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서울대병원-하버드 의대, 의료 AI 실전 평가용 ‘가상 병원 시뮬레이터’ 최초 공개

기존의 정적인 진단 중심 AI 평가를 넘어, 실제 임상 현장의 파급 효과 반영하는 '동적 평가' 제시 '환자 예후'와 '병원 운영 효율성' 동시에 측정하는 이중 지표 접근법으로 의료 AI 상용화 청사진 마련 서울대병원 특화연구소 김성은 연구교수 하버드 의대 공동 연구팀

서울대병원-하버드 의대, 의료 AI 실전 평가용 ‘가상 병원 시뮬레이터’ 최초 공개

과거 데이터로 필기시험만 치르던 단편적인 의료 AI 평가를 벗어나, 실제 임상 현장과 똑같은 가상 병원에서 AI를 실전 검증하는 모델이 세계 최초로 발표됐다. AI의 처방이 환자 악화나 자원 고갈에 미치는 연쇄 파급 효과를 사전에 검증해, 실제 환자의 위험 없이 AI의 안전성을 철저히 시험할 전임상 관문이 열린 것이다. 서울대병원 특화연구소 김성은 연구교수와 하버드 의대 공동 연구팀은 거대언어모델(LLM) 기반 의료 AI를 동적으로 평가하는 ‘임상 환경 시뮬레이터(Clinical Environment Simulator, CES)’를 14일 발표했다. 이 디지털 가상 병원 평가 체계 연구는 국제 학술지 ‘네이처 메디슨(Nature Medicine, IF 50)’ 최신 온라인판에 게재됐다. ▲서울대병원 특화연구소 김성은 연구교수 기존 의료 AI 평가는 과거의 정적인 데이터에 의존한 탓에, 현장에서 의사의 결정이 미치는 연쇄적 파급 효과를 반영하지 못했다. 환자의 상태는 시시각각 변하고 처방은 곧 병원의 제한된 자원 소모로 직결되지만, 기존 방식으로는 이러한 시간적·시스템적 상호의존성을 평가할 수 없었기 때문이다. 이에 연구팀은 조종사가 비행 시뮬레이터에서 훈련받듯, 의료 AI 역시 시간 흐름과 자원 제약 속에서 대처 능력을 평가받아야 한다고 분석했다. 이를 구현하기 위해 연구팀은 두 가지 핵심 엔진을 동기화했다. 먼저 ‘환자 엔진’은 전문의가 정의한 질병 궤적 템플릿과 실제 전자의무기록의 환자 초기 데이터를 바탕으로, LLM이 증상과 치료 반응의 다양한 가상 경로를 동적으로 생성해 환자의 상태 변화를 모사한다. 이와 맞물린 ‘병원 엔진’은 실제 병원의 시간 데이터를 바탕으로 현장의 단계별 업무 흐름을 그대로 재현해 병상, 의료진, 장비 상태를 실시간으로 추적한다. 혈액 검사 지시가 내려지면 실제 소요 시간에 맞춰 단계별로 필요한 의료 인력이 순차적으로 배정되고, 초응급 환자에게 자원을 우선 할당하는 우선순위 체계까지 완벽하게 구현됐다. 이 가상 병원에서는 AI의 개입 시점에 따라 위기 상황이 생생하게 구현된다. 가령 AI가 검사 처방을 지연시킬 경우 안정적이던 흉통 환자가 급성 심근경색으로 악화될 수 있다. 또한 AI가 특정 초응급 환자에게 CT 스캐너 등 핵심 자원을 우선 할당하면, 다른 환자들의 대기열이 길어지는 현실적인 병목 현상도 발생한다. AI의 결정 하나가 특정 환자의 생사를 가르는 것은 물론, 병원의 남은 자원마저 고갈시켜 다음 환자의 진료 기회를 연쇄적으로 제한하는 실제 병원 환경을 구현한 것이다. AI가 내린 모든 결정은 ▲환자 예후(생존 여부, 치료 소요 시간, 가이드라인 준수도) ▲병원 운영 효율성(총 입원 기간, 응급실 처리량, 병상 및 장비 활용도)이라는 두 축을 합친 ‘이중 지표 복합 점수’로 평가된다. 병원 시스템을 훼손하지 않으면서 치료를 개선하면 보상이 주어지지만, 특정 환자에게만 자원을 과도하게 집중해 다른 환자들의 진료 기회를 희생시키면 벌점이 부여되는 엄격한 균형을 요구한다. 나아가 전산망 마비나 다발성 응급 환자 발생 등 극한 상황의 적대적 스트레스 테스트도 진행한다. 이번 연구의 핵심 의의는 환자를 위험에 노출시키지 않고 시스템의 안전성을 입증하는 ‘무위험 전임상 테스트 환경’을 제공한다는 데 있다. 이처럼 철저한 검증을 거친 AI가 의료진의 디지털 대리인이 되어 복잡한 시스템 실무를 전담하게 되면, 의사는 비로소 모니터에서 눈을 떼고 환자 곁으로 돌아가 공감과 판단이라는 의사 본연의 역할에 온전히 집중할 수 있을 전망이다. 김성은 연구교수(공동 제1저자)는 “가상 병원이 인체의 복잡한 생리적 반응을 완벽히 예측할 수는 없다”면서도 “이번 연구는 의료 AI가 단편적인 문제를 푸는 도구를 넘어, 역동적인 의료 체계 내에 완전하게 통합되어 실제적인 도움을 주도록 검증하는 가장 가치 있는 다음 단계가 될 것”이라고 강조했다. [그림1] 임상 환경 시뮬레이터(CES) 작동 패러다임. 가상 병원 내 의료 AI의 결정이 ‘환자 예후’와 ‘병원 운영 효율성’에 미치는 파급 효과를 동시에 평가하는 모습 [그림2] 시간에 따른 동적 환자 상태 변화. 의료 AI의 개입 시점에 따라 중증 환자의 예후가 세 가지 경로(초록색: 안정화, 파란색 및 주황색: 상태 악화)로 갈라지는 파급 효과 시뮬레이션 그림3] 기존 의료 AI 평가 모델과 가상 병원 시뮬레이터(CES)의 성능 비교. CES는 기존 방식을 확장해 ▲시간에 따른 환자 상태 변화 ▲실시간 병원 자원 추적 ▲위기 상황 스트레스 테스트라는 세 가지 핵심 차원을 모두 충족하는 유일한 평가 체계다.

골전이 암환자 개인 맞춤형 방사선 치료 위한 AI 예측 모델 개발

세계적 수준 멀티모달 인공지능 원천 기술 확보 목표 선량 정보를 정밀하게 반영해 방사선 치료 결과를 정확하게 예측·해석할 수 있는 새로운 기술 패러다임 제시' 글로벌 의사과학자 양성사업' 선정, 고려대학교 구로병원 방사선종양학과 이경화 교수,

골전이 암환자 개인 맞춤형 방사선 치료 위한 AI 예측 모델 개발

고려대학교 구로병원 방사선종양학과 이경화 교수(사진)가 보건복지부와 한국보건산업진흥원이 주관하는 ‘글로벌 의사과학자 양성사업’에 선정됐다. 이경화 교수는 향후 3년간 총 5.5억 원의 연구비를 지원받아 ‘골전이 암환자 개인 맞춤형 방사선 치료의 기반이 될 멀티모달 딥러닝 AI 예측 모델 개발’에 본격 착수한다. 최근 암 치료 기술의 발전으로 암 환자의 생존 기간이 꾸준히 증가하고 있으며, 5년 생존율 또한 크게 향상되고 있다. 이에 따라 단순한 생존 연장을 넘어, 치료 과정과 이후 환자의 삶의 질을 유지하는 것이 중요한 의료적 과제로 부상하고 있다. 특히 말기 암 환자에서 골전이가 발생할 경우 심한 통증, 병적 골절, 척수 압박 등을 유발해 환자의 일상생활을 크게 저해한다. ▲고려대학교 구로병원 방사선종양학과 이경화 교수 방사선 치료는 이러한 골전이 환자의 증상 완화와 병변 진행 억제를 위해 널리 사용되는 치료법이지만, 치료 방법과 선량 선택이 점차 다양해지면서 환자별 최적의 치료 전략을 결정하는 데 어려움이 있다. 현재 임상 진료에서는 치료 결정이 주로 의료진의 경험과 제한된 임상 지표에 기반하여 이루어지고 있으며, 치료 후 골절 발생이나 재발 가능성을 통합적으로 예측할 수 있는 체계적인 도구는 부족한 실정이다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 이경화 교수는 이번 연구에서 골전이 암 환자의 분자유전학적 정보를 포함한 다양한 임상 정보와 골전이 병변의 영상학적 특성을 반영한 CT 영상, 그리고 방사선 치료 선량 데이터를 통합한 정밀 데이터 인프라를 구축할 계획이다. 이를 바탕으로 3차원 영상 특징과 방사선 치료 선량 분포를 동시에 학습하는 멀티모달 딥러닝 모델을 개발하여 치료 결과 예측의 정확도를 높이고자 한다. 해당 모델을 통해 방사선 치료 후 병적 골절 및 척수 압박의 발생 위험과 재발 가능성을 정량적으로 평가해 환자를 저·중·고위험군으로 분류하고, 방사선 치료 선량 및 분할 횟수 결정에 객관적인 근거를 제시함으로써 개인 맞춤형 방사선 치료의 기틀을 마련할 수 있을 것으로 기대된다. 이경화 교수는 “본 연구는 환자의 다양한 임상 정보와 의료 영상 데이터, 방사선량 분포를 통합 분석하는 세계적 수준의 멀티모달 인공지능 원천 기술 확보를 목표로 한다. 특히 기존의 영상 중심 의료 AI를 넘어, 실제 치료 변수인 선량 정보를 정밀하게 반영함으로써 방사선 치료 결과를 보다 정확하게 예측·해석할 수 있는 새로운 기술 패러다임을 제시하고자 한다”며 “환자 개개인에 최적화된 치료 전략을 통해 골전이 암환자의 삶의 질 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 한편, ‘글로벌 의사과학자 양성사업’은 임상 현장에서 아직 해결되지 않은 의료 문제를 기초과학 및 공학 기술과 융합해 해결할 수 있는 의사과학자(MD-Ph.D.)를 체계적으로 육성하는 국가 핵심 연구 지원 프로그램이다. 바이오메디컬 분야의 혁신을 이끌 융합형 글로벌 혁신인재를 적극 육성해 한국의 바이오 메디컬 기술을 혁신하고 글로벌 경쟁력을 강화한다는 비전 아래 보건복지부가 2024년부터 시행해오고 있다.

한쪽 귀만 안 들려도 알츠하이머 위험 증가

편측 난청도 알츠하이머병 위험 1.49배 높여 10만 명 대규모 코호트에 콕스 비례위험모형 적용 통계적 엄밀성 높여 한재상 교수팀, 대한이과학회 학술대회 ‘우수연제상’ 수상

한쪽 귀만 안 들려도 알츠하이머 위험 증가

가톨릭대학교 은평성모병원(병원장 배시현) 이비인후과 한재상 교수 연구팀(은평성모병원 이비인후과 임소연 임상강사, 서울성모병원 직업환경의학과 이종인 교수)이 10만 명 대규모 코호트 연구를 통해 편측성 난청이 알츠하이머병 발생 위험을 1.49배 높일 수 있다는 연구 결과를 14일 발표했다. 이러한 성과로 연구팀은 지난 4월 4일, 백범김구기념관에서 개최된 ‘제72차 대한이과학회 학술대회’에서 우수연제상을 수상했다. 그동안 의학계에서 양측성 난청이 치매 발생의 주요 위험 인자라는 사실은 널리 알려져 있었으나, 편측성 난청의 독립적 알츠하이머병 유발 위험에 대한 객관적인 근거는 부족한 실정이었다. 연구팀은 편측성 난청과 알츠하이머병 발생 위험의 연관성을 확인하기 위해 영국 바이오뱅크에 등록된 101,280명의 대규모 데이터를 활용했다. 대상자의 청력을 정상 청력, 편측성 난청, 양측성 난청으로 분류하고 알츠하이머병에 영향을 줄 수 있는 모든 변수(나이, 성별, 인종, 교육 수준 등 사회경제적 수준, 흡연, 음주, 수면, 비만 여부, 고혈압, 당뇨, 유전적 치매 위험 인자 등)를 보정한 콕스 비례위험모형(Cox proportional hazards model)을 적용해 연구의 통계적 엄밀성을 높였다. 연구 결과 편측성 난청은 정상 청력에 비해 알츠하이머병 발생 위험이 약 1.49배 높은 것으로 나타났다. 양측성 난청의 위험 1.89배보다는 낮지만, 편측성 난청만으로도 알츠하이머병 발생이 유의미하게 증가하는 것으로 확인됐다. 아울러 우측보다는 좌측 편측성 난청이 알츠하이머병 위험과 더 밀접하게 연관될 수 있다는 가능성도 함께 확인했다. 이번 연구는 임상 현장에서 상대적으로 가볍게 여겨지던 편측성 난청도 알츠하이머병 발생 위험을 증가시킬 수 있다는 사실을 규명했다는 점에서 의미가 크다. 또한 10만 명 단위의 대규모 빅데이터 분석을 통해 편측성 난청도 치매 예방 전략 차원에서 적극적인 치료와 관리가 필요함을 제시하며 새로운 연구로 평가받았다. 한재상 교수는 “그동안 진료 현장에서 한쪽 귀는 괜찮다는 인식으로 편측성 난청이 상대적으로 가볍게 여겨지고, 적극적인 개입이 늦어지는 경우가 많았다”며 “이번 연구가 편측성 난청 환자들도 보다 이른 평가와 청각 재활, 체계적인 관리가 필요하다는 점을 알리는 계기가 되길 바란다”고 수상 소감을 밝혔다.

‘근감소증·암 악액질 개선’ 신약 후보물질 개발

KARI 화합물' 경구 투여 시 높은 생체이용률 보이고, 뇌 장벽 투과 효율 높아 중추신경계로의 전달 능력 우수 종양(암 세포) 성장에 영향 미치지 않아 암 환자 적용 가능성 측면에서도 긍정적인 결과로 해석 경북대학교 의학과 배재성 교수 수의학과 진희경 교수팀

‘근감소증·암 악액질 개선’ 신약 후보물질 개발

경북대 연구진이 뇌 시상하부를 활성화해 식욕 부진을 개선하고 근육 소실을 효과적으로 억제하는 차세대 신약 후보물질을 개발했다. 특히 기존 치료제보다 적은 용량에서도 암 환자에게 나타나는 ‘암 악액질’ 관련 증상 개선 가능성을 확인했다. 의학과 배재성 교수와 수의학과 진희경 교수팀은 식욕 조절 호르몬인 그렐린(ghrelin)의 수용체(GHSR-1a)를 표적으로 하는 새로운 저분자 화합물인 ‘KARI 101’과 ‘KARI 201’을 개발하고, 효능을 입증했다고 13일 밝혔다. ▲(왼쪽부터) 배재성 교수, 진희경 교수 근감소증과 암 악액질은 노인이나 암 환자에게서 흔히 나타나는 질환으로, 식욕이 떨어지고 근육이 지속적으로 빠지면서 신체 기능과 생존율을 낮추는 치명적인 원인이 된다. 하지만 기존 치료제는 주로 식욕을 돋우는 데만 치중해 근육을 직접 보존하거나 기능을 회복시키는 데는 한계가 있었다. 연구팀이 개발한 KARI 화합물은 경구 투여 시 높은 생체이용률을 보이고, 특히 기존 치료제 대비 뇌 장벽 투과 효율이 높아 중추신경계로의 전달 능력이 뛰어난 것이 특징이다. 동물 실험 결과, KARI 화합물은 뇌 시상하부의 식욕 조절 신경을 활성화해 음식 섭취를 증가시키고 위 배출과 장 운동을 촉진하는 효과를 보였다. 특히 기존 치료제보다 낮은 용량에서도 이러한 효과가 나타나, 약물 효율성이 확인됐다. 노화 동물 모델과 암 악액질 동물 모델에서는 KARI 화합물이 골격근 감소를 억제하고 근육량을 회복시키는 경향을 보였다. 이와 함께 근위축 관련 유전자 발현을 감소시키고 근육 생성 신호 경로의 활성화가 관찰됐으며, 실제로 운동 능력 평가에서도 유의한 향상이 확인됐다. 더불어 종양(암 세포) 성장에는 영향을 미치지 않아 암 환자 적용 가능성 측면에서도 긍정적인 결과로 해석된다고 연구팀은 설명했다. 배재성 교수는 “이번 연구는 식욕 조절과 근육 대사를 동시에 조절할 수 있는 새로운 치료 전략을 제시했다는 점에서 의미가 크다. 특히 근감소증과 암 악액질에서 삶의 질 개선 가능성을 보여준 만큼, 향후 치료제로의 발전 가능성을 기대하고 있다.”라며, “연구팀은 향후 약물 구조 최적화와 장기 안전성 평가, 임상 적용 가능성 검증 등을 통해 실제 치료제 개발로 이어갈 계획이다.”라고 밝혔다. 연구 결과는 근감소증과 암 악액질 분야의 권위 있는 국제 학술지인 ‘악액질, 근감소증 및 근육 저널(Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle)’ 4월호에 게재됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부, 산업통상부, 보건복지부가 공동 지원하는 국가신약개발사업단(KDDF)의 지원으로 수행됐다.



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무릎 통증 2주 이상 지속되면 관절염 의심
따뜻한 봄 날씨로 야외활동이 많아지면서 평소 무릎 통증 환자들의 각별한 주의가 필요하다. 준비 없이 시작한 외부 활동은 관절 건강을 악화시키는 원인이 될 수 있기 때문이다. ‘반복적인 충격’과 ‘잘못된 휴식 자세’ 주의해야 퇴행성 무릎 관절염은 관절을 보호하는 연골의 점진적 손상이나 퇴행성 변화로 발생한다. 연골은 한 번 손상되면 재생이 어려워 무릎을 반복적으로 굽히고 펴거나 과도한 하중이 가해지면 증상이 더욱 악화된다. 경희대병원 정형외과 박철희 교수는 “가파른 경사를 오르내리는 등산이나 딱딱한 지면에서의 달리기는 체중의 5~7배에 달하는 충격을 무릎에 전달하는 격”이라며 “바닥에 쪼그려 앉거나 양반다리 자세 역시 무릎 관절의 굴곡 각도를 깊게 만들어 압력을 ▲ 박 철희 교수 극대화하기 때문에 관절염 환자라면 피해야 한다”고 말했다. 무릎 통증이 있다고 해서 활동을 지나치게 줄이는 것도 바람직하지 않다. 활동량 감소는 오히려 관절 주변 근육을 약화시켜 무릎에 가해지는 부담을 증가시키고 질환을 악화시킬 수 있다. 따라서 올바르고 적절한 운동으로 무릎의 근육을 키우고, 연골을 보존하는 것이 중요하다. 박철희 교수는 “야외 활동 전에는 무릎 주위의 근육을 충분히

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병원협회 첫 여성 회장 탄생…‘유경하’ 이화여대의료원장
병원계를 이끌 제43대 수장에 유경하 이화여자대학교의료원장(사진)이 당선됐다. 감사에는 이철희 중앙대의료원장과 김철 부산고려병원 이사장이 선출됐다. 대한병원협회는 4월 10일 코엑스 그랜드볼룸에서 에서 ‘제67차 병협 정기총회’를 개최하고 제43대 회장 선거를 진행했다. 제43대 병협 회장 선거는 유경하 후보(기호 1번, 이화여자대학교 의무부총장 겸 의료원장)와 이왕준(기호 2번, 명지의료재단 이사장) 후보의 2파전으로 치러졌다. 지역별·직능별 총 40명의 임원선출위원 투표 결과 유경하 후보가 과반수 이상의 지지를 받아 제43대 병협 회장으로 당선됐다. 유경하 제43대 회장 당선인의 임기는 5월 1일부터 2년간이다. 유경하 회장 당선인은 당선 소감을 통해 “대한병원협회를 상생과 신뢰를 기반으로 병원계 전체의 지속가능한 발전을 이끄는 조직으로 재편하겠다”고 밝혔다. 이어 “상급종합병원과 중소병원, 공공과 민간을 아우르는 ‘상생 협력’ 체계를 구축해 일부에 편중된 정책이 아닌 병원계 전체를 위한 구조적 해법을 마련하겠다”고 강조했다. 특히 “지역과 필수, 공공의료 문제 해결을 위해 현장 중심의 소통을 강화하고, 정부와의 정례 협의체를 통해 정책 실행력을 높이겠다

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국립암센터, ‘희귀암정보포털’ 오픈, 정보 불균형 해소 본격화
국립암센터(원장 양한광) 희귀암연구사업단(단장 김준혁)은 희귀암 환자와 가족에게 정확한 건강정보를 제공하고 전문 의료진과의 연결을 지원하기 위한 ‘희귀암정보포털(rarecancer.kr)’을 구축해 공식 오픈했다고 2일 밝혔다. 희귀암은 개별 질환의 발생 빈도가 낮아 정보 접근이 어려워 환자들은 진단과 치료 과정에서 어려움을 겪어왔다. 현재 국내 환자들은 인터넷 검색이나 온라인 커뮤니티를 통해 제한적이고 검증되지 않은 정보를 얻는 경우가 많아, 신뢰할 수 있는 공공 정보 플랫폼 구축의 필요성이 지속적으로 제기되어 왔다. 이에 국립암센터 희귀암연구사업단은 미국 국립보건원(NIH)의 GARD*와 미국 희귀질환 단체 NORD** 등 해외 공식 정보를 참고하고 국내 희귀암 연구그룹과 협업을 통해 국내 실정에 맞는 공익적 희귀암 정보 제공 플랫폼을 구축했다. 희귀암정보포털은 ▲희귀암 질병정보 검색부터 임상시험 정보연계 ▲환우회 및 커뮤니티 정보 ▲전문 의료진 및 병원 검색 ▲온라인 상담(Q&A) 서비스 등 환자에게 통합 서비스를 제공한다. 또한 국립암센터 발전기금과 연계된 후원 시스템을 갖추어 희귀암 치료를 위한 사회적 관심도 함께 독려할 예정이다. 이번 포털

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