AI 정밀 의료와 맞춤형 치료

AI, 의료의 미래를 다시 쓰다
AI와 정밀 의료의 만남은 개인 맞춤형 치료 시대를 여는 혁명적 전환점이다. 유전체 분석, 질병 예측, 희귀 질환 진단, 약물 개발, 정신 건강 관리, 로봇 수술 등 의료 전반에 걸쳐 AI가 어떻게 적용되고 있는지 구체적 사례와 함께 탐색한다. AI는 대규모 의료 데이터를 빠르고 정밀하게 분석해 각 환자에게 최적화된 치료법을 제시하며, 의료의 정확성과 효율성을 동시에 끌어올린다. 동시에 의료 접근성을 높이고, 웨어러블 기술 및 디지털 치료제와의 결합으로 실시간 건강 관리와 예측적 대응을 가능케 한다.
그러나 이러한 기술 발전은 개인정보 보호, 윤리, 투명성 등 새로운 과제를 동반하며, 기술의 효과적 적용을 위해서는 규제와 협력, 교육이 병행되어야 한다. 이 책은 AI가 의료 기술의 도구를 넘어 의료인의 ‘동반자’로 자리 잡는 과정을 균형 있게 보여 주며, 정밀 의료의 미래가 어떤 모습이어야 하는지를 함께 고민하게 만든다.

AI는 유전체 분석, 질병 예측, 맞춤형 치료를 통해 의료의 정밀성과 효율성을 높이고 있다. 기술의 실제 적용 사례부터 윤리, 보안, 제도적 과제까지 폭넓게 조망하며, 의료의 미래를 새롭게 그려낸다. 인공지능총서. aiseries.oopy.io에서 필요한 인공지능 지식을 찾을 수 있다.

고범석
울산대학교 서울아산병원 교수다. 울산대학교에서 의학박사 학위를 받았다. 대한의료인공지능학회, 대한3D프린팅융합의료학회 창립 멤버로 의료 인공지능과 의료 3D 프린팅 활용에 대해 연구하고 있다. 세계 최초로 ‘3D 프린팅 유방암 수술가이드’(2015)를 개발해 보건복지부장관상(2021)을 수상했으며, 정밀 수술을 위한 인공지능, 로봇, 3D 프린팅 기술 융합을 고도화하고 있다. 보건복지부 산하 전문평가위원회, 신의료기술평가위원회에서 위원장을 맡아 최신 의료 기술의 요양 급여 여부를 평가하고 있다. ‘맞춤형 수술가이드 및 맞춤형 수술가이드 생성 방법 및 생성 프로그램’(2018), ‘인체 주입용 보형물 및 그 제조 방법’(2018) 등 14개의 국내외 특허를 출원, 등록했다. 주요 저서로는 《AI와 의료 임상》(2024), 《의료 인공지능 백서》(2020), 《유방암 환자를 위한 치료 안내서 4∼8판》(2010∼2022) 등이 있다. “Use of the Da Vinci SP surgical system in robot-assisted nipple-sparing mastectomy: a single-center, retrospective study”(2025) 등 100편 이상의 논문을 SCI 등재 학술지에 게재했다.

AI와 정밀 의료의 새로운 지평

01 유전체 데이터와 AI
02 AI 기반 희귀 질환 진단 및 정밀 치료 혁신
03 환자 데이터 통합과 분석
04 AI를 활용한 약물 재창출과 맞춤형 적용
05 정신 건강과 AI 맞춤형 치료
06 AI와 면역 치료
07 AI 기반 디지털 헬스케어
08 AI와 로봇 수술
09 정밀 의료와 AI의 경제적 영향
10 AI 정밀 의료의 윤리적 쟁점과 의료 데이터 보안

AI는 개인의 유전체 정보와 생활 습관 데이터를 종합적이고 심층적으로 분석함으로써 개인별 질병 발병 위험을 보다 정밀하게 예측하고, 그에 맞는 맞춤형 예방 전략을 체계적으로 제시한다. 이를 통해 개인은 자신의 건강 상태를 더욱 정확하고 구체적으로 파악할 수 있으며, 이를 바탕으로 건강한 생활 습관을 일관되게 유지함으로써 질병을 사전에 예방하고 전반적인 건강 수준을 지속적으로 증진할 수 있다. AI는 단순히 데이터를 분석하는 데 그치지 않고, 예방의 전(全) 단계에 적극적이고 선제적으로 개입하여, 질병이 발생하기 전에 예방 가능한 다양한 조치를 취하도록 돕는다. 예컨대 유전적 소인에 따라 특정 질병의 위험이 높다면 AI는 개인의 생활 패턴과 환경적 요인을 고려한 맞춤형 식단, 운동 계획, 또는 생활 습관 개선 방안을 제안하며, 실시간으로 건강 상태를 모니터링하여 필요시 즉각적인 조언을 제공한다. 이러한 AI 기반의 접근은 개인이 자신의 건강에 대한 책임감을 높이고, 장기적으로 더 나은 삶의 질을 유지할 수 있도록 동기를 부여하는 역할을 한다.
－01_“유전체 데이터와 AI” 중에서

차세대 염기 서열 분석(NGS) 기술이 발달하면서 유전체 데이터를 쉽게 확보할 수 있게 되었다. 이러한 유전체 데이터는 개인별 질병 위험도 예측, 약물 반응 분석, 새로운 치료 표적 발굴 등 다양한 분야에 활용된다. 특히 생물체 한 종의 모든 유전 정보를 담은 전장 유전체 연관 연구를 통해 다양한 질병 관련 유전자들이 밝혀졌으며, 이러한 유전자ᐨ질병 간의 연관성 연구와 이를 실제 임상에 적용하는 것의 중요성이 날로 커지고 있다(Sonehara & Okada, 2021). 암 분야에서도 종양 유전체 분석을 통해 맞춤형 치료 전략을 수립하는 사례가 증가하고 있다.
－03_“환자 데이터 통합과 분석” 중에서

암 치료 과정에서는 다양한 유형의 데이터가 생성된다. 이러한 데이터를 활용한 다중 모달 분석은 복잡한 질병을 다루는 임상 현장에 매우 적합하다. 정확한 진단과 개인 맞춤형 치료에 대한 필요성이 증가함에 따라 데이터를 효과적으로 사용하는 것이 점점 더 중요해지고 있다. 딥 러닝의 성공은 의료 AI 분야에서 종양 진단과 치료 기술을 크게 발전시켰다. 다중 모달 융합 방식은 종양학에서 데이터를 통합하는 강력한 도구로서 큰 잠재력을 가지고 있다.
－06_“AI와 면역 치료” 중에서

AI를 통한 자동화된 기록 업데이트 기능은 의료진이 수작업으로 처리해야 했던 반복적인 문서 작업을 줄여 준다. 또한 최적화된 예약 시스템은 환자들의 대기 시간을 최소화하여 병원 내 운영 흐름을 원활하게 만든다. 의료진은 행정 업무에 소요되는 시간을 줄이고, 환자 진료와 같은 핵심적인 의료 활동에 더 많은 시간을 할애할 수 있게 된다. 결과적으로 AI는 치료 품질을 한층 더 향상하는 데 중요한 역할을 하며, 환자 만족도를 높이고 의료 서비스의 전반적인 신뢰도를 강화하는 데도 기여한다. 이러한 AI 기술의 도입은 의사 그룹이 보다 효율적이고 환자 중심적인 의료 환경을 조성하는 데 큰 도움이 되고 있다.
－09_“정밀 의료와 AI의 경제적 영향” 중에서