[메디칼타임즈=최선 기자] 한국에서 개발한 심전도 분석 인공지능(AI)이 지구 반대편 아프리카 케냐에서도 통했다. 인종도, 의료 인프라도 전혀 다른 환경에서 세계적 수준의 성능을 발휘한 것이다.

메디컬에이아이(대표 권준명)가 개발한 심전도 분석 AI 소프트웨어 'AiTiALVSD'를 활용해 케냐 환자를 대상으로 심부전의 일종인 좌심실 수축기능 부전(이하 심부전) 여부를 예측한 연구 결과가 JAMA Cardiology에 게재됐다. JAMA Cardiology는 미국의사협회에서 발행하는 학술지로, 심장학 분야 최고 권위의 학술지 중 하나다.

이번 연구를 수행한 미국 텍사스 사우스웨스턴 의과대학 암버리시 판데이(Ambarish Pandey) 교수팀과 케냐 심장학회 버나드 사미아(Bernard Samia) 교수팀은 'AiTiALVSD'의 분석 결과와 심초음파 검사 결과를 비교해 심전도 분석 AI의 심부전 진단 성능을 확인했다.

사하라 이남 아프리카는 전 세계에서 심부전 부담이 가장 빠르게 증가하는 지역 중 하나다. 그러나 의료 자원은 절대적으로 부족하다. 케냐의 경우 성인 인구 3000만 명을 담당하는 심장 전문의가 약 40명에 불과하다(성인 75만 명당 1명).

사하라 이남 아프리카 전체로 보면 인구 약 60만 명당 1명 수준으로, 미국(약 1만 3000명당 1명)과 비교해 46배가량 차이가 난다. 심부전 진단의 표준 검사인 심초음파 역시 일부 대형 거점 병원에서만 가능해, 환자가 의심 증상을 느껴도 정확한 진단까지 수개월이 걸리는 경우가 흔하다.

심부전은 그 증상이 모호해 의사가 증상만으로 의심하기 어렵다. 심초음파 검사는 심부전을 확인하는 핵심 검사이지만 상당한 시간과 비용이 소요된다. 이 때문에 의료 현장에서는 간편하고, 정확한 새로운 검사가 필요하다는 목소리가 있었다.

연구팀은 2024년 6월부터 12월까지 케냐 8개 의료기관에서 심전도와 심초음파 검사를 모두 실시한 성인 1444명을 대상으로 연구를 진행했다. 사하라 이남 아프리카에서 심부전 진단을 위해 심전도 분석 AI를 활용한 최초의 대규모 전향적 다기관 임상 연구다.

연구 결과 'AiTiALVSD'의 진단 정확도는 96%다. 민감도는 95.6%, 음성예측도는 99.1%다. 음성예측도는 실제 심부전이 없는 환자를 심부전이 없다고 정확하게 예측한 비율로, 'AiTiALVSD'가 "심부전 아니다"라고 판정한 환자 100명 중 99명은 실제로 심부전이 없다는 뜻이다. 심초음파 장비 없이도, 일반 진료소에서 찍은 심전도 한 장만으로 심부전 가능성을 가려낼 수 있다는 의미다.

또한, 'AiTiALVSD'는 기존 심부전 위험 예측 도구인 프레이밍햄(Framingham) 위험 점수가 저위험으로 분류했던 심부전 환자 204명 중 68명(33.3%)을 고위험군으로 올바르게 재분류했다. 기존 방법으로는 위험하지 않다고 판단했던 환자를 AI가 추가로 잡아낸 것이다.

임페리얼 칼리지 런던 Fu Siong Ng 교수는 JAMA Cardiology 편집자 논평을 통해 "AI가 심전도를 다양한 질환을 높은 정확도로 진단할 수 있는 강력한 도구로 변모시켰다"며 "의료 자원이 부족한 환경에서 진행한 이번 연구는 심전도 분석 AI 연구에 의미 있는 기여를 했다"고 평가했다.

권준명 메디컬에이아이 대표는 "당사의 심전도 분석 AI가 인종과 의료 환경의 경계를 넘어 어디서든 높은 성능을 발휘할 수 있음을 보여줬다"며 "의료 혜택이 닿지 않는 곳에서도 더 많은 환자들이 정확한 진단을 받을 수 있도록 이 기술이 더 많은 곳에 닿게 하는 데 힘쓰겠다"고 말했다.

이학승 메디컬에이아이 최고의학이사(CMO)는 "AI 모델은 학습 데이터와 다른 인종·환경에서 성능이 떨어지는 것이 일반적인 한계로 지적돼 왔다"며 "한국에서 개발한 모델이 사하라 이남 아프리카에서도 동일한 수준의 성능을 보였다는 점은, 심전도가 가진 생리학적 보편성과 우리 AI의 견고함을 동시에 입증한 결과"라고 평가했다.