흉부 X선으로 심장 질환을 진단하는 인공지능

(Researchers have used AI to transform the humble chest X-ray into a more powerful diagnostic tool. Credit: Daiju Ueda/OMU)

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인공지능은 의료용 이미지 판독에서 큰 기대를 모으고 있습니다. 진단 방사선과 의사를 대신하기 보다는 업무량을 줄여주고 이미지 퀄러티를 높이거나 일반적으로 사람이 보고 판단하기 힘든 부분을 대신 예측하는 등의 일을 할 수 있기 때문입니다. 오사카 공립 대학 (Osaka Metropolitan University)의 다이쥬 우에다 (Daiju Ueda)가 이끄는 연구팀은 X선 이미지에서 심장 질환을 진단할 수 있는 인공지능 알고리즘을 개발했습니다.

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흉부 X선 검사는 가장 기본적인 검사 중 하나로 매년 건강 검진이나 병원에서 시행되지만, 심비대 같은 경우를 제외하면 심장 질환을 진단하기는 어렵습니다. 좌심실 비대나 좌심방 확대 등 몇 가지 소견이 X선 이미지 상에서 변화를 일으키기는 하지만 폐처럼 쉽게 투과할 수 없는 장기이고 움직이는 장기다 보니 아무래도 사람이 보고 판독하는 일에는 한계가 있을 수밖에 없습니다.

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연구팀은 4곳의 의료 기관에서 16,946명에서 수집한 X선 사진과 심장초음파 결과 22,551개를 이용해 X선 이미지를 보고 심장 질환 유무를 판단하는 인공지능을 학습시켰습니다. 보통 심장 판막 질환은 심장 초음파를 통해서 진단하게 되지만, 심장 초음파의 경우 상당히 숙련된 전문 의료인이 아니면 제대로 보기 힘들기 때문에 검사가 비쌀 수밖에 없고 일반적인 의료 기관에서 이용이 제한될 수밖에 없었습니다.

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연구 결과 인공지능은 심장 판막 질환 유무에 따라서 미묘하게 바뀌는 심장 음영을 학습해 상당히 높은 정확도로 X선 이미지에서 심장 판막 질환을 진단했습니다. 진단 정확도를 판단하는 기준 중 하나인 AUC는 0.83에서 0.92로 (1에 가까울수록 민감도와 특이도가 높은 것) 임상에서 심초음파를 대신할 수 있는 수준은 아니지만, 누가 심초음파를 받아봐야 하는지 판단할 수 있는 수준은 됐습니다.

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현재 연구가 한창인 만큼 인공지능이 의료 부분에서 앞으로 활약할 기회는 많을 것으로 생각합니다. 의료진을 도와줄 똑똑한 비서로써 정확한 진단과 처료에 기여할 수 있기를 기대합니다.

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참고

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https://newatlas.com/medical/ai-transforms-chest-x-ray-into-better-diagnostic-tool/

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https://www.thelancet.com/journals/landig/article/PIIS2589-7500(23)00107-3/fulltext