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용인세브란스병원 김은경, 이시은 교수팀,인공지능 적용 3차원 유방단층촬영술 진단 정확성 규명

기존 유방촬영술 근본적으로 대체해 검사 시 환자 방사선 노출량 줄일 수 있어

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연세대학교 의과대학 용인세브란스병원(병원장 최동훈) 영상의학과 김은경, 이시은 교수팀이 인공지능을 적용한 3차원 유방단층촬영술(Digital Breast Tomosynthesis)의 진단 정확성을 규명했다.


3차원 유방단층촬영술은 유방의 해부학적 구조를 3차원으로 파악할 수 있는 선진적인 검사 기법이다. 한 방향에서 촬영하는 기존의 유방촬영술에 더해 여러 각도에서 촬영하는 3차원 유방단층촬영술을 추가로 시행할 경우 암 발견율을 높일 수 있다고 알려져 있으며, 일반적으로 3차원 유방단층촬영술 검사는 두 방식을 병행해 실시한다. 그러나 이는 검사 시 환자의 방사선 노출량을 증가시키는 단점을 지닌다.


김은경, 이시은 교수팀은 3차원 유방단층촬영술에서 추출한 합성 유방촬영 영상이 기존의 유방촬영술을 근본적으로 대체할 수 있는 수준의 진단 정확성을 지니는지 확인하고자 2017년 1월부터 4월까지 세브란스병원에서 유방암으로 3차원 유방단층촬영술을 받은 환자 192명을 대상으로 연구를 진행했다. 교수팀은 3차원 유방단층촬영술에서 합성된 영상과 기존의 유방촬영술 영상에 인공지능 진단 보조 프로그램을 적용한 결과를 비교했다. 영상 판독에 인공지능을 보조적으로 활용하면 검사의 정확도를 높일 수 있다는 점을 고려했다.


▲ 3차원 유방단층촬영술에서 추출한 합성 유방촬영 영상(SM)에 인공지능 진단 보조 프로그램을 적용한 경우 기존 유방촬영술 영상(DM)에 적용한 경우와 유사하게 높은 수준의 진단 정확성을 보였다.


분석 결과 3차원 유방단층촬영술에서 합성된 영상에 인공지능 진단 보조 프로그램을 적용한 경우(AUC 0.938) 기존 유방촬영술 영상에 적용한 경우(AUC 0.945)와 유사하게 높은 수준의 진단 정확도를 보이는 것으로 확인됐다. 또한, 기존의 유방촬영술 영상으로 훈련한 인공지능이 3차원 유방단층촬영술에서 합성된 영상에 적용되는 경우에도 동일하게 높은 수준의 진단 정확도를 보임을 확인할 수 있었다.


이번 연구는 3차원 유방단층촬영술 검사에서 기존 유방촬영술의 추가적인 시행 없이도 높은 수준의 진단 정확도를 확보할 수 있음을 확인함으로써 3차원 유방단층촬영술이 기존의 촬영술을 근본적으로 대체할 수 있는 근거를 제시해 검사 시 환자의 방사선 노출량을 높이지 않으면서도 진단적 정확도를 높일 수 있도록 한 데에 큰 의의를 지닌다.


영상의학과 김은경 교수는 “3차원 유방단층촬영술은 환자들에게는 생소할 수 있지만 많은 장점을 지닌 검사 기법이다”라며 “지속적인 연구를 통해 진단 정확성과 환자 안전성 모두 높은 선진적인 검사 기법들을 개발해 나가겠다”고 전했다.


본 연구는 논문명 ‘Application of artificial intelligence–based computer-assisted diagnosis on synthetic mammograms from breast tomosynthesis: comparison with digital mammograms’로 SCI급 국제 학술지 ‘European radiology’ 9월 호에 게재됐다. 한편, 용인세브란스병원 영상의학과는 최신의 유방촬영장비를 도입해 운영하고 있으며, 국내 최고 수준의 의료진과 인공지능 진단 보조 솔루션을 갖춰 환자들에게 우수한 의료 서비스를 제공하고 있다.

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