[손의식 기자]

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[라포르시안] 삼성서울병원 연구팀이 로봇 유두보존 유방절제술에서 인공지능이 안전한 절제면을 실시간으로 안내하는 내비게이션 시스템을 개발하고 다기관 외부 검증을 통해 임상 적용 가능성을 확인했다.

삼성서울병원은 유방외과 유재민 교수와 박웅기 교수, 이식외과 유진수 교수와 오남기 교수 연구팀은 로봇 유두보존 유방절제술에서 인공지능이 안전한 절제면을 실시간으로 안내하는 내비게이션 시스템을 개발했다고 5일 밝혔다.

연구 결과는 유럽외과종양학회 공식 학술지 European Journal of Surgical Oncology 최근호에 게재됐다.

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 높은 것으로 알려져 있다.

다만 로봇 수술은 촉각이 전달되지 않는 한계가 있다. 일반 수술에서는 의사가 손끝 감각으로 조직의 경계를 파악할 수 있지만 로봇 수술에서는 화면에 보이는 영상에 의존해야 한다. 특히 피부 바로 아래 지방층과 유선 조직의 경계를 정확히 구분하는 것이 까다롭다. 절제가 너무 얕으면 유방 조직이 남고 너무 깊으면 피부로 가는 혈류가 끊겨 피부 손상이 발생할 수 있다.

연구팀은 수술 중 촬영되는 영상을 인공지능이 실시간으로 분석해 지방층과 유선 조직의 경계, 즉 안전한 절제면을 화면에 표시하는 방식을 적용했다. 인공지능이 집도의에게 절제 경계선을 시각적으로 안내하는 구조다.

연구팀은 인공지능 모델 개발을 위해 삼성서울병원에서 시행한 29건의 로봇 유방절제술 영상에서 1,996개의 프레임을 추출했다. 유방외과 전문의들이 각 프레임에서 안전한 절제면을 직접 표시했고 인공지능은 해당 데이터를 학습해 수술 영상에서 절제면을 자동으로 인식하도록 훈련됐다.

삼성서울병원 데이터를 활용한 내부 검증 결과 인공지능 모델의 정확도는 74.0%로 나타났다. 이어 삼성창원병원에서 시행한 8건의 수술 영상을 활용한 외부 검증에서도 정확도 70.8%를 기록해 유사한 성능을 보였다.

같은 연구팀은 지난해 복강경 생체 간 이식 수술에서도 인공지능 내비게이션 시스템을 개발해 국제학술지 Scientific Reports에 발표한 바 있다. 당시 연구에서는 삼성서울병원, 명지병원, 영남대학교병원 등 3개 기관의 48건 수술 영상을 분석해 간 주변 혈관 구조와 안전한 박리면을 인공지능이 실시간으로 표시하는 기술을 제시했다.

유재민 교수는 "로봇 유방절제술에서 인공지능 내비게이션 시스템을 개발하고 다기관 외부 검증까지 완료한 최초의 연구"라며 "인공지능이 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 인공지능 내비게이션 적용 범위를 넓혔다"며 "향후 다양한 최소침습 수술에 인공지능을 접목해 환자에게 도움을 줄 수 있도록 연구를 이어갈 것"이라고 밝혔다.

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