아주대병원이 인공지능(AI) 기반 영상 분석으로 폐암 환자의 방사선 치료 반응과 예후를 예측할 수 있는 새 영상 바이오마커를 개발했다고 20일 밝혔다.
아주대병원은 허재성 방사선종양학과 교수팀과 박준형 의생명과학과 대학원생이 조영증강 컴퓨터단층촬영(CT) 영상에서 종양 주변 혈관 구조의 비정상성을 정량화한 '종양 주변 혈관 위험도 지표(VRS)'를 개발하고, 이를 비소세포폐암 환자의 방사선 치료 반응 예측에 적용했다.
폐암에서 종양 주변 혈관 구조의 비정상성은 종양 내부 저산소 환경을 유발해 치료 저항성을 높이는 요인으로 꼽힌다. 방사선 치료 효과에도 영향을 미치는 변수로 알려져 있지만, 기존에는 이를 정량적으로 평가할 수 있는 지표가 제한적이었다.
연구팀은 조영증강 CT 영상에서 종양과 주변 혈관을 자동 분할한 뒤 AI 모델로 종양 주변 혈관의 형태학적 특징을 분석했다. 이어 정상 혈관 분포와의 차이를 수치화해 VRS를 산출하고, 이를 실제 환자 데이터에 적용해 치료 반응과 예후 예측력을 검증했다.
연구는 국내 5개 대학병원이 참여한 다기관 방식으로 진행했다. 전체 1만534명의 폐암 환자 데이터 가운데 방사선 치료를 받은 비소세포폐암 환자를 선별해 분석했다.
분석 결과 VRS는 기존 혈관 밀도 지표보다 정위체부방사선치료(SBRT) 결과를 더 정확하게 예측하는 것으로 나타났다. VRS가 높은 환자군은 낮은 환자군보다 무진행생존기간(PFS)이 짧았고, 치료 반응과 예후도 상대적으로 좋지 않은 경향을 보였다. 종양 주변 혈관의 이상 정도를 반영한 지표가 방사선 치료 성과를 가늠하는 보조 지표로 활용될 가능성을 보여준 셈이다.
허재성 교수는 “이번 연구는 AI 기반 영상 분석을 통해 종양 미세환경을 반영하는 새로운 정량 지표를 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “향후 폐암 방사선 치료에서 환자 맞춤형 치료 전략 수립에 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 '테크놀로지 인 캔서 리서치 앤드 트리트먼트' 2월호에 게재됐다.
수원=김동성 기자 estar@etnews.com
