[메가경제=주영래 기자] 보건복지부 지정 관절 전문 연세사랑병원은 디지털 헬스케어 기업 스카이브 및 세브란스병원 의료진과 함께 수행한 다기관 공동연구 결과가 국제 학술지에 게재될 예정이라고 밝혔다. 이번 연구는 인공지능(AI)을 활용해 무릎 골관절염 환자의 연골을 3차원으로 정밀 재현하는 기술로, 인공관절 수술의 정확도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.
해당 연구는 스카이브의 딥러닝 기반 3D 의료영상 변환·분할 시뮬레이션 솔루션 ‘ZIFT(지프트)’를 활용해 진행됐으며, 국제 학술지 JMIR Medical Informatics에 게재를 앞두고 있다. 연구에는 용인세브란스병원 박준영 교수가 제1저자로 참여했으며, 신촌세브란스병원 박관규·권혁민 교수, 강남세브란스병원 조병우 교수, 흥케이병원 김종근 원장과 연세사랑병원 의료진이 공동 참여했다.
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| ▲ AI를 활용해 무릎 연골을 3차원으로 정밀 재현하는 ZIFT |
연구팀은 무릎 골관절염 환자의 MRI 영상을 기반으로 대퇴골과 경골 연골을 AI로 자동 분할하고 이를 3차원(3D) 모델로 재구성하는 기술을 구현했다. 기존 CT 기반 수술 계획 시스템이 뼈 구조 중심의 시각화에 머물렀던 것과 달리, 이번 기술은 MRI 영상의 장점을 AI로 극대화해 연골을 포함한 정밀한 3D 모델링이 가능하다는 점이 특징이다.
특히 이번 연구는 단일 의료기관에 국한되지 않고, 서로 다른 MRI 장비와 촬영 프로토콜을 사용하는 다수 의료기관의 임상 데이터를 활용해 외부 검증(External Validation)을 수행했다. 이를 통해 다양한 임상 환경에서도 안정적으로 작동하는 ZIFT의 다기관 일반화 성능을 입증했다는 평가를 받고 있다.
스카이브 측은 ZIFT가 이미 식품의약품안전처 허가를 획득했으며, 보건복지부가 고시한 평가유예 신의료기술인 ‘인공무릎관절전치환술을 위한 MRI 영상 기반 환자 맞춤형 수술 가이드 제작’에 활용 가능한 핵심 솔루션이라고 설명했다.
ZIFT는 MRI 영상에서 환자의 뼈와 연골 정보를 정밀한 3D 모델로 변환하고, 이를 기반으로 환자 개인의 해부학적 특성을 반영한 수술 시뮬레이션과 환자 맞춤형 수술 가이드(PSI) 제작을 지원한다. 연구팀은 이번 성과를 바탕으로 해당 기술이 향후 정밀의료는 물론 로봇 수술 분야로까지 활용 범위가 확대될 것으로 기대하고 있다.
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