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챕터 1: 의료 응용 사례에 AI를 사용하는 이유

챕터 1

의료 응용 사례에 AI를 사용하는 이유


디지털화는 의료를 완전히 바꿔 놓았습니다. 전자 건강 기록과 원격의료부터 진단을 위한 디지털 영상과 기타 스마트 의료기기에 이르기까지 디지털 툴은 널리 사용되고 있습니다. 이것이 어떤 결과를 초래했을까요? 데이터의 양이 방대해졌습니다. 의료 분야의 엔지니어, 과학자 및 연구자들은 이러한 데이터저장소를 활용하여 의료 성과를 개선하는 진단, 중재, 서비스를 만드는 과정에 AI(인공 지능)를 사용하는 것에 대한 가능성을 보고 있습니다.

그 한 가지 예는, AI를 사용하여 전자 건강 기록을 검사하여 환자의 미감지된 상태의 식별하는 Kaiser Permanente의 SureNet System입니다. 한 예로 이 시스템은 386만 건의 환자 기록을 검색하여 복부대동맥류(65세 내지 75세 남성 대부분에게 권장) 선별 검사를 받지 않은 환자를 찾아내었습니다. 선별 결과, 새로 복부대동맥류로 진단된 환자는 2,062명이었고, 그 가운데 87명은 수술이 필요했습니다. 이 시스템은 미선별 환자 비율을 51.7퍼센트에서 20퍼센트로 낮췄습니다[1].

AI 기반 기록 검사 시스템은 데이터베이스 내 미선별 환자 비율(노란색)을 51%에서 20%로 낮춰줍니다.

AI는 지능적인 행동을 시뮬레이션하지만, SureNet의 예에서 보았듯이 인간이 해석하기에 너무 크거나 너무 복잡한 데이터 저장소를 빠르게 처리할 수 있습니다. AI 주도 시스템은 머신러닝 및 딥러닝 같은 AI 알고리즘을 자동화가 가능한 복잡한 환경에 통합하기 위해 다양한 방식으로 활용할 수 있습니다.

의료 분야에는 환자 경험 및 모집단의 건강 개선에 AI가 중요한 역할을 하는 다음과 같은 많은 영역이 있습니다.

  • 큰 모집단에 대한 의학적 의사결정 개선
  • 영상 또는 생리학 신호로부터 직접 내리는 진단 개선
  • 새로운 종류의 치료 및 중재 가능
  • 의료에 대한 접근성을 개선하는 확장 가능한 선별 검사 및 치료 방안 제공
섹션

AI의 잠재력 실현

AI는 의료기기의 미래가 될 잠재력이 있습니다. 그 잠재력을 실현하려면 의료 분야의 엔지니어와 과학자는 다음과 같은 작업을 할 수 있어야 합니다.

  • 데이터 사이언스 전문가가 아니어도 AI 솔루션을 구현.
  • 신속하고 경제적으로 AI 기반 모델 설계, 시뮬레이션 및 검증.
  • 양질의 레이블 지정 데이터 생성, 수집 및 준비.
  • 경제적으로 기존 알고리즘 및 시스템에 AI 통합.
  • 규제 시장에서 출시할 수 있도록 AI 기반 모델 인증.

MATLAB® 및 Simulink®를 사용하면 의료 산업의 응용 사례에 대한 AI 모델 작업이 손쉬워집니다. MATLAB 및 Simulink는 데이터 준비, 모델 생성, 모델이 실행되는 시스템 설계 및 하드웨어 또는 엔터프라이즈 시스템으로의 배포 등을 수반하는 완전한 AI 워크플로를 제공합니다. MATLAB 및 Simulink는 여러분의 AI 기반 소프트웨어형 의료기기를 인증할 수 있는 워크플로도 제공합니다.

왼쪽부터 오른쪽까지 데이터 준비부터 AI 모델링, 시스템 설계, 검증 및 확인, 배포, 인증에 이르는 흐름을 화살표로 연결한 6개의 상자.

성공적인 AI 구현을 위한 MATLAB 및 Simulink 워크플로.

다음 챕터에서는 여러 기관에서 다양한 진단 및 치료 분야의 환자 결과를 개선하고 사람들의 건강을 개선하기 위해 어떻게 MATLAB 및 Simulink를 사용하여 AI를 구현했는지 보여주는 사례 연구를 살펴봅니다.

참고문헌

[1] Rochman, Sue. “Researchers conduct largest-ever study of abdominal aortic aneurysms.” Kaiser Permanente. 업데이트 날짜: 2021년 9월 20일. https://divisionofresearch.kaiserpermanente.org/abdominal-aortic-aneurysms/