[아이뉴스24 이수현 기자] 척추 수술 후 엑스레이에서 금속 나사와 봉 때문에 발생하는 인공지능(AI) 분석 오차를 줄일 수 있는 기술이 국내 공동 연구진에 의해 개발됐다.
특히 실제 진료 현장에서 의료진이 겪어온 문제를 지역 병원이 연구 과제로 제시하고 대학의 AI 기술과 대학병원의 임상 연구를 결합했다는 점에서 주목된다.
29일 에스포항병원에 따르면 병원 의료연구소와 척추센터는 한동대학교 AI컴퓨터전자공학부 김인중 교수 연구팀, 경북대학교 신경외과와 공동으로 척추 수술 후 엑스레이의 금속 임플란트 간섭을 줄이는 AI 기술을 개발했다.
척추 유합술을 받은 환자의 엑스레이에는 수술 과정에서 삽입한 나사와 금속봉 등이 함께 나타난다. 문제는 이들 금속 구조물이 척추뼈의 윤곽이나 측정에 필요한 기준점을 가리면서 정확한 계측을 어렵게 한다는 점이다.
사람이 직접 측정할 때뿐만 아니라 AI를 이용한 자동 분석에서도 같은 문제가 발생한다. 임플란트에 가려진 부분을 AI가 제대로 인식하지 못하면 분석 대상에서 영상 자체가 제외되거나 측정값의 오차가 커질 수 있다.
연구진은 임플란트가 없는 영상으로 학습한 AI를 활용해 금속 구조물에 따른 시각적 간섭을 줄이는 방식으로 이 문제에 접근했다.
금속에 가려진 실제 뼈 구조를 임의로 복원하는 것이 아니라 척추 윤곽과 측정 기준점을 AI가 보다 안정적으로 찾아낼 수 있도록 하는 방식이다.
실제 검증에서도 수치 변화가 확인됐다.
AI 자동 분석에서 제외되던 영상 비율이 내부 시험에서는 64.21%, 외부 의료기관 영상에서는 65.45% 감소했다.
요추 4~5번 분절 각도 측정에서도 내부 시험의 평균 오차가 기존 16.2도에서 4.7도로 약 70% 줄었다. 외부 의료기관 영상을 대상으로 한 시험에서는 14.2도에서 9.5도로 약 33% 감소했다.
병원 내부 데이터에서만 성능을 확인한 것이 아니라 다른 의료기관 영상에서도 분석 가능성을 확인했다는 점도 눈에 띈다. 다만 실제 진료에 폭넓게 적용하기 위해서는 다양한 환자와 수술 환경을 대상으로 추가 검증이 필요하다.
연구 결과는 북미영상의학회가 발행하는 의료영상 AI 전문 국제학술지 'Radiology: Artificial Intelligence'에 게재가 확정됐다. 이 학술지는 2025년 영향력지수(Impact Factor) 20.1을 기록했으며, Journal Citation Reports(JCR) 영상의학·핵의학·의료영상 분야 217개 학술지 중 1위에 올라 있다.
연구는 에스포항병원 신경외과 박상진 진료과장이 연구책임자와 제1저자를 맡았으며, 한동대 김인중 교수가 교신저자로 참여했다. 에스포항병원 의료연구소와 척추센터, 한동대 AI 연구진, 경북대 신경외과 의료진도 공동으로 연구에 참여했다.
박상진 진료과장은 "척추 수술 후 환자의 엑스레이를 분석하면서 반복적으로 마주했던 실제 임상 문제에서 연구가 시작됐다"며 "다양한 환자와 수술 환경에서 추가 검증해 실제 임상에서 활용할 수 있는 기술로 발전시키겠다"고 말했다.
/대구=이수현 기자(lljjww2222@inews24.com)