AI, 이제 CT 사진으로 폐활량까지 예측…COPD 진단 정확도 '90%'

전 세계 사망원인 3위의 만성폐쇄성폐질환(COPD)은 장기적인 흡연이나 가스 노출로 폐포가 손상돼 결국 숨쉬기가 어려워지는 질환이다. 서서히 진행되고 초기에는 별다른 증상이 없어 뒤늦게 발견하는 경우가 많다. COPD는 폐활량을 측정하는 폐 기능 검사로 진단하는데, 상대적으로 널리 시행되는 저선량 흉부 컴퓨터단층촬영(CT) 검사와 달리 호흡 곤란이 심해야 받는 경우가 많아 조기 진단·치료를 어렵게 했다.

이에 서울아산병원 호흡기내과 이세원·융합의학과 김남국 교수팀은 연구에 착수, 최근 CT 사진으로 폐 기능을 약 90% 이상 정확도로 예측하는 인공지능(AI)을 개발하는 데 성공했다고 26일 밝혔다. 흉부 CT 영상으로 폐 질환을 예측하는 기술은 있었지만, 사진으로 폐활량을 확인하는 기술은 드물었다.


연구팀은 2015~2018년 건강검진을 받은 1만6148명의 저선량 흉부 CT 검사 결과와 폐 기능 검사 결과를 AI에 학습시켰다. 이후 성능을 검증했더니 AI는 숨을 최대로 들이마신 후 최대한 강제로 내뱉는 양인 '강제폐활량(FVC)'과 1초당 강제로 내쉴 수 있는 공기량인 '1초간 노력 폐활량(FEV1)'을 각각 93%, 90% 정확히 예측한 것으로 나타났다. 이들 수치를 활용해 COPD 고위험군 여부를 판단할 수 있는 지표(FEV1/FVC)도 약 85%의 정확도로 예측해냈다.

(사진 왼쪽부터)서울아산병원 호흡기내과 이세원 , 융합의학과 김남국 교수. /사진=서울아산병원

현재 정부는 만 54세 이상에서 만 74세 이하 남녀 중 폐암 발생 고위험군에 대해 2년에 한 번 저선량 흉부 CT 검사를 지원하고 있다. 이 기술을 고도화하면 폐암은 물론 COPD도 조기 발견해 폐 건강을 최대한 지킬 수 있을 것으로 기대된다. 이세원 교수는 "COPD는 흡입제를 통해 치료하지만 아직 완치는 어렵다"며 "조기에 COPD를 발견해 흡연 등 생활 습관을 교정하면 악화하는 것을 최대한 늦출 수 있는 만큼 앞으로도 조기 진단·치료 방안을 지속해서 연구할 계획"이라고 밝혔다. 이번 연구는 북미영상의학회에서 발간하는 영상의학 분야 국제 학술지 '라디올로지(Radiology)'에 최근 게재됐다.