**스웨덴서 여성 만명 이상 참가한 임상시험
AI 도움받은 진단과 의사 2명 진단 결과를 비교
AI가 성장 빠르고 전이 쉬운 암 조기진단에 효과
사전에 만 이상 유방촬영 결과로 AI 학습
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유방암 검진에 인공지능(AI)을 활용하면 악성 암 발병율이 % 감소해 조기 발견 가능성이 높아진다는 연구 결과가 나왔다. 이번 결과는 처음으로 만명 이상이 참여한 대규모 임상시험에서 나와 앞으로 유방암 진단에 AI 활용도가 크게 높아질 것으로 예상된다.
스웨덴 룬드대 암병원의 크리스티나 랑(Kristina Lång) 교수 연구진은 “국가 유방암 검진 프로그램에서 진행한 임상시험 결과 AI가 영상을 분석한 검진이 기존 표준 유방암 진단보다 더 효과적인 것으로 나타났다”고 일 국제 학술지 ‘랜싯’에 발표했다.
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네덜란드 바이오기업인 스크린포인트 메디컬이 개발한 AI가 유방촬영 영상에 암 가능성이 높은 부분을 표시한 영상. AI는 방사선 전문의 1명이 봐도 되는 저위험 사례와 두 명이 같이 보는 고위험 사례로 분류한다/ScreenPoint Medical
공격성 암 조기 진단, 의사 부담도 % 줄여
연구진은 이번 연구가 암 검진에 AI 활용 효과를 조사한 연구 중 최대 규모라고 밝혔다. 이번 임상시험은 년 4월부터 년 월까지 스웨덴에서 유방촬영 검진을 받은 여성 만명을 대상으로 진행됐다. 임상시험 참가자들의 평균 연령은 세였다. 이들은 AI가 촬영 영상을 분석해 의사를 지원하는 검진 그룹과 방사선과 의사 두 명이 판독하는 유럽 표준 진단 그룹으로 무작위 배정됐다.
질병 진단의 정확도는 두 가지가 있다. 민감도(sensitivity)는 질병이 있는 사람을 ‘있다’고 얼마나 정확하게 판정하는지를 의미하고, 특이도(specificity)는 반대로 질병이 없는 사람을 ‘없다’고 얼마나 정확하게 판정하는가를 뜻한다. 임상시험 결과 민감도는 AI 지원 그룹에서 %, 의사 2명이 하는 표준 진단에서 %로 나타났다. 이는 AI 지원을 받으면 암을 놓치지 않고 찾아내는 정확도가 더 높아진다는 의미다. 특이도는 두 그룹이 비슷했다. 질병이 없는 사람을 암 환자로 잘못 보는 비율은 AI 지원 그룹은 %, 대조군은 %였다.
특히 AI 지원 검진을 받은 그룹은 검진 후 몇 년간 간격암 진단율이 % 줄어든 것으로 나타났다. 간격암은 검진 사이에 발견되는 암으로, 지난 검진에서는 정상이었다가 다음 검진을 하기 전에 암 판정을 받는 경우다. AI 지원 그룹에서는 여성 명당 건의 암이 발견된 반면, 대조군에서는 건이 발견됐다.
간격암은 유방암에서 흔하며 매우 빨리 자라고 공격적이다. 신체 다른 부위로 전이될 가능성도 더 높다. 이런 위험한 유방암 진단율이 줄었다는 것은 의사가 간격암으로 발전할 수 있는 작은 종양을 놓칠 수 있는 반면, AI는 이를 포착한 결과로 볼 수 있다.
같은 임상시험의 초기 결과도 AI 진단 지원의 효과를 보여줬다. 지난 년 스웨덴 연구진은 AI가 방사선과 의사의 영상 판독 업무량을 % 줄였다고 발표했다. 지난해에는 AI 지원 유방암 검진이 오진 증가 없이 암 발견율을 % 높였다는 결과를 발표했다.
이번 임상시험에 사용한 AI는 네덜란드 바이오 기업인 스크린포인트 메디컬(ScreenPoint Medical)이 개발했다. 영상에서 암으로 보이는 부분을 표시해 방사선과 의사를 보조한다. 위험도가 낮으면 숙련된 방사선과 전문의 한 명이 판독하면 된다고 하고, 고위험 사례는 방사선과 의사 두 명이 하는 이중 판독으로 분류한다. AI는 앞서 여 국 의료 기관에서 수집한 여 만 건 검사 결과를 가지고 훈련했다.
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유방암 진단을 위한 유방촬영 모습. X선은 암이 생겨 조직 밀도가 높아진 부분에서 반사가 많이 돼 영상에 하얗게 보인다./미국 국립암연구소
다른 인종 대상 추가 임상시험 필요
유방암은 3550세 여성의 주요 사망 원인이며, 전 세계적으로 매년 만명 이상이 이 질환으로 진단받고 있다. 유방암 조기 검진은 세 이후 매월 자가 검진, 세 이후 2년 간격의 의사 진찰, 세 이후부터는 12년 간격으로 유방촬영을 권고한다.
유방촬영은 X선 검사이다. 인체 조직은 밀도에 따라 X선 통과량이 다르다. 칼슘이 쌓인 암 조직은 뼈처럼 밀도가 높아 X선이 덜 통과한다. 이 때문에 암 부위는 X선 영상에 희게 나타난다. 한국 여성은 치밀 유방이 많아 유방촬영과 함께 초음파 검사를 병행하는 것이 조기 발견에 더 효과적이라고 알려졌다.
이번 대규모 임상시험 결과는 방사선과 전문의가 유방쵤영 영상을 AI와 함께 보면 조기 발견 가능성이 더 높아진다는 점을 보여줬다. 랑 교수는 “유방암 검진 프로그램에 AI를 더 많이 도입하면 방사선과 의사의 업무 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 위험한 유방암을 조기 진단하는 데 도움을 줄 수 있다”고 말했다.
영국의 유방암 연구 단체인 브레스트 캔서 나우(Breast Cancer Now)의 사이먼 빈센트(Simon Vincent) 최고과학책임자도 “이번 첫 임상시험은 유방암 검진에서 AI가 방사선과 의사를 지원하는 데 막대한 잠재력을 지녔음을 보여줬다”고 말했다.
다만 랑 교수는 이번 연구는 AI가 표준 검진만큼 효과적인지 알아보기 위한 것이지, 더 우수한지 확인하려는 것은 아니라고 했다. AI가 더 나은지 알려면 추가 임상시험이 필요하다는 것이다. 더욱이 연구진은 AI가 특정 인종에 더 효과가 있는지 평가하지도 않았다.
영국 케임브리지대의 피오나 길버트(Fiona Gilbert) 교수는 “이번 임상시험 결과는 놀랍다”며 “영국에서 진행 중인 임상시험을 포함한 추가 연구가 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다. 영국 국민건강서비스(NHS)는 지난해부터 유방암 검진에서 AI 활용 효과를 조사하는 임상시험을 시작했다.
참고 자료
The Lancet(), DOI: https://doi.org//S0140-6736()02464-X
The Lancet Digital Health(), DOI: https://doi.org//S2589-7500()00267-X
The Lancet Oncology(), DOI: https://doi.org//S1470-2045()00298-X