"AI로 무릎 인공관절 수술 후 수혈 위험 예측"
"AI로 무릎 인공관절 수술 후 수혈 위험 예측"
  • 오지혜 기자
  • 승인 2019.08.13 11:00
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서울대병원, 환자 1686명 데이터 토대 '수혈 가능 웹' 개발… "6개 정보 입력하면 위험 요인 판단해 합병증 예방"

인공지능(AI)으로 무릎 인공관절 수술 후 수혈 위험을 예측할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다.

서울대병원 이명철 교수팀(한혁수ㆍ노두현 교수 포함)은 무릎 인공관절 수술을 받은 환자 1686명의 데이터를 바탕으로 수혈 가능성을 판단할 수 있는 웹 기반 플랫폼을 개발했다.

이 웹은 나이, 몸무게, 지혈제 사용 여부, 혈소판 수, 헤모글로빈 수치, 수술 유형 등 6개 정보를 입력하면 수술 시 수혈 여부를 예측할 수 있는 것이다. <그림 참조>

왼쪽이 입력창, 오른쪽 위는 수혈 위험이 낮다는 결과, 아래는 수혈 위험이 높음을 보여준다. 어떤 변수가 수혈 위험도를 높이는 데 얼마나 많이 기여했는지 알 수 있다. [자료 : 서울대병원]
왼쪽이 입력창, 오른쪽 위는 수혈 위험이 낮다는 결과, 아래는 수혈 위험이 높음을 보여준다. 어떤 변수가 수혈 위험도를 높이는 데 얼마나 많이 기여했는지 알 수 있다. [자료 : 서울대병원]

수혈을 막기 위해 위험 인자를 파악하려는 기존 연구들이 있었지만, 이번 연구는 기계학습을 이용, 수술 전 정보만으로 수술 후 수혈 위험도를 환자 특성에 맞춰 정확하게 예측했다는 점에서 의의가 크다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀은 이 프로그램 결과와 실제 수술 후 환자에게 수혈이 됐는지 여부를 조사한 결과, 84.2%의 정확성(민감도 89.8%ㆍ특이도 74.8%)을 보였다고 밝혔다.

특히 연구팀은 "객관적인 평가를 위해 타 병원 환자 400명의 데이터를 입력해 검증한 결과 여전히 뛰어난 성능을 나타냈다"며 "개발된 모델이 다른 기관에도 보편적으로 적용될 수 있음을 보여준다"고 평가했다.

무릎 인공관절 전치환술을 받은 환자들 중 적게는 3%, 많으면 67% 가량이 수술 후 수혈을 받는 것으로 알려졌다.

수혈은 감염과 심부정맥혈전증 등 합병증 확률을 높이며, 심하면 사망에 이를 정도로 치명적인 결과를 야기할 수 있다.

노두현 교수는 “수술 전 미리 위험도를 파악해 수혈 고위험군은 사전에 지혈제 사용, 빈혈 교정 등 예방조치를 함으로써 안전한 수술이 될 수 있을 것”이라며 “다가오는 AI 시대에 발맞춰 환자 맞춤형 의료에 이번 연구 결과가 중요한 역할을 할 것”이라고 강조했다.

한편 이번 연구에 1저자로 이름을 올린 고선호ㆍ조창웅씨는 현재 서울의대 의학과 3학년 학생이다.

조창웅 학생은 “웹 프로그램은 누구에게나 쉽게 접근할 수 있는데, 이번 연구는 환자 수혈 위험도와 함께 어떤 변수가 위험도에 기여했는지 알 수 있다"며 "임상에서 활용하면 환자에게 큰 도움이 될 것”이라고 기대했다.

이번 연구 결과는 정형외과 부문 국제학술지 '유럽무릎관절학회지(Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy)' 최근호에 실렸다.

왼쪽부터 노두현 교수와 고선호ㆍ조창웅 학생
                                      왼쪽부터 노두현 교수와 고선호ㆍ조창웅 학생

 


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