HeartFlow: 심장병 퇴치를 위한 인공지능 활용
나이가 들수록 노인들이 건강 문제에 대해 그렇게 오랜 시간 이야기하는 이유를 이해하게 됩니다. 보통 40세 무렵, 정기적으로 건강검진을 받아야 할 나이가 되었다는 것을 깨닫게 되면서 시작됩니다. 혈액 검사를 받았더니 의사가 콜레스테롤 수치가 높다고 말합니다.
그러면 '지중해식 식단'을 시작하고, 새 러닝 시계를 사지만, 몇 주 뒤에는 예전 습관으로 돌아가고, 결국 모든 문제의 미국식 해결책인 알약에 의존하게 됩니다. 그러나 심혈관 질환은 농담이 아닙니다. 이는 사망 원인 1위로, 세 명 중 한 명의 사망을 차지하며, 두 번째로 흔한 원인인 암으로 인한 사망자 수의 두 배 이상입니다.
의료비의 약 6분의 1이 심장병에 쓰입니다. 이 문제의 규모를 고려하면, 생명을 구하는 데 도움을 줄 수 있는 인공지능 알고리즘이 등장하는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
2007년에 설립된 HeartFlow의 기업가치는 13억 달러로 평가됩니다. 회사의 역사는 실제로 1995년 이미지 기반 관상동맥 혈류 시뮬레이션의 첫 시도에서 시작되었습니다. 투자금은 심혈관 질환의 위험 평가, 진단, 계획 및 치료를 지원할 '인공지능 기반 클라우드 기업 패키지'를 만드는 데 사용되었습니다.
회사 웹사이트에는 다음과 같이 적혀 있습니다. "HeartFlow는 정밀 심장 치료 분야에 혁신을 일으킨 의료 기술 회사입니다. 수십 년간의 인간의 창의성과 첨단 기술을 완전히 새로운 방식으로 결합하며 우리가 하는 일을 하는 회사는 세상에 없습니다. 우리는 허혈성 심장질환의 진단과 치료를 변화시키는 일에 열정을 가지고 있으며, 한계를 넓히고 놀라운 파트너십을 맺으며 계속 혁신하고 있습니다."
침습적 검사와 비침습적 검사
역량 있는 의사라면 일반 건강검진에서 높은 콜레스테롤 수치나 가족력상의 심부전 같은 심장질환 위험의 초기 징후를 대개 알아차릴 것입니다. 위험도가 충분히 높으면 추가적인 비침습적 검사가 필요할 수 있습니다. 미국에서만 이러한 검사가 1,000만 건 시행됩니다.
오늘날의 위험 평가 방법은 정밀 의학의 미래상에 비하면 기껏해야 미완성 수준입니다. 그래서 HeartFlow는 기존 방법을 단순히 개선하는 데 그치지 않습니다. 이 회사는 심장질환을 정확하게 진단하는 능력을 높이는 동시에 불필요한 침습적 시술의 필요성을 없애고자 합니다.
침습적 방법은 관상동맥 조영술이라고도 불리는 시술로, 환자의 손목이나 다리의 동맥에 와이어와 카테터를 삽입한 뒤 X선 투시 아래에서 심장까지 밀어 넣는 방식입니다. 카테터를 통해 X선 조영제를 주입하고 관상동맥을 촬영합니다. 이 과정은 비용이 많이 들고, 합병증이 생길 수 있어 문제가 될 수 있습니다. 여기서 HeartFlow가 도움을 줍니다.
HeartFlow 분석
이는 비침습적 영상 데이터 분석을 바탕으로 딥러닝을 활용해 환자 개인에 맞춘 정밀한 3차원 관상동맥 컴퓨터 모델을 만드는 클라우드 소프트웨어 플랫폼입니다.
컴퓨터 단층 혈관조영술(CTA)은 컴퓨터 단층촬영에 특수 조영제 주입을 결합해 신체 일부의 혈관과 조직 영상을 얻는 의료 검사의 한 종류입니다. 조영제는 손의 정맥 라인을 통해 주입되며, 검사 대상 혈관과 조직을 '밝게' 비춥니다.
CTA를 단독 검사로 사용할 때의 주요 한계는 중간 협착(동맥이 30~90% 좁아진 상태)의 임상적 의미를 파악하지 못한다는 점입니다. 또한 추가적인 문제로 20~30%의 위음성 결과가 있습니다(심장질환이 있는 환자의 경우 CTA에서 발견되지 않는 경우도 있습니다). HeartFlow는 두 가지 문제를 모두 해결합니다.
CTA 검사를 마치면 기존 영상이 HeartFlow 알고리즘으로 전달되며, 이 알고리즘은 전산 유체역학을 사용해 3차원 동맥 모델을 통한 혈류를 시뮬레이션합니다. HeartFlow 알고리즘은 심장 컴퓨터 단층촬영으로 얻은 1,500만 장 이상의 영상을 포함해 수만 건의 CTA 적용 사례로 학습되었습니다.
최종 결과는 환자의 치료를 60% 이상의 경우에서 바꾸었고, 60% 이상의 경우에서 침습적 검사를 안전하게 피할 수 있게 해준 정보입니다. HeartFlow를 사용하면 비침습적 검사가 침습적 검사를 대체할 수 있으며, 더 나은 결과도 제공할 수 있습니다.
2021년 6월 30일 기준으로 100,000명이 넘는 환자를 대상으로 심장 혈류 분석이 실시되었습니다. 회사 문서에는 이 플랫폼이 기존 방법보다 우수하다는 것을 보여주는 여러 연구 결과가 담겨 있습니다. 이 기술은 높은 성능을 갖추고 있으며, 다른 검사와 비교했을 때 심장병을 발견할 확률이 두 배로 높아집니다.
