국립암센터가 인공지능(AI)과 자가형광분광법을 결합해 수술 중 위암 조직을 신속하게 판별하는 'AI 위암 조직 고속 스캐너'(이하 AI 스캐너)를 개발했다. 수술 흐름 끊김없이 종양 절제 범위를 실시간 판단하고, 대장암·식도암 등 다양한 고형암 진단에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
19일 국립암센터에 따르면 윤홍만 국립암센터 위암센터장 연구팀은 조직 내 형광 물질이 내는 미세한 빛을 분석하는 자가형광분광법에 딥러닝 AI를 결합해 AI 스캐너를 개발했다. 외부 염색이나 형광 표지 없이 광학 신호만으로 암 조직과 정상 조직을 구분한다.
AI 스캐너는 환자 조직을 활용한 검증에서 조직 판별 성능을 확인했다. 연구진은 고속 분광 시스템을 통해 데이터 획득 시간을 10분 이내로 단축하는 것이 목표다.
위암 환자 조직 절편 검증에서 AI 모델은 암·점막·점막하층·근육 등 네 가지 조직 영역을 정확도 88.1%로 분류했다. 특히 암 조직을 정확히 찾아내는 비율인 민감도는 90.8%, 암이 아닌 조직을 암이 아니라고 판별하는 비율인 특이도는 91.9%를 기록했다.
위암 수술에서 종양 절제 후 절제면에 암세포가 남았는지 확인하는 과정은 필수다. 암 경계가 불분명할 경우 수술 중 응급으로 동결절편검사를 시행해 암 조직 침범 여부를 진단한다. 이후 추가 절제나 수술 방법을 결정한다.
그러나 기존 동결절편검사는 조직 채취·급속 냉동·절편 제작·염색(H&E)·현미경 판독까지 여러 단계를 거쳐야 하기 때문에 결과 확인에 상당한 시간이 소요된다. 수술 흐름에 부담을 주며 절편 제작·분석 과정에서 조직 위치 정보가 어긋나는 공간 오차가 발생할 수 있다는 한계도 있다.
이를 해결하기 위해 연구진은 자가형광 분석 난제였던 시료 손상·장비 간 측정 편차·신호 혼선 문제를 맞춤형 하드웨어와 두 가지 핵심 AI 모델로 개선했다.
다만 AI 스캐너를 실제 수술실에 도입하기 위해서는 분석 시간 단축과 대규모 임상 검증이 요구된다. 연구진은 장비 성능 고도화 후속 연구와 더 많은 환자를 대상으로 한 임상 검증을 추진 중이다.
윤홍만 위암센터장은 “실시간 수술 적용을 위해 고속 분광 시스템을 개발 중”이라며 “20~25분 소요되는 데이터 획득 시간을 10분 내로 줄여 임상적 효용성을 높이겠다”고 말했다. 이어 “AI 스캐너는 위암뿐만 아니라 대장암·식도암·유방암 등 여러 고형암에서도 활용 가능할 것”이라고 덧붙였다.
임중권 기자 lim9181@etnews.com
