수술 1년 후 체중, 근육·지방량, 영양상태변화 5년생존율에 큰 영향
위암 치료 후 환자가 어떻게 생활하느냐에 따라 생존율도 달라질 수 있다는 것이 인공지능 모델을 통해 객관적으로 입증됐다.
서울아산병원은 위장관외과 이인섭 교수와 영상의학과 김경원 교수팀이 위암수술을 받은 4000명 환자의 수술 1년 후 치료결과 및 건강상태를 바탕으로 5년생존율을 약 80% 정도 예측해내는 인공지능 알고리즘을 개발했다고 밝혔다.
암 치료에 있어서 전 세계적으로 환자별 맞춤형 치료전략이 강조되고 있지만 위암에서는 병기체계 외 치료결과에 영향을 미치는 요인들에 대한 연구가 아직은 부족한 실정이다. 또 그간 5년생존율을 예측하기 위한 점수표, 계측도표, 인공지능 등이 연구돼왔지만 실제 임상에서는 거의 활용되지 않아 사실상 5년생존율을 예측할 수 있는 확립된 요인이 없는 상황이었다.
연구팀은 2003년부터 2012년까지 서울아산병원에서 위암수술을 받은 3220명의 수술 전 건강정보, 수술 항암·병리정보뿐 아니라 재발에 대한 추적관찰을 위해 공통적으로 시행하는 혈액검사결과, 컴퓨터단층촬영(CT)검사결과 등 총 65개 종류의 대규모 데이터를 인공지능에 학습시켰다.
특히 연구팀은 이번 인공지능 알고리즘 개발에 위암환자들의 수술 1년 후 데이터를 활용했다. 수술 후 1년 내 사망은 암의 공격성 때문인 경우가 많고 2·3기 위암은 수술 후 보조화학요법을 6개월~1년간 시행하기 때문에 장기생존여부 판단에는 1년 후 환자 상태가 중요하다고 본 것이다.
연구팀은 인공지능 알고리즘을 만든 후 805명의 환자 데이터로 알고리즘의 내부 유효성을 평가했다.
그 결과 위암수술 후 5년생존율 예측 정확도가 약 76%인 것으로 나타났다. 또 아주대병원에서 2010년부터 2012년까지 위암수술을 받은 590명 환자의 데이터로 인공지능 알고리즘의 외부 유효성을 검증한 결과 약 81%의 정확도로 5년생존율을 예측한 것으로 나타났다.
특히 환자들의 65개 종류의 데이터들을 분석한 결과 위암수술을 받은 환자의 체중·근육량·지방량 변화, 영양상태 변화 등이 5년생존율 예측에 중요한 요소였으며 체중 및 근육량 감소, 지방량 및 영양위험도(NRI) 증가 등 관련 수치들이 나빠지면 5년생존율도 떨어지는 것으로 나타났다.
서울아산병원 위장관외과 이인섭 교수는 “이번 연구는 대규모 데이터 분석을 통해 위암수술 후 장기적인 결과를 예측할 수 있게 됐다는 점뿐 아니라 위암수술을 받은 환자가 꾸준한 근력 운동, 고단백 식습관 등 스스로 교정할 수 있는 요인이 장기 생존 여부에 영향을 미친다는 사실까지 밝혔다는 점에서 의미가 크다”면서 “수술 및 항암치료가 위암 치료의 전부가 아니라 환자 개인의 관리와 노력 또한 중요하다는 사실을 객관적으로 입증한 것”이라고 밝혔다.
서울아산병원 영상의학과 김경원 교수는 “이번 연구에서는 직접 개발한 인공지능 기반 복부 컴퓨터단층촬영(CT) 분석 프로그램을 통해 환자들의 복부 근육, 피하 지방, 내장 지방량을 분석했다”면서 “대부분의 치료결과 예측 모델은 외부 환자군을 통해 검증하지 않았다는 한계점을 갖고 있는데 이번 연구는 4000여명이 넘는 내부 데이터와 600여명의 외부 데이터를 기반으로 진행돼 연구 신뢰도가 높다”고 밝혔다.
한편 이번 연구는 노인의학 분야 권위 있는 국제학술지 중 하나인 ‘악액질, 근감소증과 근육 저널(Journal of Cachexia Sarcopenia and Muscle, IF=12.063)’에 최근 게재됐다.
또 서울아산병원 위장관외과 이인섭·영상의학과 김경원 교수는 이번 연구 논문 게재로 생물학연구정보센터(BRIC)의 ‘한빛사(한국을 빛내는 사람들)’에 최근 3년간 피인용지수(IF) 10 이상 학술지에 3건 이상의 논문을 게재한 연구자로 등록됐다.
