심장 및 폐 질환의 조기 감지는 환자의 생명을 구하는 데 중요하다. 초기 단계에서 질환을 발견하면 치료 옵션이 더 다양하고 효과적이며, 합병증을 예방할 수 있다. 정기적인 검진과 조기 증상 인식은 건강한 삶을 유지하는 데 필수적이다.

AI를 활용하면 심장 및 폐 질환자의 질환을 조기에 감지할 수 있다. AI가 의료 영상 분석에서 미세한 이상을 찾아내고, 환자의 생체 신호 데이터를 실시간 모니터링하여 위험을 예측한다. 빅데이터와 머신러닝을 활용해 개인 맞춤형 진단과 치료 계획을 제공하며, 진단 정확도를 높여 환자의 생존율을 향상시킬 수 있다. AI를 사용해 좌심실 박출률 감소가 있는 것으로 진단된 환자는 2년 동안 심장마비, 심부전, 입원 및 전인구 사망을 경험할 가능성이 두 배나 더 높은 것으로 나타났다.

심장 및 폐 질환의 조기 감지를 위한 인공지능(AI) 기업 에코 헬스(Eko Health)가 런던 임페리얼 대학(Imperial College London, 이하 임페리얼)의 연구진이 개발한 AI가 심장 마비 및 심부전을 포함한 주요 심장 부작용(MACE)을 경험할 위험이 상당히 높은 환자를 식별하는 방법을 발표했다.

연구자들은 에코 헬스의 FDA 승인 및 UKCA 마크를 받은 로 이젝션 프랙션 AI(Low Ejection Fraction AI, 이하 LEF AI)를 사용해 연구를 수행했으며, 이를 통해 에코의 AI가 조기 감지를 위한 힘을 강화하는 동시에 임상 및 원격 환경에서 심혈관 치료를 개선할 수 있는 잠재력을 보여주었다.

임페리얼 연구진은 2024년 유럽 심장학회(ESC) 의회에서 다음과 같은 세 가지 중요한 연구를 공개했다.

주요 심장 부작용 사건 및 사망률 예측

1000명 이상의 환자를 대상으로 한 피벗 연구에서 LEF AI는 심장마비, 심부전, 입원을 포함한 MACE와 모든 원인 사망률을 예측하는 것으로 나타났다. AI에서 낮은 박출률로 표시된 환자는 AI 결과가 양성이 아닌 환자에 비해 MACE를 경험할 가능성이 두 배 더 높았다. 이러한 환자는 기존 위험 요소를 조정한 후에도 사망률이 65% 더 높았다.

임페리얼에서 이 연구의 공동 책임자 중 한 명인 패트릭 배히티거(Patrik Bächtiger) 박사는 "이러한 결과는 좌심실 박출률과 같은 기존 마커가 정상으로 보일 때에도 MACE 및 사망 위험이 상당히 높은 환자를 식별하는 데 있어 AI-ECG의 힘을 강조한다. 저희 연구에서 양성 AI-ECG 결과를 보인 환자는 MACE 위험이 두 배 이상 높았고 사망 위험은 65% 더 높았다. 이 기술은 초기 심장 위험 계층화에서 중요한 진전을 나타내며, 단일 리드 ECG를 간단히 추가해 보다 타겟팅된 개입 가능성을 제공한다."라고 말했다.

임페리얼의 헬스 임팩트 랩 책임자인 니콜라스 S. 피터(Nicholas S. Peters) 교수는 "AI는 심장초음파와 같은 기존 진단 도구에서 주목할 만한 결과가 없는 위험 환자를 식별했다. 이는 이 기술이 숨겨진 위험 요소를 감지하는 능력을 강조해 의료 서비스 제공자에게 조기 개입과 환자 결과 개선을 위한 강력한 도구를 제공한다."고 말했다.

심부전 환자를 위한 원격 치료 기능 확대

LEF AI 기술은 특히 심부전 환자의 원격 환자 모니터링에 대한 잠재력도 보여주었다. 이 연구에서는 LEF AI가 심부전 환자의 심장 기능을 나타내는 중요한 지표인 좌심실 박출률(LVEF)의 변화를 정확하게 예측할 수 있다는 것을 발견했다. 집에서 LVEF의 변화를 모니터링할 수 있으므로 환자는 조기 개입과 치료 계획에 대한 개인화된 조정의 이점을 얻을 수 있으며, 잦은 병원 방문의 필요성을 줄이고 마음의 평화를 제공할 수 있다.

광범위한 임상 통합 확장성

임페리얼 연구진은 12주 동안 영국의 71개 1차 진료 시설에 LEF AI를 성공적으로 통합했다. 이 연구는 기존 의료 시스템에 부담을 주지 않고 환자 치료를 개선하는 능력 외에도 의료 제공자가 이 기술을 일관되고 원활하게 도입했다는 점을 강조했다. 임페리얼에서 이 프로그램의 공동 리더 중 한 명인 미히르 켈시커(Mihir Kelshiker) 박사는 "이번 연구는 이 기술이 광범위한 임상적 사용을 위해 실용성과 확장성이 있음을 보여주며 일상적인 의료 행위에서 더 광범위하게 구현할 수 있는 길을 열었다."라고 말했다.

이러한 연구 결과를 종합해 보면 에코의 LEF AI 기술이 심혈관 질환을 조기에 발견하고 관리하는 데 중요한 혁신 기술이라는 점이 더욱 확고해지며, 환자 치료를 발전시키는 데 필수적인 도구로서의 역할이 더욱 강화된다.

에코 헬스의 공동 창립자이자 CEO인 코너 랜드그라프(Connor Landgraf)는 "임페리얼의 중요한 연구는 심장병과의 싸움에서 LEF AI 기술이 가진 혁신적인 잠재력을 강조한다."라며, "간단하고 비침습적인 검사로 주요 심장 사건의 위험이 높은 환자를 식별해 전 세계의 임상의가 더 일찍 조치를 취하고 궁극적으로 생명을 구하고 전 세계적으로 치료 결과를 개선할 수 있도록 지원한다."고 말했다.