건강검진서 촬영된 흉부 X선으로 골다공증 진단하는 AI 모델 개발

흉부 X선만으로 뼈 상태가 정상인지 골감소증, 골다공증인지를 알려주는 인공지능(AI) 모델이 개발됐다. 골다공증 여부는 ‘골밀도 검사(DXA)’를 해 봐야 진단 가능하나 장비 접근성 문제로 충분히 시행되지 못하는 경우가 많다. 흉부 X선은 대부분 건강검진에서 촬영되므로 이를 활용하면 골다공증 조기 진단의 새로운 대안이 될 수 있다는 지적이다.

서울대병원 가정의학과 박상민 교수, 김재원 연구원팀은 2004~2019년 흉부X선과 DXA검사를 모두 받은 여성 1만4502명 대상으로 대규모 이미지 데이터로 학습된 파운데이션 기반 AI 모델의 예측 성능과 설명 가능성을 비교했다.

AI는 입력된 흉부 X선에서 척추와 늑골 같은 뼈 구조를 중심으로 특징을 추출하고 이를 학습된 패턴과 비교해 정상(T스코어 -1.0 이상), 골감소증(-2.5~-1.0)), 골다공증(-2.5 이하) 중 어떤 상태와 유사한지 판단한다. 연구팀은 이에 더해 AI가 실제 어떤 뼈를 근거로 삼아 판단하는지까지 확인할 수 있는 ‘설명 가능성’ 평가 체계를 설계했다.

그 결과 총 12개의 AI 모델 중 예측력이 우수하고 설명 가능성이 균형 있게 확보된 최적의 모델 1개를 발굴했다. 김재원 연구원은 1일 “의료 AI가 실제 임상에서 활용되기 위해서는 정확도와 함께 ‘왜 그렇게 판단했는지’에 대한 근거 검증이 필수적”이라고 말했다.

민태원 의학전문기자