"숨은 병변 찾아라"…최고 가치는 '정확성'

삼성, 의료기기 시장 패러다임 바꾼다 ②
'정확성'(Accuracy)-영상진단 기술 어디까지 왔나?

다양한 장기·혈관·뼈, 그리고 기타 신경 조직들이 유기적으로 연결돼 있다는 우리 인간의 몸.

몸에 이상이 생겼을 때 체내의 모습을 얼마나 정확하게 보고 진단하느냐에 따라 생사가 판가름 나게 된다. 이 때문에 1895년 빌헬름 뢴트겐이 X-ray를 발견한 이래로 의료 영상기술은 꾸준히 발전하고 있으며, 방사선 외에도 초음파·자기장·레이저 등을 이용한 다양한 영상진단 기기가 개발되고 있다.

삼성도 의료기기를 개발하기 시작하면서 영상 장비가 추구해야 하는 가장 중요한 가치를 진단의 정확성에 뒀다. '어떻게 하면 조직의 형태를 한 층 더 선명하게 구현할까?', '경계면들을 더 뚜렷하게 나타낼 수 없을까?', '축적된 이미지 데이터를 분석함으로써 더 큰 신뢰를 제공하는 진단 기능을 만들 수 없을까?' 등 의료진에게 더 정확한 영상진단 솔루션을 제공하기 위한 질문들을 스스로 하며 오랜 기간 축적한 IT, 디스플레이 역량이 집약된 기능 개발에 주력했다.

삼성이 집중해온 초음파와 엑스레이 기기의 주요 '이미지 개선' 기능들과 데이터를 활용한 '분석 툴'을 적용한 기능들이 무엇이고, 어떻게 진단에 도움을 주는지 알아봤다.

몸 속을 선명하고 현실감 있게 보다

10년이 넘도록 세계 TV 시장 1위를 석권하고 있는 삼성. 우수한 화질을 구현하는 다양한 이미징 기술 노하우를 의료 영상 기능에 접목시킨다면 어떤 시너지가 있을까? 뼈 뒤에 위치한 병변도 확인하고, 태아 내부의 모습까지 현실처럼 표현될 수 있다면 조금 더 정확한 진단에 도움을 줄 수 있지 않을까?

Crystal Vue™

삼성의 Crystal Vue™는 태아나 자궁의 겉 표면뿐만 아니라 내부조직을 표현함으로써 더 많은 해부학적인 정보를 제공하기 위해 개발됐다. 삼성의 3D 볼륨 랜더링 기술을 기반으로 해 마치 내부를 투시해 보는 듯한 Crystal Vue™는 태아 뼈와 주변 연조직을 쉽게 구분할 수 있도록 돕고, 의료진과 산모 모두 태아 상태를 쉽게 파악할 수 있는 장점이 있다.

Crystal Vue™는 이미 세계적으로도 관심이 높다. 지난해 3월에 이어 올해 4월에도 2회에 걸쳐 세계산부인과초음파학회가 발행하는 학술 저널의 '이달의 영상 이미지'로 표지를 장식한 바 있으며, 지난 5월 <미국산부인과저널>에도 표지로 채택됐다.

이미 영국의 임페리얼 칼리지 등 다양한 연구 센터에서도 임상적인 유용성에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

삼성은 Crystal Vue™ 기능에 혈류의 정보를 더한 Crystal Vue Flow™도 최근 새롭게 출시했다. 기존 형태학적인 정보에 더해 혈류 정보도 추가 제공하는 이 기능은 출산 이후에도 태반과 자궁이 분리되지 않는 태반 유착 사례 시, 태아 혈관의 변형체나 주변 혈관을 정확하게 파악하고 진단하도록 돕는다.

Bone Suppression

2015년 통계청에서 발표한 자료에 따르면 한국인의 사망원인 1위는 암이다. 이 가운데, 폐암은 가장 큰 비중을 차지한다. 폐암은 그 어떤 질병보다도 초기 진단이 중요하지만, 증상에 큰 특징이 없다는 것이 유의할 점이다. 특히, 간혹 흉부 엑스레이 영상에서 폐의 병변이 뼈 형상에 가려져 병변을 놓치는 경우가 발생하기도 해 수 많은 영상 데이터를 판독하는 과정에서 선명한 이미지는 필수 요인이다.

삼성은 뼈에 가려진 병변까지도 놓치지 않도록 Bone Suppression 기능을 최근 엑스레이 제품군에 추가했다. 엑스레이 영상에서 갈비뼈와 쇄골 일부를 제거해 폐 부분의 가시성을 확보하는 Bone Suppression은 1만여개의 임상 이미지를 학습시킨 딥러닝 알고리즘을 통해 뼈 뒤쪽의 폐 병변을 쉽게 발견해 낼 수 있도록 돕는다.

Tube & Line Enhancement

삽관 시술이 빈번한 응급실이나 중환자실에서는 시술 후에 카테터나 튜브 끝(Tube Tip)의 올바른 위치 확인이 중요하다. 단, 기본적인 엑스레이 영상에서는 튜브 끝이 가늘기 때문에 가시성이 현저히 떨어지는 단점이 있다.

전태연 성균관의대 교수(삼성서울병원 영상의학과)는 "Tube Tip이 척추를 비롯한 여러 구조물과 겹쳐져 잘 안 보이는 경우가 빈번하고, 튜브가 부적절하게 위치할 경우 장천공·기흉 등의 합병증이 유발될 수 있다"며 정확한 튜브의 위치를 볼 수 있는 영상 획득의 중요성을 강조했다.

삼성의 Tube & Line Enhancement는 영상 후처리 기술을 통해 체내에 삽입된 카테터와 튜브의 위치와 형태의 가시성을 높이는 기능으로, 소아 환자의 경우에는 삽입되는 위치가 생명과 직결되는 만큼 위치 확인이 더욱 중요하다. 특히, 조명이 강한 응급실이나 중환자실에서도 식별이 쉽다는 점이 장점이다.

정확한 분석, 진단 보조 역할 톡톡!

정확한 진단을 위해 우수한 영상 품질만큼이나 중요한 것은 신뢰할 수 있는 객관적인 데이터를 바탕으로 의사 결정에 자신감을 부여하는 진단 분석 기능이다. 진단하고자 하는 부위에 대한 정확한 데이터와 정량적인 분석이 있다면 막중한 책임이 뒤따르는 의사 결정도 외롭지 않을 것이다.

S-Detect™ for Breast

건강보험심사평가원 자료에 따르면 최근 5년 간 유방암 환자가 40% 증가했다. 유방암에 대한 조기 진단 니즈는 높아지고 있지만 우리나라 여성은 지방 조직이 적은 치밀 유방이 많아 유선 조직이 X선 상 하얗게 보이는 유방촬영술만으로는 정확한 진단이 어려운 점이 있다.

이러한 부분을 보완할 수 있는 것이 초음파 진단이며, 삼성은 정확한 유방암 진단을 위해 의료진의 노하우와 데이터를 활용한 알고리즘을 적용했다.

유방 병변 분석을 돕는 S-Detect™ for Breast는 20년 경력의 삼성서울병원 의료진의 경험을 집약한 1만개에 이르는 빅데이터를 기반으로 병변의 경계를 추출하고 병변의 특성을 파악한다.

진단하고자 하는 병변 경계를 선택하고 특성을 확인하는 과정도 간편할 뿐만 아니라, 기존 버전보다 병변 분석 결과의 정확도도 개선돼 진단의 자신감을 높인다. 의료진들의 최종 의사 결정뿐만 아니라 환자들의 불필요한 생체 검사를 줄이는 데도 도움을 준다.

E-Cervix™

2016년 통계청 기준에 의하면 한국의 출산율은 OECD 평균 1.68명보다 현저히 낮은 1.17명이다.

이럴 때 일수록 건강한 출산이 절실하지만 늦은 결혼으로 16년새 조산아는 2배로 증가했다. 조산은 신생아 사망 및 질환과 밀접한 관계가 있어 조기 진단과 함께 그에 따른 예방이 무엇보다 중요하다.

정확한 조산 진단을 위해 대한산부인과초음파학회와 삼성메디슨은 공동 연구를 통해 자경 경부 부위의 탄성도를 측정해 조산 예측에 도움을 줄 수 있는 기능을 연구했다.

유방 또는 갑상선 질환의 진단에 주로 사용되는 탄성도 검사를 자궁 경부에 도입하려는 시도는 최근 몇 년 동안 산과 분야에서 지속돼 왔으나, 검사의 재현성이 문제였다.

이를 극복하기 위해 대한산부인과초음파학회(회장 박중신·서울의대 산부인과)와 삼성메디슨은 지난 2년간의 연구로 재현성이 향상된 E-Cervix™(ElastoScan™ for Cervix)를 개발했다.

E-Cervix™는 주변혈관이나 조직 떨림·태아움직임 등 조직 내부 진동을 보정하여 자궁경부의 탄성 비율을 정량적으로 측정한 것이다.

E-Cervix™의 개발 및 임상 연구에 참여한 산과초음파연구회 위원장인 오수영 성균관의대 교수(삼성서울병원 산부인과)는 "기존의 검사 방법인 자궁경관의 길이에 E-Cervix™를 추가함으로써 조산 예측에 대한 민감도와 양성예측율이 향상되는 연구결과가 도출됐다"고 말했다.　

5D Heart Color™

태아 심장질환은 가장 흔한 선천성 기형 중 하나로, 신생아·영아·소아 사망의 주 원인으로 꼽힌다.

기존 검사 방법인 2D나 실시간 입체 초음파 영상은 시간 소요가 많을 뿐만 아니라 해부학 지식과 고도의 숙련을 요한다. 반면, 심장의 색을 뜻하는 삼성의 5D Heart Color™는 태아 심장을 3D로 스캔한 9개 표준 단면과 혈류흐름 정보 등 발달 사항을 한 눈에 제공하는 기능이다. 특히 9개의 단면은 미국초음파의학회가 제안하는 가이드라인을 따르고 있어 신뢰성 높은 정보를 바탕으로 한 정확한 진단을 돕는다.

5D Heart Color™의 특장점은 여러 가지의 심장 단면과 혈류 흐름을 컬러로 한번에 나타내주는 것이다. 사용자는 진단에 필요한 최대한의 정보를 한 화면에서 직관적으로 확인이 가능하기 때문에 정확한 진단을 돕는다.　