김철호 한림의대 교수팀, 'RWD 기반 메디컬 트윈 기술개발 사업' 선정
한국인 특성 반영 고정밀 심뇌혈관 트윈기술 개발…4년 반 동안 45억 지원
춘천성심병원·서울아산병원·KAIST·메디컬아이피·엘엔로보틱스 컨소시엄
사람 대상 치료 전 가상 환자를 만들어 인공지능 시뮬레이션을 통해 최적의 수술방법 결정, 치료 효과 예측, 약물 부작용 최소화 등을 도모하는 최첨단 정밀의료 예측 기술이 개발된다.
김철호 한림의대 교수(춘천성심병원 신경과) 연구팀이 최근 보건복지부 주관 '2022년도 제2차 보건의료기술연구개발사업 실사용데이터(Real World Data·RWD) 기반 메디컬 트윈 기술 개발 사업 분야'에 최종 선정됐다. 연구 제목은 '다중 실사용데이터(RWD) 기반 심뇌혈관 통합관리를 위한 메디컬 트윈 기술 개발'.
김철호 교수는 올해부터 2027년 6월까지 4.5년간 45억원의 연구비를 정부로부터 지원받는다.
메디컬 트윈(Medical Twin)은 디지털 트윈기술을 의료분야에 접목한 것이다. 실제 환자의 의료영상, 전자의무기록(EMR) 및 생체 신호 등 다양한 의료 데이터를 기반으로 디지털 공간에 가상의 환자(트윈)를 만들고 인공지능 시뮬레이션을 통해 최적의 수술 방법 결정, 치료 효과 예측 및 약물 부작용 최소화 등을 구현하는 최첨단 정밀의료 예측 기술이다.
춘천성심병원은 국내 의료기관 최초로 심뇌혈관질환을 가진 환자의 뇌와 심장혈관 상태를 가상 디지털 공간에 구현하고 3D 시뮬레이션 분석 및 딥러닝 검증을 토대로 질환을 실시간으로 진단·예측하는 기술을 구축하고 실증에 나선다.
춘천성심병원은 서울아산병원(권지훈 의공학연구소 교수)·한국과학기술원(장동의 전기전자공학부 교수)·(주)메디컬아이피(이혁희 상무)·(주)엘엔로보틱스(최재순 대표)와 컨소시엄 구성을 통해 ▲의료영상 정합 및 멀티피직스 모델링 기반 고정밀 심뇌혈관 트윈기술 개발 ▲인공지능을 활용한 트윈 제작 가속화 및 질환 진단·예후 예측 성능 향상 ▲실제 의료현장에 활용 가능한 소프트웨어 개발 및 의료기기 인허가 등을 최종 목표로 연구를 진행할 계획이다.
이번 실사용데이터(RWD) 기반 메디컬 트윈기술 개발 사업에서 춘천성심병원은 ▲경동맥 3D 트윈 기반 협착진행 및 플라크 파열예측 기술 ▲뇌동맥류 Mesh 기반 뇌동맥류 성장 및 파열예측 기술 ▲관상동맥·대동맥 트윈 기반 치료 시뮬레이션 기술 ▲관상동맥 허혈 진단 및 발달예측 기술 ▲시뮬레이션 기반 심뇌혈관 중재 시술 내비게이션 자동화 기술 ▲3차원 혈관 정보 실시간 정합 기반 햅틱 시술 가이드 개발 등 한국인 특성을 반영한 심뇌혈관 환자의 장기 트윈 및 모델링 기술 등을 개발한다.
심뇌혈관 질환은 환자마다 다양한 심뇌혈관 해부학 구조를 갖고 있어 허혈과 파열을 정확히 예측하기 어려우며, 정확한 진단을 위해서는 카테터 혈관조영술과 같은 침습적인 검사를 많이 시행하는데, 이로 인해 합병증이 발생할 수 있다.
이번 사업을 통해 심뇌혈관 질환의 정확한 예측 및 혈관 조영 시뮬레이션을 통해 시술 관련 합병증을 최소화하고, 혈관 돌연사 감소 및 예방적 효과로 인한 의료비용을 절감할 수 있으며, 국내 의료인공지능 산업 활성화 및 해외시장 진출도 기대하고 있다.
연구책임자인 김철호 교수는 "이번 사업을 통해 미래 첨단 기술인 메디컬 트윈을 활용해 국민에게 보편적 의료를 제공할 수 있기를 기대한다"라며 "특히 의료취약지인 강원도 의료서비스 발전에 크게 기여해 강원도민들이 질 높은 의료 혜택을 받을 수 있도록 최선을 다하겠다"고 말했다.
이재준 병원장은 "이번 메디컬 트윈 사업의 성공적 수행을 통해 정밀의료를 기대하는 사회적 요구에 부응할 수 있도록 병원 차원에서 아낌없이 지원하겠다"라며 "이번 사업이 미래 의학에 한 걸음 다가가는 계기가 되길 바란다"고 덧붙였다.
보건복지부는 메타버스 접목 등 새로운 의료 패러다임 전환에 대비해 2026년까지 5년간 총 135억원을 투입, 의료현장에 적용 가능한 한국인 다빈도 질환 특화 메디컬 트윈 선도기술 개발 사업을 추진한다.
