씨젠이 공개한 유전자증폭(PCR) 검사 자동화 시스템 ‘큐레카’. 로봇 팔이 검사 전처리 과정을 수행하기 위해 환자 시료 튜브를 옮기고 있다. 시카고=이영애 기자
씨젠이 공개한 유전자증폭(PCR) 검사 자동화 시스템 ‘큐레카’. 로봇 팔이 검사 전처리 과정을 수행하기 위해 환자 시료 튜브를 옮기고 있다. 시카고=이영애 기자
새벽 6시, 병원 진단검사실의 불이 켜지자 자동화 시스템이 잠에서 깨어난 듯 움직이기 시작한다. 로봇 팔이 정확한 각도로 혈액 시료가 담긴 튜브를 컨베이어 벨트에 올려놓고, 튜브마다 부착된 바코드를 스캔하자 각 환자에게 필요한 검사가 실시간으로 분류된다. 당뇨병을 앓는 A환자의 시료는 당화혈색소(HbA1c) 측정 장비로, 최근 피로와 어지럼증을 호소한 B환자의 시료는 빈혈 여부를 확인하기 위해 전혈구 분석기(CBC)로 정확하게 흘러간다.

지난달 28~31일 미국 시카고에서 열린 진단검사의학회(ADLM) 현장에서 구현한 미래 병원 검사실 모습이다. 최근엔 인공지능(AI)이 두뇌 역할을 하면서 로봇을 움직이는 초정밀 정밀 진단 시대가 열릴 것으로 전망된다. 엑스레이를 개발한 지멘스헬시니어스는 2030년 122조원 규모로 성장할 ‘스마트랩’ 시장을 선점하기 위해 100페타플롭스(PF)급 슈퍼컴퓨터를 구축했다.

◇“시료 하나로 30개 검사를 동시에”

"심근경색 예측"…'AI 두뇌' 초정밀 진단시대
자동화 시스템과 AI 알고리즘을 결합한 진단 플랫폼은 속도와 정확도, 안전성 면에서 인간의 한계를 뛰어넘고 있다. 미국 애보트는 자동화 플랫폼 ‘알리니티’ 시리즈를 통해 시간당 최대 1550건의 검사를 처리하는 시스템을 선보였다. 면역화학, 분자 진단 등 다양한 검사를 단일 플랫폼에서 수행할 수 있다.

지멘스헬시니어스는 ‘아텔리카’ 플랫폼으로 맞불을 놨다. 하나의 시료로 20~30개 검사를 동시에 수행할 수 있도록 설계된 아텔리카는 검사 항목 분류부터 품질 관리, 유지·보수까지 시스템이 스스로 처리한다. 리사 로즈 지멘스헬시니어스 부사장은 “검사실 운영 효율을 40%까지 높일 수 있다”며 “야간 인력이나 기술자가 부족한 상황에서 대안이 된다”고 말했다.

자동화는 수작업에 의존하던 기존 진단 검사 정확도를 크게 높였다. 스위스 제약사 로슈가 발간한 보고서에 따르면 클라우드 기반 시료 추적 시스템을 도입했을 때 잘못된 튜브를 사용할 확률은 0.34%에서 0%로, 튜브를 누락시킬 확률은 13.72%에서 2.31%로 낮아졌다.

◇AI 의료기기 시장 급성장

진단 자동화가 실험실의 ‘기초 체력’을 책임진다면 AI는 ‘두뇌’ 역할을 맡고 있다. 로슈는 디지털 플랫폼 ‘네비파이’를 앞세워 AI에 기반한 병리 진단과 환자 맞춤형 치료 지원에 속도를 내고 있다. 네비파이는 병원 내 다양한 진단 결과를 통합·분석해 의료진의 결정을 돕는 AI 플랫폼이다. 최근에는 환자의 유전체 정보와 전자의무기록(EMR) 등을 연계해 치료 옵션을 제안하는 기능까지 적용해 정밀의료를 위한 기반을 마련했다.

지멘스는 하루 1200건 이상의 딥러닝 시뮬레이션이 가능한 AI 데이터센터를 기반으로 지금까지 70개 이상의 AI 기반 솔루션 포트폴리오를 제작했다. AI와 결합한 자동화 시스템은 한시가 급한 응급 현장에서 위력을 발휘할 수 있다. 가령 아텔리카 시스템으로 심근경색 발생 위험을 예측하는 AI 솔루션을 개발할 수 있다.

AI 기반 의료기기 시장은 빠르게 성장하고 있다. 미국 식품의약국(FDA)에 따르면 지난해 허가받은 AI 기반 의료기기는 235건으로 2015년 6건 대비 40배 가까이 늘었다. 국내에서도 지난해에만 108건의 AI 의료기기가 승인을 받았다.

시카고=이영애 기자 0ae@hankyung.com