연세사랑병원은 연세대학교 세브란스병원, 강북연세병원과 구성한 공동 연구팀이 인공지능(AI)을 활용해 ‘슬개골(무릎뼈) 탈구’의 위험을 예측할 수 있는 AI 모델을 개발했다고 23일 밝혔다.
슬개골 탈구는 무릎 앞 한가운데에 있는 종지 모양의 뼈인 슬개골의 뼈마디가 삐어 어긋나거나 정상적인 위치에서 벗어나는 현상을 말한다. 심한 통증과 불편을 일으키는 질환이다. 적절한 치료 시기를 놓치는 경우 무릎 연골, 근육, 십자인대 손상을 유발하고 관절염이 빠르게 찾아올 수 있다.
연구팀은 지난 2010년부터 2022년까지 급성 외측 슬개골 탈구로 진단받은 20세 이상 성인 환자 124명의 MRI 데이터를 분석하고, 대조군 121명과 비교해 연구를 수행했다. 분석 결과, 슬개골 경사와 대퇴골 활차 깊이가 슬개골 탈구와 가장 밀접한 상관관계를 보이는 요인으로 확인됐다.
로지스틱 회귀 분석(LRA), 서포트 벡터 머신(SVM), 라이트 그래디언트 부스팅 머신(LGBM) 등 세 가지 머신러닝 기법을 적용하고 성능도 비교했다. LGBM 모델은 8개의 변수를 활용해 AUC(곡선하면적) 0.873로 가장 높은 성능을 보였고, SVM 모델은 단 3개의 변수만으로 AUC 0.858을 기록해 높은 효율성과 정확도를 입증했다는 설명이다.
연구진은 “실제 임상에서는 진단 정확도뿐 아니라 효율성도 중요하다”며 “적은 수의 변수로도 높은 예측력을 가진 머신러닝 모델이 실용적인 임상 적용에 더욱 적합하다”고 강조했다.
고용곤 연세사랑병원 병원장은 “향후 이 기술이 임상 현장에 도입되면 슬개골 탈구 고위험 환자들을 조기에 쉽게 식별, 진단하고 적절한 예방적 조치를 취하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.
한편 해당 연구 논문은 정형외과 분야의 저명한 국제 학술지인 ‘Orthopaedic Journal of Sports Medicine(스포츠 의학 정형외과 저널)’ 4월 온라인 판에 실렸다.
