의 질병 악화를 예측하기 위해서 모델을 미세 조정하는 것도 쉽고 가능하다고 말했다.

 

npj Digital Medicine 저널에 발표된 바와 같이, 연구팀은 SARS-Co-V-2에 감염된 2,943명 중증 환자의 5,224개 데이터를 AI 예후 시스템에 훈련시켰다. 이 데이터에는 인구 통계, 활력 징후, 진단검사 결과(lab results)와 같은 임상 변수도 포함되었다. 또한 수학적 모델에 인공호흡기(mechanical ventilation) 사용의 필요성과 각 환자의 생존(환자 2,405) 또는 사망(538) 여부도 포함되었다.

 

시스템을 이용하여 96시간 이내에 환자의 질병 악화(: 인공호흡기 사용)를 예측할 때, 5명 중 4명에 대해 정확하게 악화를 예측하였다.

 

코로나-19 대유행 초기에 뉴욕대학교 병원에 예비 버전의 도구를 실제로 배치한 것은 실시간으로 정확한 예측을 생산할 수 있음을 보여준다.

 

샤무트 박사는 "우리는 현재 시스템이 임상 현장에서 잘 수행되고, 모델 개발 동안 발견하지 못한 환자 군에도 일반화될 수 있도록 시스템에 대해 사전(事前) 검증 및 외부 검증을 분석하는 데 관심이 있다"고 말했다.

 

이 모델은 https://github.com/nyukat/COVID-19_prognosis 사이트의 연구 커뮤니티에 공개되었다.

 

샌디에이고 캘리포니아 대학(UCSD)의 증강 이미징/인공지능 데이터 분석 연구소 소장인 알버트 샤오 박사(Dr. Albert Hsiao)는 로이터헬스(Reuters Health)와의 서신(E-mail)에서 이 작업은 흥미롭고, UCSD Health에서 비슷한 시스템을 구현하고 있는 우리의 일부 작업과 아주 유사하다. 나는 환자들에게 x-ray가 중요하며, AI 알고리즘이 코로나-19 환자를 분류하는 데 유용하다는 저자들의 의견에 동의한다고 밝혔다.

 

그는 우리 연구에서도 응급의학과 의사들이 임상 현장에서 우리의 알고리즘을 사용하는 것에 대해 어떻게 느꼈는지 평가하고, 어떤 이점이 있는지 확인했다라고 말하면서 응급의학과 환자의 25%에서 알고리즘 사용이 유용하다는 사실에 놀랐다고 말했다. (https://bit.ly/3f1Bj3P 관련 논문 링크)

 

샤오 박사는 향후 연구는 바이러스성 폐렴 및 폐부종과 같은 다른 개체를 구별하는 방법에 초점을 맞춰야한다. X-ray에서 매우 유사하게 보일 수 있는 바이러스성 폐렴 및 폐부종은 환자에게 필요한 모니터링 및 치료 방법을 결정하는데 영향을 줄 수 있기 때문이다고 결론을 내렸다.

 

관련논문: https://www.nature.com/articles/s41746-021-00453-0 (Npj Digital Medicine)

기사 및 사진: https://www.medscape.com/viewarticle/951541

 

 

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