미국심장학회(American College of Cardiology)의 연례 과학 세션(ACC.25)에서 발표된 연구에 따르면, 인공지능(AI) 모델의 도움을 받은 유방 조영술은 암보다 훨씬 더 많은 것을 밝혀낼 수 있다는 것을 알아냈다. 이 연구 결과는 중요한 암 검진 도구를 사용하여 유방 조직 내 동맥 칼슘 축적량을 평가하는 데 사용할 수 있다는 점을 알려주는데, 이는 심혈관 건강의 지표이다.

미국 질병통제예방센터는 중년 및 노년 여성에게 1~2년마다 유방 X선 촬영인 유방 조영술을 받아 유방암을 검진할 것을 권고한다. 미국에서는 매년 약 4,000만 건의 유방 조영술이 시행된다. 결과 이미지에서 유방 동맥 석회화를 볼 수 있지만, 영상의학과 의사는 일반적으로 이 정보를 정량화하거나 여성이나 임상의에게 보고하지 않았다. 이전에 유방 조영술에 사용되지 않았던 AI 이미지 분석 기술을 사용한 새로운 연구는 AI가 유방 동맥 석회화를 자동으로 분석하고 그 결과를 심혈관 위험 점수로 변환하여 이러한 격차를 메우는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 보여준다.

애틀랜타 에모리 대학의 박사후 연구원이자 이 연구의 주저자인 테오 다파메데(Theo Dapamede) 박사는 "여성들이 암 검진을 받고, 또한 유방 조영술을 통해 심혈관 검진을 받을 기회가 있다고 봅니다. 저희 연구에 따르면 유방 동맥 석회화는 특히 60세 미만의 환자에게 심혈관 질환을 예측하는 좋은 지표입니다. 이런 환자를 조기에 검진하고 식별할 수 있다면, 추가 위험 평가를 위해 심장 전문의에게 의뢰할 수 있습니다."라고 말했다.

심장병은 미국에서 사망의 주요 원인이지만 여성은 여전히 진단이 부족하고 인식도 뒤떨어져 있다. 연구자들은 AI 기반 유방 조영술 검진 도구를 사용하면 많은 여성이 일상적으로 받는 검진 검사를 더 잘 활용하여 심혈관 질환의 조기 징후가 있는 여성을 더 많이 식별하는 데 도움이 될 수 있다고 말했다.

혈관 내 칼슘 축적은 초기 단계 심장병이나 노화와 관련된 심혈관 손상의 징후이다. 이전 연구에 따르면 동맥에 칼슘이 축적된 여성은 심장병과 뇌졸중 위험이 51% 더 높다. 이 연구에 사용된 스크리닝 도구를 개발하기 위해 연구자들은 딥 러닝 AI 모델을 훈련해 유방 조영술 이미지에서 석회화된 혈관을 분할하고(X선에서 밝은 픽셀로 나타남) 전자 건강 기록 데이터에서 얻은 데이터를 기반으로 심혈관 질환의 미래 위험을 계산했다. 분할 접근 방식은 이 모델을 유방 동맥 석회화를 분석하기 위해 개발된 이전 AI 모델과 다르다. 연구자들은 이 모델이 2013년에서 2020년 사이에 에모리 헬스케어에서 유방 조영술을 받고 최소 5년 동안의 전자 건강 기록 추적 데이터가 있는 56,000명 이상 환자의 이미지와 건강 기록을 포함하는 대규모 데이터 세트를 훈련 및 테스트에 사용하여 강화되었다고 말했다.

연구원 다파메드는 "딥 러닝과 AI의 발전으로 이미지에서 더 많은 정보를 추출하고 사용하여 기회주의적 스크리닝을 알리는 것이 훨씬 더 실현 가능해졌습니다."라고 말했다.

전반적인 결과에 따르면, 새로운 모델은 유방 조영술 이미지를 기반으로 환자의 심혈관 위험을 낮음, 중간 또는 심각으로 특성화하는 데 우수한 성능을 보였다. 2년과 5년에 어떤 원인으로든 사망하거나 급성 심장마비, 뇌졸중 또는 심부전을 겪을 위험을 계산한 후, 이러한 심각한 심혈관 사건의 비율이 평가된 세 연령 범주 중 두 가지, 즉 60세 미만과 60-80세 여성에서 유방 동맥 석회화 수준에 따라 증가했지만 80세 이상에서는 증가하지 않았다는 것을 보여주었다. 연구자들은 이에 따라 이 도구는 조기 개입을 통해 더 많은 혜택을 볼 수 있는 젊은 여성의 심장병 위험에 대한 조기 경고를 제공하는 데 특히 적합하다고 말했다.

결과는 유방 동맥 석회화 수준이 가장 높은(40mm2 이상) 여성이 가장 낮은 수준(10mm2 미만)의 여성보다 5년 무사건 생존율이 유의하게 낮았음을 보여주었다 . 예를 들어, 유방 동맥 석회화가 가장 높은 여성의 86.4%가 5년 동안 생존했지만, 석회화 수준이 가장 낮은 여성의 생존율은 95.3%였다. 이는 유방 동맥 석회화가 심한 환자의 경우 유방 동맥 석회화가 거의 없거나 전혀 없는 환자에 비해 5년 이내 사망 위험이 약 2.8배 높다는 것을 의미한다.

AI 모델은 Emory Healthcare와 Mayo Clinic의 협업으로 개발되었으며 아직까지 사용할 수는 없다. 외부 검증을 통과하고 미국식품의약국으로부터 승인을 받으면 이 도구는 다른 의료 시스템에서 일상적인 유방 조영술 처리 및 후속 치료에 통합할 수 있도록 상업적으로 제공될 수 있다. 연구자들은 또한 유방 조영술에서 추출할 수 있는 말초 동맥 질환 및 신장 질환과 같은 다른 질환의 바이오마커를 평가하는 데 유사한 AI 모델을 어떻게 사용할 수 있는지 탐색할 계획이다.

[참조]
미국심장학회(ACC)