▲ 출처=freepik  © 특허뉴스

 

“GPT야, 우리 엄마가 갑자기 심한 두통을 호소하고 있어. 어떻게 해야 하지?”

 

2024년 12월, 한 사용자의 이 간절한 질문에 GPT가 뇌졸중 가능성을 경고했고, 병원에서는 실제로 뇌경색 진단이 내려졌다. 이는 단순한 에피소드가 아니다. 지금 미국 의료 시스템에서는 AI가 생명을 구하는 실질적 의사로 자리잡아가고 있다. 단순한 보조도구에서 진단을 넘어 예측과 처방까지 가능해진 이 기술의 물결은 특허 데이터 속에서도 명확히 드러난다.

 

AI 의료진단 시장, 10년 새 5배 성장… “이제는 선택이 아닌 필수”

 

버티컬 AI 기업 워트인텔리전스가 발간한 'AI 기반 의료진단 특허 분석: 2025년 미국 시장 선도기업과 핵심 기술동향' 리포트에 따르면, 글로벌 리서치 기업 Statifacts가 2024년 2월 발표한 보고서에서 미국 AI 기반 의료진단 시장은 2025년 1조 500억 원 규모에서 2034년까지 5조 7,000억 원으로, 연평균 20.7% 속도로 성장할 것으로 전망했다. 이는 세계 스마트폰 시장 성장률의 3배 이상 달하는 수치다.

 

▲ 2024년부터 2034년까지의 미국 진단 분야 인공지능 시장 규모(단위 : 백만 달러)(출처=Statifacts)  © 특허뉴스

이 같은 폭발적 성장에는 세 가지 요인이 있다.

첫째, 영상의학 분야의 방사선과 전문의 부족과 둘째, 당뇨병 환자만 미국 내 3,700만 명 이상 늘러나는 등 만성질환자 급증, 셋째, 미국 FDA는 AI 의료기기 승인 절차를 6개월 이내로 단축, AI 산업 성장을 가속화했다.

 

특허로 본 기술 트렌드... ‘치료’에서 ‘예측’으로

 

▲ 출처=워트인텔리전스  © 특허뉴스

2014~2024년 미국에서 출원된 AI 의료진단 관련 특허 10년치를 분석한 결과, 기술 패러다임은 ‘진단 중심’에서 ‘예측 중심’으로 전환되고 있다.

 

2014년부터 2024년까지 미국에 출원된 AI 의료진단 관련 특허를 기반으로 SNA(Social Network Analysis, 사회연결망 분석)을 수행한 결과, 의료 이미지 및 진단 자동화 플랫폼 기술이 핵심 클러스토러 도출되었다. 특허 모집단을 딥러닝 기반 AI 질병 진단의 태동기였던 과거 5년(‘14년~’18년)과 실제 규제 승인이 확대되며 특허 출원이 급증하고 있는 최근 5년(‘19년~’24년)으로 나눠 분석한 결과, 흥미로운 패턴을 발견할 수 있었다.

 

▲ 출처=워트인텔리전스  © 특허뉴스

2014-2018년 초기에는 '의료 이미지 분석'과 '진단 자동화 플랫폼' 기술이 하나의 덩어리처럼 뒤섞여 있었다. 마치 아직 정체성을 찾지 못한 기술들이 서로 경계 없이 섞여있는 상황이었지만 2019년부터는 완전히 달라졌다. 각 기술 영역이 명확하게 분리되면서 전문화되기 시작했다. 이는 기술이 성숙해지면서 각각의 영역에서 깊이 있는 발전이 이루어졌음을 의미한다. 더 놀라운 변화는 기술의 목적 자체가 바뀌었다는 점이다.

 

▲ 출처=워트인텔리전스  © 특허뉴스

이러한 변화는 단순한 기술적 진보를 넘어, 의료 시스템 자체가 치료에서 예방으로 전환되고 있음을 뜻한다. AI는 단순히 "병이 있다"를 말하는 것이 아니라, "5년 내 이 병이 발병할 확률은 72%"라고 말해주는 수준에 이르렀다.

 

AI 의료진단의 게임 체인저, Tempus

 

시장에는 수많은 기술기업이 존재하지만, 특허의 피인용 수와 평가 등급을 기준으로 최근 5년간 가장 큰 영향력을 미친 기업은 단연 Tempus다. 이 기업은 고도화된 정밀의료 특허로 의료 현장을 바꾸고 있으며, 실제로 가장 많은 피인용 수와 최고 특허 등급(S등급)을 기록했다.

 

<통합형 암 진단 플랫폼(US 16-657804)>

▲ US 16-657804 “데이터 기반의 암 연구와 처리 시스템과 방법”(출처=키워트(keywert))  © 특허뉴스

 

Tempus의 대표 특허(US 16-657804)는 213건의 피인용 수를 기록하며 keyvalue S등급 평가를 받았다. 해당 특허는 병리 이미지를 분석하는 딥러닝(CNN) 알고리즘과 환자의 유전체 정보, 임상 기록을 통합하여 암 치료 반응 및 바이오마커 상태를 예측하는 정밀 의료 시스템이다. 이 기술의 핵심은 '통합'이다. 기존에는 병리과에서 현미경으로 조직 샘플을 보고, 별도로 유전자 검사실에서 DNA를 분석하고, 또 다른 곳에서 환자의 임상 기록을 검토했다. 각각 따로따로 이루어지던 이 모든 과정을 하나의 AI 시스템에서 동시에 처리하는 것이다. 더 놀라운 점은 단순히 진단만 하는 게 아니라, "이 환자에게는 A 치료법이 70% 확률로 효과적일 것이며, 현재 진행 중인 B 임상시험에 참여할 자격이 있습니다"라는 수준까지 제안한다.

 

<시계열 기반 예측 AI (US 17-356738)>

▲ US 17-356738 “환자 코호트 응답, 프로그레션과 생존을 예상하고 분석하기 위한 방법과 과정"(출처=키워트(keywert))  © 특허뉴스

두 번째 핵심 특허(US 17-356738)는 환자의 진단·치료 시점을 중심으로 데이터를 시간순으로 정렬하고, 과거 정보(전 피처)와 미래 예측 변수(후 피처)를 설정해 머신러닝 모델을 훈련시키는 방식이다. 유전체 시퀀싱 결과(RNA, SNP 등)와 임상 정보를 함께 분석하여 특정 환자군의 예후나 질병 진행 가능성을 예측하며, 이후 환자를 유사한 반응 패턴에 따라 분류하는 기능도 포함되어 있다. 이는 정형 데이터와 비정형 데이터를 통합적으로 활용하여 정밀 진단과 맞춤 치료를 동시에 가능하게 하는 기술이다.

 

즉, '시간'이라는 요소를 AI 의료진단에 본격적으로 도입했다. 환자 A가 오늘 당뇨병 진단을 받았다면, "6개월 후 합병증 발생 확률은?", "2년 후 인슐린 치료가 필요할 확률은?"을 예측하는 것이다. 이를 위해 과거의 유사한 환자 데이터를 시간순으로 정렬하고, 패턴을 학습하여 미래를 예측한다. 이런 기술이 가능해진 이유는 Tempus가 축적한 방대한 환자 데이터 때문이다. 수십만 명의 환자 데이터를 수년간 추적 관찰한 결과, AI가 질병의 진행 패턴을 학습할 수 있게 된 것이다.

 

<대화형 진단 시스템 (US 17-387785)>

▲ US 17-387785 “협력적 인공 지능 기법과 시스템”(출처=키워트(keywert))  © 특허뉴스

세 번째 특허(US 17-387785)는 사용자의 질의(음성 또는 텍스트)를 수신하여, 의도를 파악한 뒤 환자의 유전체 보고서, 전자의무기록(EHR), 암 지식 베이스 등을 연결 분석하여 스스로 적절한 진단에 대한 응답을 생성하는 기술이다. 의사가 "이 환자의 최근 CT 결과와 과거 병력을 종합해서 치료 방향을 제안해줘"라고 자연스럽게 말하면, AI가 해당 환자의 모든 의료 기록을 분석하여 맞춤형 답변을 제공한다. 단순한 정보 검색이 아니다. 환자의 유전적 특성, 과거 치료 반응, 현재 상태, 최신 의학 연구 결과까지 모두 고려한 종합적인 의견을 제시한다. 또한 스마트폰, 태블릿, AI 스피커 등 다양한 인터페이스로 활용할 수 있으며, 단순 질의응답을 넘어 의료진과 환자의 실시간 소통까지 지원하는 차세대 임상결정지원(CDSS) 기술로 평가받고 있다.

 

이러한 Tempus의 특허들은 딥러닝, 유전체 데이터, 임상 시계열 정보, 자연어 처리 등 다양한 이종 기술이 유기적으로 통합되어 있다는 점에서 기술 융합의 정수를 보여주며, AI 기반 질병 진단 기술이 단순한 알고리즘 수준을 넘어 실질적인 의료 현장에 깊이 들어와 있음을 확인할 수 있다.

 

기술 융합의 정수... 딥러닝 × 유전체 × EHR × NLP

 

Tempus의 특허들은 하나같이 딥러닝, 유전체 분석, 임상 데이터, 자연어 처리 등 각기 다른 기술을 유기적으로 통합하고 있다. 단순히 ‘딥러닝으로 X-ray 이미지를 판독한다’ 수준을 넘어, 환자의 과거 병력과 유전자, 최신 연구 결과까지 실시간으로 분석해 정확도 90% 이상 예측 진단이 가능한 시스템을 구현하고 있다.

 

특히 Tempus는 수십만 명의 환자 데이터를 시간 축으로 정렬해 학습시킨 고도화된 데이터셋을 보유하고 있어, 경쟁사와의 기술 격차가 쉽게 좁혀지지 않을 전망이다.

 

AI 의료진단, 다음 10년의 키워드는 ‘예방’과 ‘개인화’

 

10년 전만 해도 AI는 의료진의 ‘도우미’ 정도였다. 하지만 지금은 다르다.

AI는 병을 진단하고, 치료 방향을 제시하며, 환자의 미래 건강 상태까지 예측하고 있다.

 

과거의 의료가 “병이 생기면 치료하자”였다면, AI 의료는 “병이 생기기 전에 막자”로 패러다임이 완전히 전환되고 있다. 또한, 모든 환자에게 동일한 치료가 아닌, 환자의 유전적 특성과 환경을 고려한 개인 맞춤형 치료로 발전하고 있다.

 

AI가 의료의 ‘표준’이 되는 시대, 특허가 방향을 말해준다

 

Tempus의 특허 사례는 단순한 기술을 넘어, AI가 의료의 미래를 어떻게 형성하고 있는지를 명확히 보여준다. 특허는 종이 한 장이 아닌, 기술의 진짜 위치와 방향을 말해주는 나침반이다.

 

이제 AI는 의료에서 ‘보조자’가 아니라, ‘결정자’가 되고 있다.

그리고 그 중심에는 정확한 진단, 정밀한 예측, 기술 통합력을 갖춘 기업들이 자리하고 있다.

Tempus는 그 변화의 최전선에 있으며, AI 의료 진단의 새로운 기준을 쓰고 있다.

 

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