수술 중 신장 손상 위험, AI가 미리 알려준다…"모델 개발 성공"

서울대병원 공동연구팀 연구 결과

기존 모델보다 예측 성능 강화해

"환자 생명에 직접적인 기여할 것"

[서울=뉴시스] 한국보건산업진흥원 전경. (사진=한국보건산업진흥원 제공) 2024.06.05. [email protected]

[서울=뉴시스]정유선 기자 = 수술 중 생체신호를 이용해 신장 손상 위험을 알려주는 인공지능(AI) 모델이 개발됐다.

한국보건산업진흥원은 수술 중 실시간으로 측정되는 생체신호를 기반으로 급성 신손상(신장 기능이 갑자기 떨어져 몸 안의 노폐물을 바깥으로 배출하기 어렵고 소변이 정상적으로 만들어지기 어려워지는 상태) 발생 위험을 예측하는 인공지능 모델을 개발하는 데 성공했다고 29일 밝혔다.

이 연구는 정부의 연구개발 사업 지원을 받아 서울대병원 공동연구팀(이하정·박세훈·김광수·정수민)이 서울대병원·분당서울대병원·보라매병원의 대규모 수술 데이터를 활용해 수행한 것이다.

수술 후 급성 신손상(PO-AKI)은 여러 종류의 수술 후 신장세포가 손상을 받아 신기능이 갑자기 악화되는 질환으로, 수술 회복을 늦추고 투석과 사망 위험을 높일 수 있어 집중 모니터링과 조기 치료가 매우 중요하다.

그러나 기존의 모델은 대부분 수술 전 기초 정보에만 의존해 정확도가 낮고 수술 중인 환자의 상태 변화를 실시간으로 반영하지 못하는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 혈압, 심박수 등 수술 중 1분 단위로 수집된 생체신호를 분석해 급성 신손상 위험을 예측하는 딥러닝 모델을 설계하고, 특히 기존 모델의 주요 임상 변수 11가지도 함께 반영해 예측 성능을 강화했다.

이 모델은 약 11만 명의 수술 데이터를 기반으로 훈련 및 외부 검증을 진행했으며 그 결과, 예측 정확도는 훈련 코호트에서 79.5%, 검증 코호트에서는 각각 76.2%, 78.6%를 기록해 기존 모델보다 일관되고 우수한 성능을 보여 임상 적용 가능성을 입증했다.

특히 민감도 및 특이도 95% 기준에서도 안정적인 예측력을 보여 고위험 환자군의 조기 선별에도 신속하게 대응 가능할 것이란 기대가 나온다.

연구책임자 이하정 교수는 "해당 모델을 통해 신장 손상 위험을 조기에 인지하면 의료진이 신속하게 대응할 수 있어 환자 생명에 직접적인 기여를 할 수 있을 것"이라고 강조했다.

이번 연구는 국제 의학학술지 'PLOS Medicine' 최근호에 게재됐다.


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