흉부 X선 검사로 골다공증 위험 90% 예측한다

30대 여성이 골다공증을 알아보기 위해 흉부 X선 촬영을 하고 있다. 서울아산병원 제공

골다공증에 걸리면 뼈의 밀도가 낮기에 조그마한 충격에도 뼈가 부러지기 쉽다. 이처럼 골다공증으로 뼈가 부러지면 삶의 질이 떨어질 뿐만 아니라 2차 골절이 생길 위험도 커진다. 특히 골다공증성 엉덩이관절 골절의 경우 1년 이내 사망률이 20%일 정도로 웬만한 암보다 사망 위험이 높다.

골다공증을 파악하려면 골밀도 검사를 해야 한다. 하지만 53세 이하 여성과 건강보험이 적용되지 않는 69세 이하 남성은 국가건강검진에 골밀도 검사가 포함돼 있지 않다.

이에 김남국(융합의학과)ㆍ고정민(내분비내과) 서울아산병원 교수, 장미소 아산융합의학원 연구원 연구팀은 접근성이 높은 흉부 X선 검사 영상을 활용해 90% 정확도로 골다공증 고위험군을 선별해내는 딥러닝 인공지능(AI) 알고리즘을 개발했다.

흉부 X선 검사는 기본 건강검진에 포함돼 이를 이용하면 골다공증의 조기 선별에 도움될 것으로 기대된다.

연구팀은 2012~2019년 서울아산병원 건강증진센터에서 흉부 X선 검사와 이중에너지 X선 흡수 계측법(DXA) 골밀도 검사를 같은 날에 받은 40세 이상 환자들의 검사 결과, 1만1,037건을 딥러닝 기반 AI 알고리즘에 학습시켰다.

골밀도 검사는 요추와 대퇴 경부, 엉덩이관절을 검사했으며, 검사 결과에 따라 환자들을 정상, 골감소증, 골다공증으로 구분했다.

이어 1,989건의 내부 데이터로 AI 알고리즘의 유효성을 평가한 결과 흉부 X선 검사 결과만으로 91%의 정확도로 골다공증 환자를 선별한 것으로 파악됐다. 1,989건의 외부 데이터를 적용한 결과에서도 88%의 정확도를 기록했다. 내부 데이터 판독 시간은 11분 정도로 1건 당 4초 정도 짧은 시간 내 환자 감별이 가능했다.

김남국 교수는 “이번 연구 결과는 흉부 X선 검사로 알 수 있는 다양한 뼈들로 골다공증을 선별할 수 있다는 결과를 보여준 국내외 첫 연구로, 추가 연구를 통해 AI 알고리즘을 실제로 활용하면 자신도 모르는 새 골다공증 골절이 발생하는 환자가 줄어들 것으로 기대한다”고 했다.

연구 결과는 미국골대사학회지(Journal of Bone and Mineral Research) 온라인 판에 실렸다.

권대익 의학전문기자 dkwon@hankookilbo.com