연세사랑병원, AI활용한 무릎연골 3D 재현기술 국제학술지 게재

[이데일리 이순용 기자] 관절전문 연세사랑병원이 참여한 다기관 공동연구팀은 인공지능(AI)을 활용해 무릎 골관절염 환자의 연골을 3차원으로 정밀 재현하는 기술의 연구 성과를 국제 학술지에 발표한다.

이번 연구는 디지털 헬스케어 기업 스카이브의 딥러닝 기반 3D 의료영상 변환·분할 시뮬레이션 솔루션 ‘ZIFT(지프트)’를 사용한 다기관 공동연구 결과이고, 국제 학술지 JMIR Medical Informatics에 게재를 앞두고 있다.

이번 연구는 용인세브란스병원 박준영 교수가 제1저자로 참여했으며, 신촌세브란스병원 박관규·권혁민 교수, 강남세브란스병원 조병우 교수, 흥케이병원 김종근 원장과 함께 연세사랑병원 의료진이 공동으로 참여해 실제 임상 환경에서의 적용 가능성을 검증했다.

연구팀은 무릎 골관절염 환자의 MRI 영상을 기반으로 대퇴골과 경골 연골을 인공지능으로 자동 분할하고, 이를 3차원(3D) 모델로 재구성하는 기술을 구현했다. 기존 CT 기반 수술 계획 시스템이 뼈 구조는 정밀하게 표현할 수 있으나 연골을 직접 시각화하는 데 한계가 있었던 것과 달리, ZIFT는 MRI 영상의 장점을 AI 기술로 극대화해 연골을 포함한 정밀한 3D 모델링을 가능하게 했다.

특히 이번 연구는 단일 기관 데이터에 국한되지 않고, 서로 다른 MRI 장비와 촬영 프로토콜을 사용하는 여러 의료기관의 임상 데이터를 활용해 외부 검증(External Validation)을 수행했다. 이를 통해 다양한 임상 환경에서도 안정적으로 작동하는 ZIFT의 다기관 일반화 성능을 입증했다는 점에서 학술적 의미가 크다는 평가다.

스카이브 측은 ZIFT가 식품의약품안전처 허가를 획득했으며, 보건복지부가 고시한 평가유예 신의료기술인 ‘인공무릎관절전치환술을 위한 MRI 영상 기반 환자 맞춤형 수술 가이드 제작’에 활용 가능한 핵심 솔루션이라고 설명했다.

ZIFT는 MRI 영상에서 환자의 뼈와 연골 정보를 정밀하게 3D 모델로 변환하고, 이를 기반으로 환자 개인의 해부학적 특성을 반영한 수술 시뮬레이션과 환자 맞춤형 수술 가이드(PSI) 제작을 지원한다. 연구팀은 이번 학술적 성과를 통해 해당 기술이 향후 정밀 의료 및 로봇 수술 분야에서도 활용 가능성이 클 것으로 보고 있다.

AI를 활용해 무릎 연골을 3차원으로 정밀 재현하는 ZIFT.