남부 캘리포니아 약물 치료 제공업체의 이사인 크리스티안 에스피노자(Christian Espinoza)는 최근 강력하고 새로운 보조자, 즉 망막 카메라로 촬영한 사진으로 시력 검사를 수행할 수 있는 인공지능 알고리즘을 채용하기 시작했다. 의사가 없어도 빠른 진단이 가능하다.

그의 진료소, 타자나 치료 센터(Tarzana Treatment Centers)는 노동 연령 성인의 실명의 주요 원인이자 약 3,800만 명의 당뇨병 환자에게 위협이 되는 당뇨병성 망막증에 대한 검사를 획기적으로 확대할 것을 약속하는 AI 기반 시스템의 얼리 어답터 중 하나이다.

이 조직의 클리닉 운영 책임자인 에스피노자는 "이것은 우리에게 신의 선물이었다."라고 말하면서 약간의 훈련으로도 시행할 수 있고 즉각적인 결과를 제공할 수 있는 빠르고 쉬운 검사의 이점을 언급했다.

그의 환자들도 그것을 좋아한다. 제2형 당뇨병을 앓고 있는 조셉 스미스는 버스를 타고 안과 전문의에게 가서 눈을 확대한 다음 일주일 동안 결과를 기다리는 번거로운 일을 회상했다. "그것은 끔찍했다"고 그는 말했다. "이제 몇 분 정도 걸린다."

의료 분야에서 인공지능에 대한 소문이 떠돌고 있는 가운데, 시력 검사 기술은 임상 환경에서 AI 기반 진단의 최초로 입증된 사용 사례 중 하나로 떠오르고 있다. FDA는 수백 개의 AI 의료 기기를 승인했지만 공급업체가 규제 프로세스, 보험 적용 범위, 기술적 장애물, 형평성 문제 및 이를 공급업체 시스템에 통합하는 문제를 해결하기 때문에 도입 속도가 느렸다.

안과 검진을 통해 AI가 즉각적인 결과를 제공하는 능력은 물론 비용 절감, 별도 예약이 필요 없는 편의성 등이 환자와 의료진 모두에게 큰 이점이 될 수 있음을 보여준다. 지난 한 해 동안 에스피노자 병원에서 실시한 약 700건의 안과 검사 중 거의 1/4에서 망막병증이 발견되었으며 환자들은 추가 치료를 위해 전문의에게 의뢰되었다.

당뇨병성 망막병증은 고혈당이 망막의 혈관에 손상을 줄 때 발생한다. 환자의 당뇨병을 관리하면 질병을 예방할 수 있는 경우가 많으며 더 진행된 단계에 대한 치료법도 있다. 의사들은 증상을 조기에 발견하려면 정기적인 검사가 중요하다고 말한다. 미국에서는 약 960만 명이 이 질병을 앓고 있다.

당뇨병성 망막증에 대한 AI 시력 검사를 FDA에서 승인한 세 회사—아이오와주 코랄빌에 본사를 둔 Digital Diagnostics; 캘리포니아 주 우드랜드 힐스의 아이누크(Eyenuk); 및 이스라엘 소프트웨어 회사인 AEYE Health는 전국 수백 곳의 병원에 시스템을 판매했다. 수십 개의 회사가 좁은 분야에서 연구를 수행했으며 일부 회사는 Google과 같은 거대 기술 기업을 포함하여 다른 국가에서 규제 허가를 받았다.

Digital Diagnostics(이전 Idx)는 당뇨병 진단을 받은 900명의 환자를 대상으로 한 수십 년간의 연구와 임상 시험을 거쳐 2018년에 자사 시스템에 대한 FDA 승인을 받았다. 워싱턴 대학의 망막 전문가이자 부교수인 애런 리(Aaron Lee)는 "이것은 모든 의학 분야에서 최초의 완전 자율 AI 시스템으로 승인을 "의학 역사상 획기적인 순간"으로 만들었다고 말했다.

타자나 치료 센터에서 사용하는 이 시스템은 고등학교 학위를 갖고 몇 시간의 훈련을 받은 사람이 작동할 수 있으며 대부분의 경우 눈 확장 없이 진단을 내리는 데 몇 분 밖에 걸리지 않는다고 Digital Diagnostics의 CEO인 존 버트랜드(John Bertrand)는 말했다.

이 설정은 조명이 어두운 방에 배치할 수 있으며, 환자는 턱과 이마 받침대에 얼굴을 대고 기술자가 각 눈의 이미지를 촬영하는 동안 카메라를 응시한다.

미국 당뇨병 협회(American Diabetes Association)는 제2형 당뇨병 환자가 1~2년마다 검사를 받을 것을 권장하지만 당뇨병 환자 중 약 60%만이 매년 시력 검사를 받는다고 ADA의 최고 과학 및 의료 책임자인 로버트 개베이(Robert Gabbay)가 말했다. 21세 이하 당뇨병 환자의 경우 그 비율은 35%까지 낮을 수 있다.

미국에서는 검안사와 안과 의사가 부족하여 예약을 잡기가 어렵고 때로는 몇 달 동안 예약을 해야 하는 경우도 있다. 또한, 눈을 확장하기 위해 추가 진료를 받기 위해 이동해야 하는 장벽(직장이나 학교를 쉬고 교통 수단을 확보하는 것을 의미함)은 제2형 당뇨병의 위험이 더 높은 저소득 환자에게 특히 까다로울 수 있다.

주로 소수 민족에게 서비스를 제공하는 남부 캘리포니아 클리닉의 에스피노자는 "우리 환자의 90%는 블루 칼라이다."라고 말했다. "그들은 일하지 않으면 먹지 않는다."

의사가 검사를 하지 않는 것의 한 가지 잠재적인 단점은 알고리즘이 당뇨병성 망막병증만을 찾기 때문에 맥락막 흑색종과 같은 다른 관련 질병을 놓칠 수 있다는 것이다. 또한 알고리즘은 일반적으로 "주의를 기울이는 측면에서 오류가 발생"하고 환자를 과도하게 참조한다.

하지만 이 기술은 또 다른 큰 이점을 보여주었다. 스탠포드 대학의 최근 연구에 따르면 AI 시스템을 사용하면 긍정적인 결과 이후의 후속 조치가 3배 더 높다.

이는 "메시지의 근접성" 때문이라고 스탠포드 바이어스 안과 연구소(Byers Eye Institute)의 안과 부교수인 데이비드 명(David Myung)은 말했다. 몇 주 또는 몇 달 후가 아니라 즉시 전달되면 환자가 듣고 조치를 취할 가능성이 훨씬 더 높다.

명 박사는 2020년 스탠포드의 자동화된 원격 안과 프로그램을 시작했는데, 원래는 원격 의료에 중점을 두다가 베이 지역 클리닉에서 AI로 전환했다. 같은 해, 국가 품질 보증 위원회(National Committee for Quality Assurance)는 AI 시스템을 포함하도록 당뇨병성 망막증 검사 표준을 확대했다.

명 박사는 새로운 기술을 통합하기 위해 스탠포드 의료 시스템의 사이버 보안 및 IT 시스템을 조사하는 데 약 1년이 걸렸다고 말했다. 특히 AI가 해독할 수 있는 고품질 사진을 찍는 데에는 학습 곡선도 있었다고 명씨는 말했다.

"우리의 진전에도 불구하고 항상 개선할 부분이 있다"고 그는 덧붙였다.

AI 테스트는 메디케어 및 메디케이드 서비스 센터의 환급 코드로 강화되었으며, 이는 획기적인 장치를 얻기가 어렵고 시간이 많이 걸릴 수 있다. 그러나 의료 서비스 제공자가 환급을 받으려면 정부 승인이 필요하다.

2021년 CMS는 AI 당뇨병성 망막증 검사에 대한 전국 지급률을 45.36달러로 설정했다. 이는 최근 뉴잉글랜드 의학 저널 AI 연구에 따르면 민간 협상률 중앙값인 127.81달러보다 상당히 낮은 수준이다. 각 회사마다 약간씩 다른 비즈니스 모델이 있지만 일반적으로 공급자에게 소프트웨어 구독료 또는 라이센스 비용을 청구한다.

회사들은 소프트웨어에 대해 청구하는 금액을 공유하기를 거부했다. 카메라 가격은 최대 $20,000이며 별도로 구매하거나 소프트웨어 구독에 포함되어 대여할 수 있다.

12월 중순부터 Eyenuk의 시스템을 사용하기 시작한 네브라스카 의학의 임상 정보학 책임자인 린지 부흐홀츠(Lindsie Buchholz)는 전문의에 대한 의뢰가 증가함에 따라 기계가 가능하게 하는 선별 검사 권장 사항의 준수가 향상되어 가치가 있다고 말했다.

"카메라가 그 자체로 비용을 지불하는 데 도움이 된다"고 그녀는 말했다.

회사에 따르면 현재 Digital Diagnostics의 시스템은 전국 약 600개 사이트에 설치되어 있다. AEYE Health는 미국 내 "수백 명 미만"의 의료 서비스 제공자가 자사의 시력 검사를 이용하고 있다고 밝혔다. Eyenuk는 도달 범위에 대한 구체적인 내용을 공유하는 것을 거부했다.

이 기술은 현장에서 환자를 검사할 수 있는 휴대용 이미저를 포함하여 추가 카메라에 대한 임상 연구와 녹내장과 같은 기타 안과 질환을 관찰하면서 계속해서 발전하고 있다. 이러한 혁신을 통해 안과학은 방사선과, 심장학, 피부과와 함께 AI 혁신이 빠르게 일어나고 있는 전문 분야로 자리매김했다.

에스피노자는 "가까운 미래에 길거리 의료에 사용할 수 있는 카메라가 출시될 예정이며 많은 사람들에게 도움이 될 것"이라고 말했다.