[메디칼업저버 박선혜 기자] 국내 연구팀이 우리나라 회전근 개 환자의 수술 중 사진을 활용해 수술 후 재파열을 예측하는 인공지능(AI) 기술을 개발했다.

가톨릭대 서울성모병원 정형외과 김양수 교수(교신저자)·조성현 임상강사(제1저자) 연구팀은 관절경 수술소견 데이터베이스를 분석해 높은 정확도 및 특이도로 수술 결과를 예측하는 딥러닝을 개발했다.

연구팀은 858명의 회전근 개 수술 환자를 조사하고 1394장의 관절경 수술 중 이미지를 추출했다. 이어 수술 후 2년 이내 회전근 개가 파열되지 않은 환자와 재파열된 환자로 구분해 분석한 후, 세 가지의 확립된 딥러닝 구조를 전이학습 이용으로 예측모델을 만들었다.

그 결과, 값이 1에 가까울수록 우수한 평가모델을 의미하는 지표인 AUC(곡선하면적)는 0.92, 정확도 91%, 특이도 93%로 확인됐다. 결론적으로 관절경 수술 중 이미지는 다른 추가 정보 없이 재파열을 예측할 수 있었다.

회전근 개는 어깨를 감싸고 있는 4개의 힘줄을 말한다. 어깨 안정성과 운동성에 중요한 역할을 맡고 있는데, 이 힘줄이 다양한 원인에 의해 약해지거나 찢어지면서 발생하는 것이 회전근 개 파열이다.  

심한 어깨 통증으로 자연 치유가 어렵고 수술이 필요한데 문제는 수술이 잘 돼도 환자 근육 상태에 따라 재파열이 되는 것이다. 그동안 어떤 경우 재파열이 되는지 알기 위한 다양한 연구가 시도됐으나, 우리나라 환자의 수술 사진을 활용한 딥러닝 예측기술은 처음이다. 

김양수 교수는 "높은 예측 정확도는 수술 중 관절경 사진이 힘줄의 건강상태(tendon quality)를 반영하기 때문으로 보인다"며 "그동안 영상 평가에 포함되지 않았던 수술 중 사진으로 수술 치료 효과와 회전근 개 상태를 처음 객관적으로 평가할 수 있게 됐다"고 설명했다.

이어 "회전근 개 파열 통증이 어깨 손상 정도와 반드시 비례하지는 않아 상당수 환자가 조기 발견과 초기 치료를 놓쳐 수술받는다"면서 "평소 높은 곳에 있는 물건을 집거나 어깨관절을 과도하게 사용하는 운동은 피하고, 어깨근육 강화에 도움 되는 스트레칭을 꾸준히 하는 생활습관이 회전근 개 파열을 예방하는 데 큰 도움이 된다"고 조언했다. 

한편 이번 연구 결과는 미국 스포츠의학회지 American Journal of Sports Medicine 최근호에 실렸다. 또 10월 7~8일 개최된 제43차 대한관절경학회 추계국제학술대회 및 정기총회에서 최우수구연상을 수상했다.