분당서울대병원 영상의학과 이준우·이영준 교수팀이 복부 CT(컴퓨터단층촬영)를 활용해 요추 척추관 협착증을 진단하는 AI 프로그램을 개발했다. 이 알고리즘의 진단 정확도는 영상의학과 전문의 수준인 84%로 임상에서 충분히 활용 가능하며, MRI(자가공명영상) 사용이 제한되는 환자에게 도움이 될 것으로 기대된다.
요추 척추관 협착증은 요추 부분의 척추관이 좁아지면서 척수나 신경근을 압박하는 질환이다. 우리나라 60세 이상 중 약 30%에게서 발병하며, 고령일수록 발병률이 높다. 주된 증상은 허리 통증과 다리·엉덩이 저림이고 심하면 하반신을 조절하는 신경 기능이 손상되어 배뇨·배변 문제까지 나타날 수 있다.
문제는 요추 척추관 협착증의 증상은 보통 보존적인 치료로 호전되는 질환인 ‘추간판 탈출증(허리디스크)’과 유사해 증상만으로는 정확한 진단이 어렵다는 점이다. 아울러 진단을 위해서 주로 MRI를 사용해야 하는데, 신체에 척추 신경 자극기나 심박 조율기 등 금속을 이식한 환자에게는 사용이 제한돼 요추 CT를 촬영해야만 했다.
이에 이준우·이영준 교수팀은 복부 CT를 활용해 요추 척추관 협착증을 진단하는 프로그램을 개발하고자 연구를 실시했다. 복부 CT는 척추 질환 외에도 임상 검사를 위해 광범위하게 활용되는 검사법으로 MRI보다 저렴하고 금속 영향을 받지 않는 장점이 있다.
연구팀은 복부 CT와 요추 CT를 촬영한 109명의 환자 정보를 활용해 AI 프로그램을 개발했다. 이 프로그램은 환자들의 CT를 분석하고 요추 내 경막낭이 100㎟이하라면 협착으로 자동 분류했다. 그 결과 복부 CT를 활용하는 알고리즘의 진단 정확도는 84%로 영상의학과 전문의가 요추 CT를 보고 진단하는 수준과 유사했다. 특히 중증 척추관 협착의 진단 정확도는 85% 이상으로 매우 높았으며, CT로 진단하기 어려운 무증상·경증 요추 척추관 협착증도 진단할 수 있었다.
이번 연구로 개발한 프로그램을 임상에 적용하면 복부 CT만으로도 요추 척추관 협착증을 진단할 수 있을 것으로 예상된다. 아울러 복부 CT는 건강검진 등 다른 질병 검사에서도 사용되기에, 이를 활용한다면 별도의 검사 없이 요추 척추관 협착증 여부도 같이 확인할 수 있을 것으로 기대된다.
이준우 교수는 “복부 CT는 복부와 내장기관을 검사할 때 활용되는 가장 흔한 영상검사이자 척추 부위도 함께 촬영된다는 것을 착안해 개발했다”며 “이를 활용한다면 복부 CT만으로도 간단하게 요추 척추관 협착증을 진단할 수 있다”고 말했다.
이어 이영준 교수는 “이번 연구는 AI 프로그램이 영상의학과 전문의 수준에 근접한 정확도로 요추 척추관 협착증을 진단할 수 있는 것을 증명한 것”이라며 “요추 척추관 협착증 외에도 척추에서 발생하는 모든 질환을 아우르는 통합 진단 프로그램을 개발하기 위해 노력하겠다”고 했다.
한편 이번 연구는 국제근골격학회가 발행하는 공식 논문집 ‘근골격계 방사선학(Skeletal Radiology)’에 게재됐다.
요추 척추관 협착증은 요추 부분의 척추관이 좁아지면서 척수나 신경근을 압박하는 질환이다. 우리나라 60세 이상 중 약 30%에게서 발병하며, 고령일수록 발병률이 높다. 주된 증상은 허리 통증과 다리·엉덩이 저림이고 심하면 하반신을 조절하는 신경 기능이 손상되어 배뇨·배변 문제까지 나타날 수 있다.
문제는 요추 척추관 협착증의 증상은 보통 보존적인 치료로 호전되는 질환인 ‘추간판 탈출증(허리디스크)’과 유사해 증상만으로는 정확한 진단이 어렵다는 점이다. 아울러 진단을 위해서 주로 MRI를 사용해야 하는데, 신체에 척추 신경 자극기나 심박 조율기 등 금속을 이식한 환자에게는 사용이 제한돼 요추 CT를 촬영해야만 했다.
이에 이준우·이영준 교수팀은 복부 CT를 활용해 요추 척추관 협착증을 진단하는 프로그램을 개발하고자 연구를 실시했다. 복부 CT는 척추 질환 외에도 임상 검사를 위해 광범위하게 활용되는 검사법으로 MRI보다 저렴하고 금속 영향을 받지 않는 장점이 있다.
연구팀은 복부 CT와 요추 CT를 촬영한 109명의 환자 정보를 활용해 AI 프로그램을 개발했다. 이 프로그램은 환자들의 CT를 분석하고 요추 내 경막낭이 100㎟이하라면 협착으로 자동 분류했다. 그 결과 복부 CT를 활용하는 알고리즘의 진단 정확도는 84%로 영상의학과 전문의가 요추 CT를 보고 진단하는 수준과 유사했다. 특히 중증 척추관 협착의 진단 정확도는 85% 이상으로 매우 높았으며, CT로 진단하기 어려운 무증상·경증 요추 척추관 협착증도 진단할 수 있었다.
이번 연구로 개발한 프로그램을 임상에 적용하면 복부 CT만으로도 요추 척추관 협착증을 진단할 수 있을 것으로 예상된다. 아울러 복부 CT는 건강검진 등 다른 질병 검사에서도 사용되기에, 이를 활용한다면 별도의 검사 없이 요추 척추관 협착증 여부도 같이 확인할 수 있을 것으로 기대된다.
이준우 교수는 “복부 CT는 복부와 내장기관을 검사할 때 활용되는 가장 흔한 영상검사이자 척추 부위도 함께 촬영된다는 것을 착안해 개발했다”며 “이를 활용한다면 복부 CT만으로도 간단하게 요추 척추관 협착증을 진단할 수 있다”고 말했다.
이어 이영준 교수는 “이번 연구는 AI 프로그램이 영상의학과 전문의 수준에 근접한 정확도로 요추 척추관 협착증을 진단할 수 있는 것을 증명한 것”이라며 “요추 척추관 협착증 외에도 척추에서 발생하는 모든 질환을 아우르는 통합 진단 프로그램을 개발하기 위해 노력하겠다”고 했다.
한편 이번 연구는 국제근골격학회가 발행하는 공식 논문집 ‘근골격계 방사선학(Skeletal Radiology)’에 게재됐다.