[메디칼타임즈=최선 기자] 국내에서 인공지능(AI) 기반 환자 모니터링과 임상 악화 예측 솔루션의 의료현장 도입이 본격화되고 있는 가운데, AI가 실제 환자의 생존율 향상을 이끈다는 연구 결과가 나왔다.

AI가 입원 환자의 상태 악화를 실시간으로 예측해 신속대응한 결과 사망 위험이 약 20%까지 감소한 것. AI 기반 모니터링 도입이 더 이상 옵션에 그치지 않는다는 근거가 창출된 셈이다.

미국 로버트 우드 존슨 의대 토마스 나하스 등 연구진이 진행한 AI 예측모델 및 신속대응팀(rapid response team, RRT) 개입의 예후 개선 효과를 평가한 연구 결과가 국제학술지 NEJM AI에 29일 게재됐다(DOI: 10.1056/AIoa2500973).

그동안 AI 기반 임상 의사결정지원시스템(CDSS)이 패혈증이나 입원환자의 임상 악화, 심정지 등을 높은 정확도로 예측한다는 연구가 다수 발표됐지만 상당수는 알고리즘의 예측 정확도에 초점을 맞췄을 뿐, 실제 환자 사망률이나 중증도 악화에서의 개선 여부를 밝히진 못 했다.

연구진은 최근 AI 기반 환자 모니터링 및 경고 시스템이 속속 도입되고 있다는 점에 착안, 환자 사망률 감소와 같은 예후 개선 효과가 실제하는지 확인하는 연구에 착수했다.

미국 내 11개 급성기 병원에서 2022년 10월부터 2024년 8월까지 입원한 성인 내·외과 환자 중 전자의무기록 데이터 기반 임상 악화 가능성 예측 점수(EDI 점수) 60점 이상인 2만 3132명을 대상으로 시스템 도입 전후를 비교했다.

연구는 EDI 지표 상 일정 기준 이상 위험도가 감지되면 전자의무기록 경고와 함께 신속대응팀(RRT)으로 자동 푸시 알림이 전달되도록 설계됐다. 이후 신속대응팀은 환자 상태를 직접 평가하고 필요 시 치료 개입이나 중환자실 전실 여부를 결정했다.

시스템 도입 이전 환자는 1만 803명(46.7%), 도입 이후 환자는 1만 2329명(53.3%)이었다. 도입 이후 환자의 46.6%에서는 실제로 신속대응팀에 자동 알림이 전송됐지만, 모든 알림이 출동으로 이어진 것은 아니었다. 이는 AI가 의료진의 판단을 대체하는 것이 아니라 선별과 의사결정을 지원하는 방식으로 운영됐음을 보여준다.

AI와 자동 신속대응팀 연계를 도입한 이후 가장 두드러진 변화는 신속대응팀의 개입 빈도였다. 신속대응팀 개입은 도입 전 25.3%에서 도입 후 37.5%로 12.2%p 증가했으며, 위험비를 보정한 분석에서도 신속대응팀의 개입 가능성은 74% 높았다(aOR 1.74).

반면 병원 내 사망률은 의미 있게 감소했다. 단순 사망률은 23.1%에서 18.6%로 4.5%p 감소했으며, 환자 연령과 동반질환, 병원 유형, EDI 점수 등을 모두 보정한 분석에서도 입원 중 사망 위험은 18% 낮아졌다(aOR 0.82).

주목할 점은 보다 적극적인 개입에도 불구하고 중환자실 전실이나 치료 단계 상향은 유의하게 증가하지 않았다는 것. 치료 단계 상향 비율은 도입 전 1.0%, 도입 후 1.1%로 통계적으로 차이가 없었다. 이는 AI 기반 조기 개입이 단순히 중환자실 이용을 늘리는 방식이 아니라 적절한 시점에 환자를 평가하고 치료해 중증 악화를 예방했을 가능성을 시사한다.

이번 연구는 단일 병원이 아닌 11개 병원으로 구성된 대규모 의료시스템에서 대학병원과 지역병원, 교육병원을 모두 포함해 효과를 검증했다는 점에서 연구 신뢰도를 높였다.

또한 AI 알고리즘 자체의 성능이 아니라 실제 병원 운영 프로세스와 결합했을 때의 임상적 효과를 제시했다는 점에서 의료 AI의 실질적 가치에 대한 근거를 제시했다는 의미도 크다.

실제로 AI 도입 이후 초동 대응이 빨라졌다는 현장의 증언도 이어진다.

분당서울대병원 김준엽 신경과 교수는 현재 국내 의료AI 기업 제이엘케이(JLK)의 뇌졸중 진단 AI를 사용하고 있다. 해당 소프트웨어는 CT와 MRI 영상을 분석해 뇌출혈 여부와 대혈관 폐색 여부, 뇌경색 진행 범위 등을 자동으로 분석한다.

김준엽 교수는 "급성 뇌졸중 환자에서 가장 중요한 것은 큰 혈관이 막혀 있는지, 그리고 아직 살릴 수 있는 뇌세포가 얼마나 남아 있는지를 신속하게 판단하는 것"이라며 "재개통 치료를 얼마나 빨리 시작하느냐가 환자 예후를 결정한다"고 말했다.

그는 "AI 진단이 도입되면서 보통 5분 안에 대혈관 폐색 여부와 살릴 수 있는 뇌조직 범위를 정량화해 보여주게 됐다"며 "뇌졸중 전문의가 없는 상황에서도 응급의학과 전문의가 빠르게 치료 여부를 판단할 수 있어 보다 신속한 대응이 가능해졌다"고 덧붙였다.