삼성서울병원 연구팀, 로봇 유방암 수술에 AI 내비게이션 적용
수술 시 인공지능(AI)이 마치 내비
게이션처럼 '실시간 안전 절제 경로'를 안내하는 시스템이 개발됐다.
삼성서울병원의 유방외과 유재민·박웅기 교수, 이식외과 유진수·오남기 교수 연구팀 성과다. 이들은 로봇 유두보존 유방절제술에서 AI가 안전한 절제면을 실시간으로 안내하는 내비게이션 시스템을 개발하고, 다기관 외부 검증을 통해 임상 적용 가능성을 확인했다.
로봇 유두보존 유방절제술은 겨드랑이 부근에 작은 절개를 한 뒤 로봇 팔을 넣어, 유두와 피부는 그대로 두고 유방 조직만 제거하는 수술이다. 가슴에 큰 흉터가 남지 않아 환자 만족도가 높다.
잘제시 피부 아래 지방층과 유선 조직의 경계를 정확히 구분해야 하는데, 얕게 절제하면 조직이 남고 깊게 절제하면 피부 손상이 생길 수 있다. 이때 일 수술에서는 의사가 손끝 감각으로 지방층과 유선 조직 경계를 구분한다. 그러나 로봇 수술에서는 의사가 화면에 보이는 영상에 의존해야 한다.
연구팀은 해당 문제를 해결하기 위해 AI 영상 분석 모델을 개발했다. 개발에는 삼성삼성서울병원에서 시행한 29건의 로봇 유방절제술 영상에서 1996개의 프레임(정지 화면)을 추출했다. AI는 유방외과 전문의들이 프레임에 표시한 절제면을 학습해 훈련했다. 그 결과, 정확도(DSC) 74%를 기록했으며 삼성창원병원의 외부 검증에서도 정확도 70.8%를 나타냈다.
연구팀은 지난해 복강경 생체 간 이식 수술에서도 AI 내비게이션 시스템을 개발해 국제학술지 'Scientific Reports'에 발표한 바 있다.
유재민 교수는 “로봇 유방절제술에서 AI 내비게이션 시스템을 개발하고 다기관 외부 검증까지 완료한 최초의 연구”라며 “AI가 수술 중 실시간으로 안전한 절제면을 안내해 수술의 정밀도와 안전성을 높이는 데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.
유진수 교수는 “간 이식 수술에 이어 유방암 수술까지 AI 내비게이션 적용 범위를 넓혔다”며 “향후 다양한 최소침습 수술에 AI를 접목해 환자에게 도움을 줄 수 있도록 연구를 이어갈 것”이라고 덧붙였다.
한편, 이번 연구 결과는 유럽외과종양학회 공식 학술지 (European Journal of Surgical Oncology) 최근호에 게재됐다.