“초음파 진단기가 못 본 것도 보여 드립니다”

초음파 진단기는 MRI나 X레이 등 다른 의료 영상 장치에 비해 몇 가지 장점이 있다. 인체에 해롭지 않고, 휴대가 가능하며, 가격이 저렴하다는 것이 큰 특징이다. 이 때문에 세계적으로 광범위하게 보급되어 있다.

초음파 진단기는 그러나 더 개선해야 할 한계도 있다.

영상이 흐릿해 알아보기가 쉽지 않고, 주관적 경험에 의존해 판독해야 하며, 촬영한 인체 조직에 대한 정보도 충분하지 않다.

배럴아이 김명기 공동창업자는 이런 한계를 극복하고자 한다.

■ 배럴아이라는 심해어를 아시나요?

배럴아이(barreleye)는 빛이 잘 들어오지 않는 깊은 바다에 사는 심해어다. 수심 400~2,500m에 서식한다. 대서양 동부(기니만)·태평양 서부(일본·오스트레일리아· 뉴질랜드)·열대 인도양 등에 분포하며 생김새가 기괴하다.

두개골이 투명하며 눈은 커다란 원동형인 게 특징다. 미세하게 들어오는 빛을 모아 사물을 분별하기 위해 독특하게 진화한 것이다.

“우리 회사의 비전은 ‘Beyond Ultrasound: Seeing the Unseen'이에요. 현재의 초음파 진단기로는 볼 수 없었던 것을 볼 수 있도록 해주는 솔루션을 내놓는 것이죠. 우리의 일이 빛이 거의 들어오지 않는 심해에서 배럴아이가 사물을 보는 것과 비슷하다고 생각했죠. 그래서 회사이름도 배럴아이로 지었어요.”

■ 초음파 영상에서 보이지 않는 것들

초음파는 주파수 20kHz 이상의 음파다. 사람 귀로는 들을 수 없다. 이 음파를 인체 내부로 전파시키면 체내 연조직과 부닥친 뒤 반사하게 된다. 반사는 조직에 따라 다르다. 그렇게 반사된 음파를 통해 영상을 얻는다.

이 영상으로 조직의 크기나 특성을 알 수 있다.

“초음파 영상은 눈으로 볼 수 없는 인체 내부 조직을 보여주죠. 조직에서 반사된 음파를 영상으로 바꾸는 방식으로 볼 수 있는 거죠. 그런데 반사된 음파를 영상으로 바꿀 때 소실된 정보도 적지 않아요. 영상으로 바꾸는 과정에서 음파 전체를 사용하는 게 아니라 음파 윤곽만 사용한다고 보면 이해하기 쉽죠.

실제 음파의 파동은 획득된 영상보다 훨씬 미세하고 더 많은 정보를 가지고 있는데 많은 부분이 생략된 셈이죠. 영상은 또 형태학적 정보만 가지고 객관적이기보다는 주관적 경험으로 판독하고 진단할 수밖에 없어요.”

■“AI를 통해 소실된 정보까지 정량적으로 보여줍니다”

배럴아이가 하고자 하는 일은 인공지능(AI)을 이용해 초음파 진단기에서 소실된 정보까지 더해 조직 특성을 정량적으로 제시하는 것. 흐릿한 형태학적 흑백 영상을 조직의 생태학적 특성을 반영한 칼라 영상으로 바꿔주고, 무엇보다 세포의 병리학적 변화에 민감한 바이오마커(biomarker)를 복원했다.

“초음파 영상을 통한 진단에 필요한 바이오마커를 정량적으로 제시할 수 있다는 게 가장 큰 특징이고, 이를 세계 최초로 상용화했다고 보시면 됩니다. 이를 테면 양성종양인지 악성종양(암)인지를 진단할 때 과거에는 형태학적 영상을 보고 의사의 주관적인 축적된 경험을 통해 판단해왔다면 우리 솔루션은 그 판단의 지표, 즉 바이오마커를 정량적으로 제시해주는 것이죠.

바이오마커는 크게 네 가지인데, 음파가 조직에서 반사되는 속도, 음파가 소실되는 정도, 세포의 크기, 일정 공간에서 세포의 양 등이 그것입니다. 이 지표를 수치로 측정해 양성종양인지 악성종양인지를 판별할 수 있게 해주죠.

임상 결과 우리 솔루션을 덧붙이게 되면 초음파 진단기만 쓸 때보다 진단정확도(Diagnostic performance)가 90%에서 95%로 5% 포인트 높아지고, 진단에 드는 시간은 14초에서 4초로 71% 단축되는 것으로 나왔어요.”

배럴아이는 이 초음파 진단 보조 솔루션을 유방암 진단에 먼저 투입하고, 추후에 지방간 심장질환 폐질환 등에도 투입할 계획이다.

■ 카이스트 연구소 기반의 기술 창업

배럴아이는 KAIST 연구소 기반 기술 스타트업이다. 배현민 KAIST 전기 및 전자공학부 교수가 창업자이자 대표이사(CEO)를 맡았다. 배 교수는 KAIST 창업원장이기도 하다. 그동안 여러 기술 기업 창업에 관여했다.

김명기 공동창업자는 배 교수의 제자다. 사내 직함은 수석. 기술 분야를 총괄한다. 김 수석은 카이스트에 입학하면서 즐겁게 기술을 개발하고 그것이 인류에 도움이 되는 방향을 고민해왔다고 한다. 그러던 중 배 교수가 여러 제자와 연구실 창업을 하고 그 아이템이 인류에 도움이 된다는 사실을 발견했다.

김 수석은 그 길로 배 교수 연구실에 인턴으로 들어가 이후 석박사 과정까지 마쳤다.

정량적 초음파 진단 솔루션은 그 과정에서 얻은 아이템이다. 세계적으로 필요성이 제기되고 논문도 다수 나왔지만 상용화되지 않았다는 사실에 주목했다. 2016년부터 개념을 잡고 3년 여간 온갖 시행착오 끝에 2018년부터 본격적인 모델 설계에 나설 수 있었다. 그리고 이 아이템으로 2021년에 본격 창업했다.

이 과정에서 논문 15건을 발표했으며 국내외 특허 14건을 등록했다.

배럴아이는 아직 매출이 발생하지 않고 있다. 오는 8월 식약처 인허가를 완료할 예정이며 이후 매출이 발생할 것으로 보고 있다. 올해 5억원, 2025년 20억원, 2026년 50억원, 2027년 250억원 등으로 매출이 늘어날 것으로 보고 있다. 2025년 하반기에는 미국 FDA 승인도 받을 수 있을 것으로 예상되고 있다.

"서비스 창업보다는 기술 창업을 하고 싶었어요. 아이디어보다는 원천 기술에 기반한 창업이 더 안정적이라고 본 것이죠. 우리가 세계 최초로 상용화한 기술로 초음파 진단의 패러다임을 변화시킬 수 있다는 데 보람을 느껴요."

출처 : ZDNET