자동차 내비게이션이 복잡한 초행길을 안내하듯 인공지능(AI)이 수술 중 의사에게 실시간으로 안전한 절제 경로를 알려주는 시대가 열렸다. 복강경 간 이식 수술에 이어 로봇 유방암 수술에서도 AI의 정밀한 가이드가 임상 적용 가능성을 입증하며 의료계의 이목을 끌고 있다.
삼성서울병원 유방외과(유재민·박웅기 교수) 및 이식외과(유진수·오남기 교수) 공동 연구팀은 ‘로봇 유두보존 유방절제술’에서 AI가 안전한 절제면을 실시간으로 안내하는 내비게이션 시스템을 개발했다고 밝혔다.
로봇 유방절제술은 겨드랑이 부근을 최소 절개해 유두와 피부를 보존하면서 유방 조직만 제거하는 최첨단 수술법이다. 흉터가 거의 없어 환자 만족도가 매우 높지만 집도의가 손끝으로 조직의 경계를 직접 느낄 수 없는 ‘촉각의 부재’가 큰 숙제였다.
특히 피부 아래 지방층과 유선 조직의 경계는 매우 모호하다. 너무 얕게 깎으면 암 조직이 남고, 너무 깊게 파고들면 피부 혈류가 끊겨 괴사가 일어날 위험이 크다. 연구팀은 이 난제를 AI 기술로 정면 돌파했다.
연구팀은 삼성서울병원에서 시행된 29건의 수술 영상에서 약 2000개의 프레임을 추출해 AI를 학습시켰다. 전문의들이 직접 표시한 ‘안전 절제면’ 데이터를 학습한 AI는 수술 화면 속에서 실시간으로 지방과 유선의 경계선을 시각적으로 투영해준다.
성능 검증 결과도 안정적이다. 삼성서울병원 내부 검증에서 74.0%의 정확도(DSC)를 기록한 데 이어, 삼성창원병원의 외부 데이터를 활용한 검증에서도 70.8%의 유사한 성능을 보였다. 이는 병원이나 집도의가 달라도 AI가 일관되게 작동할 수 있음을 의미한다.
이번 연구팀은 지난해 복강경 생체 간 이식 수술에서도 간 주변 혈관 구조와 박리면을 표시하는 AI 시스템을 선보여 학계의 찬사를 받은 바 있다. 이번 연구를 통해 AI 내비게이션의 적용 범위가 간에서 유방까지 성공적으로 확장된 셈이다.
유재민 유방외과 교수는 “이번 연구는 로봇 유방절제술에서 AI 내비게이션의 다기관 외부 검증까지 완료한 최초의 사례”라며 “수술의 정밀도를 극대화해 환자의 안전을 지키는 데 큰 기여를 할 것”이라고 평가했다.
유진수 이식외과 교수 역시 “간 이식과 유방암 수술을 넘어 향후 다양한 최소침습 수술에 AI를 접목하는 연구를 지속해 환자들에게 실질적인 도움을 주겠다”고 강조했다.
이번 연구 결과는 유럽외과종양학회 공식 학술지인 『European Journal of Surgical Oncology(IF=2.9)』 최신호에 게재되며 그 학술적 가치를 인정받았다.
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