골다공증 골절일까? 암 전이 골절일까?

나이가 들면 뼈가 약해져 척추가 살짝 주저앉는 압박골절이 흔하게 생긴다. 대부분은 골다공증 때문이지만, 드물게는 다른 장기의 암이 척추로 퍼지면서(전이) 뼈가 약해져 생기기도 한다.

겉으로 보이는 증상은 비슷해도 이 둘은 치료 방향이 완전히 다르다. 골다공증이 원인이라면 골다공증 약물치료와 척추를 안정시키는 치료를 하지만, 암 전이가 원인이라면 원래 암을 찾아 항암치료나 방사선치료 같은 전혀 다른 치료가 필요하다.

문제는 암 때문에 생긴 골절을 단순한 골다공증 골절로 잘못 판단하면 정작 중요한 암 발견과 치료가 늦어질 수 있다. 그래서 두 골절을 정확히 구별하는 일이 매우 중요하다.

이재철 순천향의대 교수(순천향대서울병원 정형외과교신저자)와 안중현 가톨릭의대 교수(부천성모병원 정형외과), 신유진 가톨릭대 교수(데이터사이언스학과) 연구팀은 이 문제에 주목해, 병원에서 흔히 찍는 척추 MRI 사진을 인공지능(AI)으로 분석했다.

AI는 먼저 MRI에서 이상이 있는 척추뼈의 위치를 스스로 찾아낸 뒤, 그 부위가 골다공증에 의한 골절인지 암 전이에 의한 골절인지 구별하도록 학습했다.

연구팀은 척추 압박골절 또는 척추 전이가 있는 환자 2165명의 MRI를 분석하고, 2만 7543개의 척추 마디를 대상으로 AI의 정확도를 평가했다. 또 여러 종류의 AI 모델을 같은 영상으로 학습시켜 어떤 모델이 가장 정확한지도 비교했다.

그 결과, 가장 우수한 성능을 보인 AI 모델은 암 전이로 판단한 경우 실제로 맞을 확률이 약 91%, 실제 암 전이 골절 중 놓치지 않고 찾아낸 비율이 약 93%로, 위치를 찾아내는 정확도까지 종합적으로 가장 균형 잡힌 성능을 보였다.

특히 일부 모델은 암 전이 골절을 놓치지 않고 걸러내는 능력이 특히 뛰어나, 향후 선별검사 용도로도 쓰일 수 있는 가능성을 보였다.

이재철 교수는 이번 연구는 일상적으로 시행되는 척추 MRI에 딥러닝 기술을 적용해, 의료진이 특별히 주의 깊게 봐야 할 병변을 찾아내고 암 여부를 감별할 수 있는 가능성을 확인했다는 데 의미가 있다라며 AI가 의사를 대신하는 게 아니라, 의료진이 놓칠 수 있는 부분을 한 번 더 확인하도록 돕는 보조 수단으로 활용된다면 더 빠르고 정확한 진단과 치료에 도움이 될 것이라고 설명했다.

이번 연구는 척추 분야 국제학술지 The Spine Journal에 Deep Learning Magnetic Resonance Imaging Algorithm for Differentiating Metastatic Vertebral Fractures라는 제목으로 지난 4월 게재됐다.