서울아산병원, 환자정보 보호형 신장 CT 인공지능 모델 개발

이상욱 서울아산병원 마취통증의학과 교수(왼쪽)과 서준교 비뇨의학과 교수. [사진=서울아산병원]

[이뉴스투데이 김진영 기자] 환자 개인정보 유출 우려 속에서도 의료영상 분석에 인공지능(AI)을 안전하게 적용할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

서울아산병원은 이상욱 마취통증의학과 교수와 서준교 비뇨의학과 교수팀이 동형암호(Post Quantum Cryptography) 기술을 활용해 환자 CT 데이터를 암호화한 상태 그대로 분석하는 인공지능 모델을 구현했다고 30일 밝혔다.

이번 모델은 신장 CT 영상을 기반으로 정상·낭종·종양을 분류하는 딥러닝 알고리즘으로, 분석 정확도를 나타내는 AUC 값이 0.97~0.99에 달해 비암호화 모델과 사실상 차이가 없는 성능을 보였다.

동형암호는 데이터를 열지 않고도 연산이 가능해 ‘금고를 열지 않고 내부에서 작업하는 로봇 팔’에 비유된다. 연구팀은 국내 암호학자들이 개발한 ‘CKKS 스킴(Cheon–Kim–Kim–Song)’을 적용해 실수 연산까지 암호화 상태로 처리할 수 있도록 했다.

비암호화 딥러닝 모델을 먼저 학습한 뒤 암호화 환경에 맞게 구조를 변환하고, GPU 기반 연산 최적화 기법을 도입했다. 그 결과 이미지 크기가 약 500배 커지고 연산 속도가 느려졌음에도 1~2분 이내 분석이 가능했다.

연구에는 총 1만2446장의 신장 CT 영상(정상 5077장, 낭종 3709장, 종양 2283장)이 활용됐다. 이번 성과는 북미영상의학회 학술지 Radiology: Artificial Intelligence (피인용지수 13.2)에 게재됐다.

이상욱 교수는 “고성능 하드웨어 발전과 알고리즘 최적화가 이뤄지면 개인정보 보존형 의료영상 분석의 표준으로 자리 잡을 수 있다”고 설명했다. 서준교 교수도 “법적·윤리적 부담을 줄이면서 AI 진단을 활성화할 수 있는 기반 기술”이라고 강조했다.

한편 이번 연구는 서울아산병원 생명과학연구원과 과학기술정보통신부, 한국연구재단, 국가정보통신산업진흥원의 지원으로 수행됐다.