이용석 분당서울대병원 정형외과 교수 연구팀이 무릎 골관절염 환자의 골밀도·대사질환 등 개인 특성에 따른 진행 양상을 규명하고 이에 따른 치료 방향을 제시했다. 무릎 골관절염의 맞춤형 치료를 위한 근거가 될 수 있다는 점에서 의미가 크다는 분석이 나온다.
8일 연구팀은 2003~2017년 무릎 통증으로 내원한 환자 가운데 5년 이상 추적 관찰이 가능한 833개의 X-ray 영상과 임상 데이터를 분석했다고 밝혔다. 인공지능(AI) 기계학습을 적용해 질환의 표현형을 구분하고 환자 특성과 진행 패턴 간의 연관성을 확인했다.
분석 결과 골밀도가 낮은 환자는 무릎 전반에 관절 간격이 좁아지는 형태로 진행하는 경향이 나타났다. 반면 골밀도가 높은 환자는 특정 부위에 부하가 집중돼 국소적으로 관절염이 생기고, 하지 정렬 변형이 동반되는 경우가 많았다. 또 젊은 환자라도 고혈압·당뇨병 등 대사질환이 있으면 염증 반응이 촉진돼 무릎 전반에 골극이 많이 생기는 양상으로 진행했다.
연구팀이 개발한 AI 예측 모델은 무릎 골관절염 진행을 최대 AUC 0.94 수준으로 예측해 기존 통계 모델(AUC 0.87)보다 높은 정확도를 보였다. 또 샤플리 가산 설명법(SHAP)을 활용해 환자별 위험 요인이 질환 진행에 어떤 영향을 미치는지 수치화했다.
이용석 교수는 “외래 진료 시 얻을 수 있는 X-ray와 임상 정보를 활용해 환자별 골관절염 진행을 조기에 예측하고 맞춤형 치료 전략을 수립할 수 있다”며 “골밀도가 낮은 환자는 골다공증 치료, 높은 환자는 정렬 교정 및 연골 치료, 대사질환 환자는 염증 관리에 집중하는 등 환자 특성에 따른 차별화된 접근이 가능하다”고 설명했다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
syj@sedaily.com
