POSTECH(포항공대)은 박성민 창의IT융합공학과 교수 연구팀이 AI 강화학습을 활용해 당뇨 환자에 투여할 인슐린을 계산하는 알고리즘을 개발했다고 17일 밝혔다. 

당뇨 환자는 소변에 다량의 당분이 섞여 나오는 증상을 보인다. 우리 몸은 포도당을 주 에너지원으로 사용한다. 이 포도당을 몸속 세포들이 잘 사용할 수 있도록 조절하는 호르몬이 인슐린이다. 췌장에서 분비된다. 이 인슐린 분비가 정상적으로 이뤄지지 않거나 분비량이 부족하면 당뇨병이 생긴다. 당뇨병은 제1형과 제2형으로 나뉜다. 제1형은 몸속에서 인슐린을 생산할 수 없는 상태이고 제2형은 혈당을 낮추는 인슐린 기능이 떨어져 세포가 포도당을 효과적으로 연소하지 못하는 상태를 일컫는다. 당뇨가 생기면 눈, 신장, 신경 등에 문제가 생기고 합병증도 발병한다.

제1형 당뇨병 환자는 인슐린이 거의 분비되지 않기 때문에 매일 인슐린을 주사해야 한다. 특히 섭취 음식 속 탄수화물 양을 매번 확인해 그에 맞는 인슐린 양을 계산하고, 식사 전 미리 주사해야 하는 번거로움이 있다. 이 때문에 자가 인슐린 치료를 도와주는 '인공 췌장'이 시판되고 있지만 식사 정보를 매번 입력해야 하는 한계가 있다. 

POSTECH 연구팀은 인공 췌장에 AI 학습을 시켰다. 학습 결과 미국 식품의약국(FDA) 승인 가상 제1형 당뇨병 환자에서 하루 평균 89.56%의 정상 혈당 범위를 유지하는 것을 확인했다. 이는 식사량을 입력하는 기존 인공췌장 알고리즘에 버금가는 성능으로, 식사 정보 없이도 자동화 측면에서 높은 혈당 관리 성능을 보인 것이다.

연구팀은 "AI 알고리즘은 환자가 매번 식사량을 따로 입력하는 번거로움 없이 맞춤형으로 혈당 관리를 가능하게 한다"면서 "이 알고리즘은 약물을 기반으로 한 다른 치료에도 적용, 확장할 수 있을 것"이라고 강조했다. 

연구팀은 현재 동물모델을 활용한 전임상 시험을 진행 중이다. 이번 연구는 국제학술지 IEEE JBHI(IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics) 최신 호에 특집 논문으로 게재됐다.