AI로 회전근 개 재파열 예측 가능한 딥러닝 기술 개발

김양수 교수 “수술 후 회전근개 건강상태 객관적 평가법 활용 기대”

우리나라 회전근 개 환자의 수술 중 사진을 활용해, 수술 후 재파열을 예측하는 인공지능 기술이 개발됐다.

가톨릭대학교 서울성모병원은 정형외과 김양수 교수(교신저자)·조성현 임상강사(제1저자) 연구팀이 관절경 수술소견 데이터베이스 분석해 수술결과를 예측하는 딥러닝 모델을 개발했다고 19일 밝혔다. 

연구팀은 858명의 회전근 개 수술 환자를 조사하고, 1394장의 관절경 수술 중 이미지를 추출한 다음, 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, 결론적으로 관절경 수술 중의 이미지는 다른 추가적인 정보 없이 재파열을 예측할 수 있었다. 

김양수 교수는 “높은 예측 정확도는 수술 중 관절경 사진이 힘줄의 건강상태(tendon quality)를 반영하기 때문으로 보이고, 그 동안 영상 평가에 포함되지 않았던 수술 중 사진으로 수술 치료 효과와 회전근 개의 상태를 처음 객관적으로 평가할 수 있게 됐다”고 연구의 의미를 설명했다.

또한 “회전근 개 파열의 통증이 어깨 손상 정도와 반드시 비례하지는 않아, 상당수 환자가 조기 발견과 초기 치료를 놓쳐 수술을 받게 되는데, 평소 높은 곳에 있는 물건을 집거나 어깨관절을 과도하게 사용하는 운동은 피하고, 어깨근육 강화에 도움이 되는 스트레칭을 꾸준히 하는 생활습관이 회전근 개 파열을 예방하는데 큰 도움이 된다”고 조언했다. 

한편, 이번 연구는 미국 스포츠 의학회지(American Journal of Sports Medicine.AJSM) 최근호에 게재되었됐다. AJSM은 정형외과와 스포츠의학 관련 과학기술논문(SCI)급 최고 권위를 자랑한다. 

또한, 지난 10월 7~8일 개최된 제43차 대한관절경학회 추계국제학술대회 및 정기총회에서 최우수구연상도 수상했다.