청신경종양환자들을 대상으로 수술 전 청력보존여부를 예측할 수 있는 시스템이 개발됐다.
연세대의과대학 이비인후과 문인석 교수·차동철 강사팀은 19일 청신경종양환자를 대상으로 수술 후 환자의 청력보존여부를 예측할 수 있는 시스템을 설계했다고 밝혔다.
청신경종양은 청각전정신경에서 발생해 소뇌 쪽으로 자라는 뇌신경종양으로 청력감퇴, 난청과 어지럼증 등 삶의 질을 크게 떨어뜨리는 질환이다. 종양이 점점 커지면 뇌간을 압박해 심각한 장애를 초래하기도 한다.
지금까지 청신경종양의 치료법은 수술 및 감마나이프치료가 주를 이뤘다. 최근에는 내시경을 이용한 최소침습치료도 시도되고 있다. 하지만 종양의 기원이 청각신경이기 때문에 종양을 성공적으로 치료했다 하더라도 청각보존여부는 예측할 수 없었다.
연구팀은 2007년부터 2017년 10년간 세브란스병원에서 청신경종양으로 수술받은 417명의 환자 중 청력보존술을 받은 50명의 환자를 대상으로 데이터를 분석해 수술 후 청력보존여부를 예측할 수 있는 시스템을 설계했다.
이 시스템은 수술 전 시행한 청력검사, 평형기능검사, 자기공명영상에서 얻은 수술 전 ▲종양의 크기 ▲위치 ▲청력 ▲어지럼증 ▲수술방법 등을 입력하면 수술 후 청력보존여부를 예측할 수 있다.
연구팀은 서포트벡터머신, 랜덤포레스트, 부스팅, 딥러닝 기반의 다양한 모델들의 시스템을 설계했다. 이 중 딥러닝 기반 모델의 경우 90%의 높은 정확도로 수술 후 청력보존여부를 예측하는 결과를 보였다. 결과를 예측하는데 가장 중요한 요소는 환자의 ▲단어인식 점수 ▲진정유발근전위 비대칭 정도 ▲종양의 크기순으로 나타났다.
이번 연구를 통해 설계된 예측모델을 사용한다면 수술 전 환자의 청력보존여부를 예측해 환자와 정확한 결과상담을 통해 가장 효과적인 맞춤형 치료방법을 결정할 수 있다.
만약 예측결과 수술 후 청력보존이 불가능한 것으로 판단될 경우 뇌에 악영향을 미치기 전까지 수술을 보류하는 전략을 세우거나 반대로 종양제거술과 함께 청력을 회복시키는 청각 임플란트수술을 동시에 고려하는 등 대책을 미리 수립할 수 있다.
문인석 교수는 “이번 예측 모델 개발을 통해 환자 개개인에 대한 수술예후를 예측해 맞춤형치료법을 제시할 수 있게 됐다”며 “최근 머신러닝이 의학계에서 다양하게 활용되고 있는데 이러한 방법을 이용할 수 있다면 기존의 예측보다 훨씬 더 정확한 예측이 가능하다”고 말했다.
이번 연구는 SCI급 저널 ‘사이언티픽 리프트(Scientific Reports, IF 4.01)’ 최신호에 게재됐다.
