보건타임즈 : 어깨 엑스레이만으로 '회전근개 파열 가능성' 예측

불필요한 '고가 초음파, MRI 촬영' 줄이는 동시에 환자 편의 증가
어깨 엑스레이 약 6천 800건 분석, '회전근개 파열 예측 딥러닝 알고리즘' 개발
강유선, 이경준 교수팀 "불필요한 검사비 막아 의료비 절감에 기여"
논문, 해외 영상의학 학술지 'European Radiology'에 게재

[보건타임즈] 어깨 엑스레이만으로 '회전근개 파열 가능성'을 예측할 수 있게 됐다.

분당서울대병원 영상의학과 강유선, 이경준 교수 연구팀은 2015년 1월부터 2018년 6월까지 원내에서 시행된 6,793건의 어깨 엑스레이 데이터를 이용해 회전근개 파열을 예측하는 딥러닝 기술을 개발해냈다.

연구진에 따르면 최근 무리한 운동이나 노화로 의해 발생한 회전근개 질환으로 어깨 통증을 호소하는 환자들이 늘고 있다.
건강보험심사평가원이 공개한 통계에 따르면 회전근개 파열로 병원을 찾은 환자는 2013년 약 15만 명에서 2017년엔 17만 명 이상으로 가파르게 증가하는 추세다.

회전근개는 극상근(supraspinatus), 극하근(infraspinatus), 소원근(teres minor), 견갑하근(subscapularis) 총 4개의 근육으로 결합, 이루어져 어깨 관절의 움직임과 안전성을 유지해주거나 지탱해주는 중요한 구조이다.
이들 근육의 파열이 심각하지 않다면 물리치료, 약물, 주사 등 비수술적 방법으로 치료할 수 있다.
하지만 힘줄의 파열이 심할 땐 수술을 고려해야만 된다.
어깨 통증으로 회전근개 파열이 의심되는 환자는 가장 먼저 일차로 어깨 엑스레이 검사를 하게 되지만, 엑스레이 필름으로는 손상 여부를 정확하게 평가하기 어려워 정확한 진단을 위해 초음파나 고가의 MRI 검사를 추가로 받아야만 했다.

이에 연구진은 만약 엑스레이 영상만으로 어깨 회전근개 파열 여부를 예측할 수 있다면, 그간 추가로 해왔던 초음파나 MRI 촬영을 해야 할지, 안 할지를 선별할 수 있을 것이란 가정하에 2015년 1월부터 2018년 6월까지 분당서울대병원에서 시행한 어깨 엑스레이 데이터 6,793건을 이용해 회전근개 파열을 예측하는 딥러닝 기술 개발에 들어가 완성했다.

이후 2018년 7월부터 12월까지 1,095건의 엑스레이를 테스트 자료로 사용해 검증작업까지 마쳤다.
연구진은 다음으로 딥러닝 기술을 활용, 임상에 들어가 회전근개 파열을 진단했다.

이 결과, 민감도는 97.3%, 음성 예측도는 96.6%, 음성 가능도비는 0.06%로 나타나, 엑스레이만으로 회전근개 파열이 아닌 케이스를 정확하게 짚어냈다.(위 그래 픽 참조)
음성예측도는 음성으로 예측된 환자 중 실제로 음성인 환자의 비율을 뜻한다.
이 연구에서는 회전근개 파열이 아니는 것으로 예측된 환자 중 실제 파열이 없는 환자의 비율을 나타낸다.
숫자가 높을수록(1에 가까울수록) 예측이 정확하다는 의미이다.
음성 가능도비는 실제로 질환이 없는 사람이 음성이 나올 확률보다 질환이 있는 사람이 음성으로 나올 확률이 얼마나 더 큰지 나타내는 지표다.
즉 숫자가 작을수록(0에 가까울수록) 예측이 정확하다.

강유선 교수는 "회전근개 파열이 의심되는 환자 중 실제로는 파열이 없는 환자를 딥러닝 알고리즘을 통해 정확하게 선별할 수 있게 돼 결과적으로 불필요한 초음파와 MRI 촬영을 줄일 수 있게 도왔다"고 밝혔다.

이경준 교수는 "알고리즘은 기존의 엑스레이 검사를 더 효과적으로 활용할 수 있도록 돕는 역할을 했다"며, "엑스레이 검사만으로 회전근개 파열이 아닌 환자를 선별할 수 있어, 앞으로 환자들의 편의와 의료비 절감에 기여할 것으로 기대된다"고 전했다.

이 연구논문은 해외 영상의학 학술지인 '유럽 영상의학회지(European Radiology)'에 게재됐다.