클라리파이, ‘국내 AI 기술로 소아 CT 방사선량 획기적 감소’ 논문 발표

국내 개발 AI 기술로 일반 선량의 1/20으로 영상 품질 및 진단 성능 유지 소량의 방사선도 암 발생률 높인다는 연구 있어… AI 재구성 기술로 방사선 노출 최소화 가능

국내에서 개발된 AI 기술을 사용해 소아환자의 CT촬영에서 진단의 성능은 유지하면서도 방사선량은 1/20 수준으로 대폭 낮출 수 있다는 임상연구 논문이 출간돼 주목을 받고 있다.

클라리파이(대표 김종효)는 방사선량 절감 대안으로 저선량 검사에서도 기존 선량에서와 같은 품질의 결과를 얻을 수 있는 AI 재구성 기술을 제시했다.  

서울대학교어린이병원 소아영상학과 최영훈 교수팀은 2021년 9월부터 2022년 9월까지 두개골 조기유합증(craniosynostosis)을 가진 38개월 미만 소아 29명을 대상으로 한 임상 연구에서, 일반 선량의 1/20만을 사용한 초저선량 CT를 촬영하고, 여기에 국내 기업인 클라리파이가 개발한 AI 재구성 기술 ‘ClariCT.AI’를 활용한 결과, 초저선량 CT에서도 영상 품질이 일반 선량 CT와 유사하고 진단 성능 또한 유지할 수 있다고 밝혔다. 

두개골 조기유합증(craniosynostosis)은 영유아와 어린이에서 두개골의 조기 봉합으로 인해 뇌와 두개골이 정상적으로 자라지 못하는 질환으로, 일반적으로 머리와 안면 부위의 CT촬영을 통해 진단한다. 

연구에는 19년의 소아방사선영상 판독 경력을 가진 영상의학 전문의 2인이 독립적인 판정에 참여했으며, 일반 선량(1.15mSv) CT 촬영 그룹에 비해 초저선량(0.05mSv) CT 촬영 그룹에서 영상의 품질과 두개골 조기유합증 진단 성능의 두가지 측면에서 그룹간 차이를 비교했다. 

연구 결과, 초저선량 CT에 AI 재구성을 적용한 그룹에서는 영상품질이 향상됐고 두개골 조기융합증 진단 성능에도 일반 선량 CT 촬영 그룹에 비해 차이가 없었다. 반면, 초저선량 CT에 AI 재구성을 적용하지 않았을 경우에는 영상품질이 저하됐다. 이 연구는 소아영상의학분야의 권위있는 학술지 Pediatric Radiology에 게재됐다.

소아와 청소년의 경우, 세포와 조직이 빠르게 성장하고 분열하는 특성을 가지고 있어 방사선에 민감하고, 또한 성인보다 더 긴 기간동안 생존하며 방사선 노출이 장기에 미치는 영향이 누적될 수 있어 CT 촬영에 따른 의료 방사선 위해에 관한 우려가 있었다. 

이번 연구를 통해 클라리파이의 AI 재구성 기술을 적용하면 소아환자들의 두부 CT 촬영에서 의료 방사선량을 획기적으로 줄일 수 있음이 입증돼 소아환자에 대한 방사선 우려를 해소할 가능성을 확인했다. 

클라리파이의 AI 재구성 기술인 ClariCT.AI는 초저선량 CT촬영 시 필연적으로 발생하는 이미지 노이즈를 AI 알고리즘을 통해 제거해 고화질 CT영상으로 변환하는 솔루션이다. 이를 통해 CT 촬영과정에서 발생하는 의료 방사선 노출을 대폭 감소시킬 수 있어, CT 촬영을 받는 환자들의 안전성 우려를 덜 수 있다. 특히 소아나 임산부와 같이 민감한 환자 군에게 큰 혜택을 제공할 수 있다.

연구 책임자인 서울대학교어린이병원 소아영상학과 최영훈 교수는 “본 연구는 딥러닝 재구성 기술을 초저선량 CT에 사용해 소아환자의 두개골조기유합증(craniosynostosis)을 진단하는 효과적이고 안전한 방법으로, 진단 정확성을 희생하지 않으면서 방사선 노출을 줄일 수 있음을 보여준다”고 말했다.

◆낮은 수준의 의료 방사선도 암 발생에 영향, AI 솔루션이 대안될 수 있어

의학계 일부에서는 CT 촬영 시 발생하는 의료 방사선은 낮은 수준이라서 암 발생률에 미치는 영향을 명확히 알 수 없다는 주장도 있었다. 그러나 최근 소아환자를 대상으로 한 대규모 코호트 임상 연구에 따르면, CT 촬영과 같은 낮은 수준의 방사선 피폭에서도 암발생률이 증가한다는 것이 확인됐다.

최근 유럽에서 수행된 대규모 다기관 연구에서는 독일, 프랑스, 스페인 등 9개 국가에서 22세 이전에 CT검사를 받은 65만 8천명의 참가자를 기반으로 평균 5.6년동안 추적 관찰한 결과, 노출 방사선량이 100mGy씩 증가할 때마다 노출 방사선량이 없는 환자 대비 1.27배의 뇌종양이 추가로 발생하는 것으로 밝혀졌다.

국내에서도 건강보험 시스템 청구 기록을 기반으로 19세 미만 약 1,200만 명의 참가자를 10년 동안 추적 관찰한 결과, 1회 이상의 CT 검사로 저선량 방사선에 노출된 그룹에서 암발생률이 평균 1.54배 증가했으며, 갑상선암은 1.9배, 뇌암은 1.6배, 혈액암은 1.4배 증가한 것으로 나타났다.

이와 같은 결과를 고려할 때 소아와 청소년에게 CT촬영은 더욱 신중한 접근이 필요하며, CT 촬영은 꼭 필요한 경우에만 시행돼야 하고 방사선 노출을 최소화하기 위한 안전 절차와 가이드라인, 즉 ALARA 원칙을 엄격히 준수해야 한다는 의견이 제시됐다.

질병관리청에서는 2017년과 2022년에 CT 진단참고수준 가이드라인을 발간해 국내 CT 촬영시 선량 기준의 참고치를 제공하고 있으며 이를 기준으로 방사선 피폭량 저감을 유도하고 있다. 소아 및 청소년의 경우 두부 촬영에 대한 선량기준이 포함돼 있으며, 2017년에 비해 2022년 선량기준은 약간 낮아진 결과를 보이고 있다. 선량저감을 위한 홍보와 노력에 따른 긍정적인 결과로 해석되는 대목이다. 

그러나 해외에서는 소아 및 청소년의 선량기준을 두부 뿐 아니라, 복부 및 가슴 촬영에 대해서도 세부적으로 구분해 선량관리에 활용하고 있음을 비춰보면, 국내에서도 더욱 적극적인 노력이 필요한 것으로 보인다. 

더 나아가, 기술의 발전을 통해 방사선 노출을 최소화하는 저선량 및 초저선량 CT 촬영기법을 도입하는 노력이 중요하다. AI 재구성 기술은 저선량 및 초저선량 CT의 이미지 노이즈를 제거하고 안전성을 높이는데 도움을 줄 수 있으며, 이러한 기술의 적용은 소아, 청소년, 암 환자 등 다양한 환자 그룹에게 혜택을 제공할 수 있음이 알려져 있다.

클라리파이 김종효 대표는 “의료방사선 노출 감소는 세계적인 추세인데, 클라리파이의 AI 솔루션이 널리 보급돼 소아, 임산부 및 암환자들이 CT방사선에 노출될 우려를 줄이고 더 정밀한 진단을 받을 수 있기를 희망한다”고 말했다.