수술 후 회전근개 상태 평가법 활용 기대
백영미 기자 = 다양한 레저 스포츠를 즐기는 인구가 증가하면서 회전근개(어깨를 감싸고 있는 4개의 힘줄) 파열 위험도 높아지고 있는 가운데, 우리나라 회전근개 환자의 수술 중 사진을 활용해 수술 후 재파열을 예측하는 인공지능(AI) 기술이 개발됐다. 우리나라 환자의 수술 사진을 활용한 딥러닝(AI 핵심기술) 기반 예측은 처음이다.
가톨릭대학교 서울성모병원 정형외과 김양수 교수(교신저자)·조성현 임상강사(제1저자) 연구팀은 858명의 회전근개 수술 환자를 조사하고, 1394장의 관절경 수술 중 이미지를 추출했다. 수술 후 2년 이내 회전근개가 파열되지 않은 환자와 재파열된 환자로 구분해 분석한 후 예측 모델을 만들었다.
그 결과 값이 1에 가까울수록 우수한 평가 모델을 의미하는 지표인 AUC(곡선하면적)는 0.92, 정확도 91%, 특이도 93%로, 관절경 수술 중 다른 추가적인 정보 없이 재파열을 예측할 수 있었다.
김 교수는 “높은 예측 정확도는 수술 중 관절경 사진이 힘줄의 건강상태를 반영하기 때문으로 보인다"면서 "그동안 영상 평가에 포함되지 않았던 수술 중 사진으로 수술 치료 효과와 회전근개의 상태를 처음으로 객관적으로 평가할 수 있게 됐다”고 말했다.
우리나라에서는 연간 13만명의 환자가 회전근 개 질환으로 진료를 보고 있다. 과도하게 어깨를 사용하면 약해진 힘줄이 어깨뼈에 반복적으로 부딪히게 되면서 회전근개가 파열된다. 회전근개 파열은 어깨통증환자의 약 70%, 60대 이상의 일반인에서 50% 이상의 유병률을 보이며 최근 레저 스포츠 활동이 활발해지면서 발생률이 크게 증가하는 추세다.
회전근개에 이상이 생겼을 때 나타나는 가장 흔한 증상은 어깨 통증이다. 대개 어깨 관절 자체보다는 약간 아래쪽 팔 부위에서 통증을 느끼는 경우가 많고, 통증이 때때로 손끝이나 목까지 뻗쳐 목 디스크로 오인되기도 한다. 최근의 주 수술 치료법은 관절 내시경 수술이다. 0.5cm 정도 피부 3곳을 절개 후 카메라가 달린 관절경을 통해 파열된 힘줄을 뼈에 봉합한다.
김 교수는 “회전근개 파열의 통증이 어깨 손상 정도와 반드시 비례하지는 않아 상당수 환자가 조기 발견과 초기 치료를 놓쳐 수술을 받게 된다"면서 "평소 높은 곳에 있는 물건을 집거나 어깨관절을 과도하게 사용하는 운동은 피하고, 어깨근육 강화에 도움이 되는 스트레칭을 꾸준히 하는 생활습관이 회전근개 파열을 예방하는 데 큰 도움이 된다”고 말했다.
이번 연구 결과는 정형외과 및 스포츠의학 관련 과학기술논문(SCI)급 학술지 중 세계적으로 가장 권위있는 미국 스포츠 의학회지(American Journal of Sports Medicine·AJSM) 최근호에 실렸다. 연구팀은 지난 10월 열린 제43차 대한관절경학회 추계국제학술대회 및 정기총회에서 최우수구연상도 받았다.
