수리연구소, 소아 고관절 이형성증 조기 진단 기술개발

서울대병원과 공동연구, X-선 영상으로 자동판별 성공
대한영상의학회지 4월호 표지논문 게재

[대전=뉴시스] 수리연 연구진이 공동연구를 통해 개발한 소아 고관절 이형성증(DDH) 검출 방법. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국가수리과학연구소는 서울대학교병원과 공동연구를 통해 정확도가 높은 소아 발달성 고관절 이형성증(소아 엉덩이 관절 탈구) 조기 진단 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

소아 고관절 이형성증은 1000명당 2~3명에서 발생하는 질환으로, 정상적인 고관절 발달을 위해서는 조기진단이 매우 중요하다.

그러나 소아의 연령대마다 진단방법이 다르고 전문의의 숙련도가 진단의 정확도에 영향을 미칠 수 있기 때문에 전체 소아 연령에 대해 일관성있고 정확도를 보장할 수 있는 진단기술이 필요하다.

이에 따라 수리연 의료영상연구팀은 서울대병원과 함께 수학적 알고리즘에 딥러닝 기술을 접목시켜 X-선 영상을 이용, 다양한 연령대의 소아를 진단할 수 있는 선별기술을 개발했다.

연구진은 누운자세로 촬영한 하복부 X-선 영상에서 대퇴골두를 중심으로 한 영상패치(영상조각)를 수학적인 알고리즘으로 추출하고 추출한 영상패치로부터 질환유무를 진단할 수 있도록 인공신경망을 학습시키는 영상패치 기반 진단 알고리즘을 디자인했다.

이를 통해 계산 효율성과 진단 정확도가 높고 X-선 영상에서 질환 유무를 자동 판별할 수 있는 기술을 개발하는데 성공했다.

특히 이 알고리즘은 높은 진단 정확도를 갖고 있는 숙련된 전문의와의 진단성능 비교에서도 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 확인됐으며 소아 방사선과 경험이 없는 의료진과의 진단성능 비교에서는 민감도, 특이도, 양성예측도가 더 우수한 것으로 확인됐다.

이번 수리연이 개발한 기술은 전체 연령대의 소아 진단이 가능하고 X-선 영상을 이용하기 때문에 저렴한 검사비용과 일반 병원에서도 접근이 용이하다는 장점이 있다.

연구결과는 대한영상의학회지 4월호에 'Diagnostic Performance of a New Convolutional Neural Network Algorithm for Detecting Developmental Dysplasia of the Hip on Anteroposterior Radiographs'란 제목으로 표지논문에 선정됐다.

조연진 서울대학교병원 소아영상의학과 교수는 "수학적 방법을 통해 개발된 진단기술이 의료진의 진단정확도를 높일 수 있음을 확인했다"면서 "소아영상의학과가 턱없이 부족한 지방의 의료환경에서 의료의 질을 획기적으로 높일 수 있는 진단소프트웨어로 발전할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

박형석 수리연 의료영상연구팀장은 "이번 연구는 의료진과의 협력을 통해 수리연의 의료수학 분야 역량을 발휘, 의료현장에서 필요한 기술을 수학적인 방법을 통해 해결한 좋은 사례가 될 것"이라고 의미를 부여했다.

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