수술실에서 3분 만에 암세포 분석: 인베니오, 엣지 AI 병리 시스템 개발

조직 검사를 받고 결과를 기다리는 몇 주는 환자에게 가장 피를 말리는 시간입니다. 특히 전이 속도가 빠른 암의 경우 이 대기 시간은 치료의 골든타임을 갉아먹기도 합니다. 실리콘밸리의 의료기기 스타트업 인베니오 이미징(Invenio Imaging)은 이 과정을 수술실 안에서 단 3분 만에 끝내는 인공지능 솔루션을 개발하고 있습니다.

병리 검사실로 검체를 보내 분석 결과를 받기까지 걸리던 수주 간의 과정을 집도의 바로 옆으로 가져온 것입니다.

수술실 안으로 들어온 소형 병리 시스템

일반적인 수술 조직 검사는 떼어낸 조직을 화학 처리하고 염색해 병리과 의사가 현미경으로 판독하는 복잡한 경로를 거칩니다.

인베니오의 NIO 레이저 이미징 시스템은 방금 떼어낸 신선한 생검 조직을 수술실 현장에서 즉시 고해상도 디지털 이미지로 스캔합니다. 이 장비는 2021년 유럽 CE 인증을 획득해 미국과 유럽에서 이미 수천 건의 수술에 쓰였습니다.

여기에 인베니오는 엔비디아 젯슨 오린(Jetson Orin) 엣지 모듈과 TensorRT SDK를 결합하고 있습니다. 이미지를 보여주는 데 그치지 않고, 엣지 AI가 현장에서 거의 실시간으로 암세포 유무와 유형을 추론해 주는 구조입니다.

모델 훈련에는 수천만 개의 파라미터가 적용된 신경망과 엔비디아 RTX A6000 GPU 클러스터가 사용됩니다. 크리스 프로이디거 최고기술책임자는 대용량 VRAM 덕분에 방대한 고화질 병리 이미지를 한 번에 처리하며 미세한 세포 특징을 잡아낼 수 있었다고 설명합니다.

90초 만에 93% 정확도로 암 진단

연구 성과도 구체적입니다. 뇌종양 분석 툴인 NIO Glioma Reveal은 유럽에서 임상 사용 승인을 받았고 미국에서는 연구용으로 쓰이고 있습니다.

미시간대, 뉴욕대, UCSF, 빈 의과대, 쾰른대 병원 공동 연구팀은 최근 이 시스템을 활용해 90초 만에 93%의 정확도로 종양 바이오마커를 식별하는 딥러닝 모델을 발표했습니다. 분자 아형까지 빠르게 분석할 수 있어 항암치료 반응을 예측하거나 수술 중 절제 성공 여부를 판단하는 데 쓰입니다.

또한 인베니오는 올해 존슨앤드존슨의 폐암 이니셔티브와 손잡고 폐 생검용 AI인 NIO Lung Cancer Reveal 개발에 착수했습니다. 미국에서만 매년 150만 명 이상에게 발견되는 폐 결절 환자를 돕기 위한 프로젝트로, 임상 연구를 거쳐 미국 FDA 승인을 신청할 계획입니다.

왜 중요한가

우리는 인베니오의 강점이 무거운 AI 모델을 자랑하는 대신 수술대 바로 옆이라는 극단적인 엣지 환경에 진단 기능을 구현한 점에 있다고 봅니다.

수술실에서 집도의에게 가장 중요한 질문은 암 조직을 완전히 도려냈는지, 추가 절제가 필요한지 여부입니다. 이를 수술 도중 3분 안에 확인할 수 있다면 불필요한 정상 조직 절제를 줄이고 환자가 재수술을 받아야 하는 위험을 크게 낮출 수 있습니다.

기존 의료 AI가 방사선과나 병리과의 판독 보조 소프트웨어에 머물렀던 것과 비교하면 수술 현장의 병목을 직접 겨냥했다는 점에서 실질적인 가치가 큽니다.

다만 수술 중 절제 범위를 결정하는 일은 실패 비용이 치명적입니다. 93%의 정확도는 빠른 스크리닝용으로는 우수하지만, 실제 수술 결정에 전적으로 의존하기에는 남은 오진율에 대한 부담이 존재합니다. 결국 향후 FDA 임상에서 얼마나 일관된 신뢰성을 증명해 내느냐가 보급의 분수령이 될 것으로 보입니다.