현미경이 필요 없는 디지털 병리란? (Digital Pathology)

 

지난번 포스팅에서 병원에서 사용되는 다양한 IT 기술들에 대해서 이야기하면서 DP라는 시스템을 이야기 한 적이 있습니다.

DP는 우리말로 '디지털 병리'라고 이야기하는 기술로서, Digital Pathology의 약자입니다.

병리학은 질병에 대해서 연구하는 의학으로서 진단 테스트 및 치료에 대한 조언에서 최첨단 유전 기술의 사용이나 질병 예방에 이르기까지 환자 관리의 모든 측면을 뒷받침합니다.
병리학에서 일하는 의사와 과학자는 질병과 질병의 전문가들로서 그들은 전문 지식을 사용하여 의사에게 일반적인 질병을 치료하는 올바른 방법을 안내하는 것부터 최첨단 유전 기술을 사용하여 생명을 위협하는 상태의 환자를 치료하는 것까지 의료의 모든 측면을 지원합니다.

약간은 넓고 범용적인 의미로 말씀드렸는데 국내 병원에서 일반적으로 이야기하는 pathology는 진단 검사 등을 시행하는 진료 업무입니다.
검체를 체취하고 분석하여 진단하는 분야로서 흔히 유리 사이에 검체 슬라이스 표본을 넣고 현미경으로 관찰하는 형태의 모습을 우리는 TV 등에서 흔히 볼 수 있습니다.
그런 활동을 하는 부분에 ICT 기술을 도입한 것이 디지털 병리입니다.

쉽게 말해서 과거에는 환자의 검체를 현미경으로 관찰하였고, 검체 슬라이드 자체는 병원의 어딘가에 잘 보관해야 하는 것이 법적으로 정해진 절차였습니다.
따라서 해당 검체를 보관하기 위한 물리적인 공간이 필요했고 검사가 필요한 검체를 찾아서 옮기고 그것을 현미경으로 관찰하는 등의 행위가 필요했습니다.

하지만 디지털 병리 시스템을 구축하고 나면 표본 이미지를 고해상도 이미지 파일로 스캔을 뜨게 됩니다.
고해상도 이미지이기 때문에 아주 크게 확대해서 세밀하게 관찰하는 것이 가능하고 네트워크를 통해 해당 이미지 파일을 관리하면 되기 때문에 물리적인 보관 공간도 필요하지 않습니다.
물리적인 표본 슬라이드를 사람이 찾아서 옮기는 일도 필요하지 않습니다.

여러 가지 장점이 있기 때문에 최근에 많은 병원이 이미지 기반의 차세대 디지털 병리 플랫폼을 구축하는 추세입니다.

 

고해상도 이미지 스캔을 통한 디지털 병리(DP) 시스템

 

 

 

DP의 도입을 통해 기존 병리 진단의 한계를 극복하고 유기적인 시스템 연계를 통해 업무 효율성 역시 크게 향상하며 추후 장기적으로 AI를 비롯한 시스템의 확장까지 도모하게 됩니다.

디지털 병리를 구축하기 위해서는 소프트웨어뿐만 아니라 고해상도 이미지로 스캔하여 파일을 만들어 낼 수 있는 특수한 스캐너 장비가 필요합니다.
따라서 기존에 광학 관련 사업을 하던 업체들이 해당 스캐너 개발 및 디지털 병리 구축 사업을 많이 진행하고 있습니다.

대표적으로 필립스나, 카메라 렌즈에 대해서 아시는 분들이 좋아하는 라이카, 국내 PACS 시스템의 대표주자인 인피니트 같은 업체들이 다른 여러 업체와 컨소시엄을 구성하면서 DP 구축 사업을 진행하는 중입니다.

디지털 병리 구축은 위에서 언급 한 대로 하드웨어 인프라 구축 및 관련 인터페이스 구축이 상당히 중요한 시스템입니다.
최소한 다음과 같은 4가지 항목은 잘 챙기면서 진행해야 합니다.

1) 종류가 다른 이 기종 스캐너 장비들의 인터페이스 구축이 가능해야 하고 병리 데이터 획득에 필요한 비용이나 시간을 최소화할 수 있어야 한다.
2) 디지털 병리 통합 이미지 관리 시스템의 구축이 필요하고 진단에 필요한 병리 데이터의 실시간 검색 및 활용이 가능하도록 시스템을 구성해야 한다.
3) 병원의 기관계 시스템과 디지털 병리 시스템 간 인터페이스를 최적화하여 구성해야 하고 임상 및 영상 정보의 연동으로 정밀하고 정확한 데이터의 공유가 필수적으로 보장되어야 한다.
4) 빅 데이터를 활용한 AI 기반의 진단 보조 및 연구, 교육 등에 사용될 플랫폼의 토대를 구축해야 하고 신의료 기술의 개발에 도움이 될 수 있도록 시스템 구축 초기 단계부터 지속해서 고민해야 한다.


실제 디지털 병리를 도입하여 활용하는 국내 대형병원의 도입 효과를 보면 다음과 같은 장점들이 있었습니다.

1) 염색 슬라이드 진단 시 매우 높은 정확도를 가지고 정확하게 진단할 수 있었고 위내시경 생검 시 헬리코박터균 감염을 진단 할 수 있었다.
2) 디지털 병리 시스템 오픈 이후 초기에는 기존 유리 슬라이드의 대출 건수에 큰 변화가 없었지만 약 6개월 이후부터 유리 슬라이드의 대출 건수가 감소하기 시작하여 물리적인 슬라이드 보관 공간에 대한 절약 및 대출 관련 업무량 감소 효과가 있었다.
3) 학술 연구 및 교육적인 측면에서 필요한 슬라이드들을 그룹화하여 폴더에 모아서 분류할 수 있고 관련 사용자들에 대하여 접근 권한을 주는 식으로 보안에 대한 기능도 활용하며 공유할 수 있어서 큰 도움이 되었다.
4) 유리 슬라이드를 검색하고 찾는 과정을 생략하여 신속하게 이미지에 접근할 수 있었고 양질의 슬라이드 이미지를 보며 다양한 증례를 공부하며 교육적 경험을 쌓을 수 있었다.
5) 병원 내의 어디에서는 디지털 병리 시스템에 접속하여 이미지를 보여줄 수 있기 때문에 병리 의사의 불필요한 업무들이 감소하였다.
6) PACS 시스템을 활용하는 영상의학과와 같이 환자에 대한 과거 슬라이드 이미지도 미리 준비할 필요 없이 쉽게 조회하며 이야기를 나눌 수 있고 타과 의사들의 학술회의 진행할 때에도 바로 이미지를 제공할 수 있어 만족도 및 정확도 향상에 크게 기여하였다.

 

 

위와 같이 고해상도 이미지 스캔을 통한 디지털 병리 시스템 구축은 여러 가지로 병원의 진료 및 업무 환경을 크게 개선해 줍니다.

디지털 병리의 도입은 긍정적인 효과를 기대할 수 있는 만큼 많은 병원이 관심을 가지고 있지만, 역시 비용적인 측면이 가장 큰 단점이라고 할 수 있겠습니다.

사업을 제안하는 업체나 제안 요청을 하는 병원의 규모나 상황에 따라 도입 비용은 크게 차이가 나겠지만, 고해상도 스캐너 장비와 큰 용량의 고해상도 이미지들을 보관해야 하는 스토리지 인프라, 네트워크 및 보안 솔루션 등을 고려하면 소프트웨어 개발 비용을 떠나서 하드웨어부터 이미 상당한 도입 비용이 필요한 것이 현실입니다.

하지만 추후 기술 발달이 비용의 감소로 이어진다면 클라우드 등을 활용하는 다양한 형태의 보다 저렴한 디지털 병리 서비스가 개발될 가능성이 크기 때문에 앞으로도 많은 병원이 도입하고 확장될 것은 거의 확실해 보입니다.

이상 Digital Pathology 시스템에 대해서 간단하게 공유해 드렸습니다.

제 블로그의 대부분의 포스팅이 그렇지만,
디지털 병리 역시 기대효과나 실제 도입 사례 등을 보다 구체적으로 공유해 드리고 싶지만, 내부 정보 등이 포함될 가능성이 크기 때문에 일반적인 내용만 간략하게 정리해 보았습니다.

감사합니다. ^^