[이데일리 김승권 기자, 임정요 기자] 10년 전 인공지능(AI)은 의사의 ‘도우미’에 그쳤다. 지금은 판이 달라졌다. 질병을 조기 탐지하고, 치료 방향을 제시하고, 예후를 예측한다. 치료의 패러다임도 바뀌었다. ‘발병 후 치료’에서 ‘발병 전 예방’으로, ‘일률적 처방’에서 ‘개인 맞춤’으로 이동했다.

글로벌하게 가장 앞서간다는 미국에서는 트렌드의 변화를 읽은 AI의료 기업은 살아남고 그렇지 못한 곳은 인수합병되거나 후속 투자유치 불발로 역사의 뒤안길로 사라지고 있다.

AI가 의료 표준으로 자리잡아가는 과정은 템퍼스(Tempus) 같은 기업 사례에서 뚜렷하게 드러난다. 정밀의학과 데이터 통합을 기반으로 한 특허 전략은 의료 AI가 단순한 기술을 넘어 의료 현장에 어떻게 자리잡을 수 있는지를 보여준다.

미국, AI의료 스타트업 성공 사례는

가장 먼저 의료진의 워크플로에 자연스럽게 녹아드는 통합 전략을 취한 기업은 템퍼스AI다. 2015년 설립된 이 회사는 무엇보다 매출이 급성장하면서 주목을 받고있다. 2025년 2분기 매출은 3억 1460만 달러로 전년 동기 대비 89.6% 급증했다. 특히 유전체학 매출은 115% 증가한 2억 4180만 달러를 기록했다.

템퍼스AI의 실질적 기술 성과는 숫자로도 증명된다. 치료 결정 시간을 28일에서 7일로 75% 단축했다. 1차 치료 실패율은 42%에서 18%로 절반 이상 줄였다. 환자 1인당 평균 1만 8500달러의 불필요한 치료비용을 절감했다. 회사는 2025년 조정 EBITDA(상각 전 영업이익) 흑자 전환을 목표로 하고 있다. 실제 2분기 조정 EBITDA 손실은 560만 달러로 전년 동기 3120만 달러 적자에서 크게 개선됐다.

미국 AI 진단 시장 규모 전망 (2024-2034년, 자료=프로스트앤설리반, 퍼플렉시티)

패스AI는 전략적 파트너십을 통해 성공을 거둔 대표 사례다. 2016년 설립된 AI 병리학 전문 기업으로 누적 투자규모 3억 9500만 달러, 기업가치 11억 달러를 기록했다. 2024년 5월 미국 최대 진단업체 퀘스트다이애그노스틱스가 패스AI 진단 사업부를 인수했지만 협력이 지속되고 있다. 패스AI의 핵심 기술인 AISight™ 디지털 병리학 이미지 관리 시스템은 이제 퀘스트의 미국 전역 병리실험실에서 사용된다.

패스AI는 AI 신약개발 분야로도 사업을 확장하고 있다. 4월 프리시젼포메디슨과 협업해 AI 기반 신약개발 보조 서비스를 시작한다고 발표했다.

인도 출신 스타트업 큐어AI는 미국 식품의약국(FDA) 승인을 통해 미국 시장을 공략한 성공 사례다. 2016년 설립된 이 회사는 미국에서 폐암 분야로 가장 많은 FDA 허가(18개)를 받았다.

2024년 매출은 1600만 달러(약 222억원)로 전년 대비 83% 급증했다. 매출의 25%가 미국에서 발생한다. 세계 100개 국가에 진출해 연간 1500만명의 환자에게 서비스를 제공하고 있다.

큐어AI의 임상 성과는 인상적이다. 아스트라제네카와의 파트너십으로 20개국에서 500만 건의 AI 지원 흉부 엑스레이를 완료, 고위험 환자 5만명을 찾아냈다. AI를 활용한 흉부 엑스레이 판독에서 기존 방사선과 의사 대비 17% 향상된 민감도를 기록했다.

AI 의료에서 두각을 드러낸 기업들은 공통된 성공 방식을 보여준다. 병원 시스템과 자연스럽게 통합되는 △워크플로 설계, △FDA의 규제 승인 확보, △데이터 자산 강화, 그리고 △병원 운영비 절감과 같은 분명한 경제성이 그것이다.

결국 미국에서 성공한 AI 의료의 방정식은 ‘빠른 통합, 분명한 경제 효과, 끊임없는 데이터 학습’으로 요약된다. 이 조건을 충족하는 기업이 차세대 의료 표준을 주도할 것으로 관측된다.

AI헬스케어 투자 전문 VC(벤처캐피탈) 관계자는 “미국 AI의료의 전환점은 ‘현장성’에서 왔다. 좋은 모델보다 중요한 것은 임상 워크플로에 스며드는 것”이라며 “규제·윤리·설명가능성을 확보하고, 대형 채널과 결합해 확산하는 기업이 승자가 됐다. 빠른 통합, 분명한 경제성, 끊임없는 데이터 학습. 이 세 가지를 갖춘 기업이 다음 10년을 이끌 것으로 보인다”고 강조했다.

빅테크의 AI의료 사업 진행 상황은

빅테크의 의료 AI 사업은 인수합병과 사업 적용 측면에서 진행되고 있다.

마이크로소프트는 2021년 뉴안스 커뮤니케이션을 197억 달러에 인수하며 의료 AI 분야에 본격 진출했다. 마이크로소프트 역사상 두 번째로 큰 기업 인수였다. 뉴안스는 미국 의사 55%, 방사선과 의사 75%, 미국 병원 77%가 각각 사용한다. 헬스케어 클라우드 매출은 연간 37% 성장률을 기록하고 있다.

마이크로소프트의 성공 비결은 기존 의료 시스템과의 완벽한 통합으로 해석된다. 뉴안스의 솔루션은 전자의무기록(EHR) 시스템과 원활하게 연동되며, 임상 문서 작성 부담을 덜어준다. 2023년 3월에는 오픈AI 기술을 활용한 임상 노트 애플리케이션을 출시해 의료진의 업무 효율성을 더욱 높였다.

(그래픽=이데일리 이미나 기자)

아마존은 2022년 원메디컬을 39억 달러에 인수하며 1차 진료 분야에 본격 진출했다. 헬스스크라이브라는 의료 전사 도구를 제공해 의사-환자 대화를 분석하고 임상 노트를 자동 작성한다.

구글 딥마인드는 의료 AI 분야에서 기술적 우위를 입증하고 있다. 영국 NHS와 협력해 개발한 안과 진단 AI 시스템은 94.3%의 정확도로 질병을 진단해 평균 안과 전문의의 정확도(91.6%)를 뛰어넘었다. 더 주목할 만한 성과는 신약 개발 분야다. 딥마인드의 자회사 아이소모르픽 랩스는 엘리 릴리, 노바티스와 파트너십을 체결해 알파폴드 기술을 활용한 치료제 발견에 나서고 있다.

데미스 하사비스 딥마인드 CEO는 “2025년 말까지 AI로 설계된 신약의 임상시험을 시작할 것”이라며 “향후에는 임상 시험실이 없어지고 컴퓨터로 대체될 수 있다”고 밝혔다.