이번 연구는 공초점 레이저 현미경(Confocal Laser Endomicroscopy, CLE)을 활용한 진단 방식이 기존 표준 검사인 동결절편(frozen section, FS)과 비교해 어느 수준의 성능을 보이는지 평가하고, 해당 플랫폼에 적용 가능한 인공지능(AI) 진단 모델의 활용 가능성을 함께 분석한 다기관 임상시험이다. 연구는 4개 병원 376명을 대상 진행됐다.
뇌종양 수술에서는 종양의 종류와 범위를 수술 중에 빠르게 파악하는 것이 중요하다. 현재는 조직을 채취해 병리과에서 분석하는 동결절편 검사가 널리 사용되지만, 결과를 얻기까지 시간이 걸리고 수술 현장에서 즉각적인 판단에는 한계가 있었다.
연구팀은 이러한 한계를 보완하기 위해, 수술 중 채취한 조직을 직을 현장에서 고해상도 영상으로 확인할 수 있는 CLE 기술을 적용했다. CLE는 수술 중 채취한 조직을 빠르게 영상화해, 수술 중 판단을 보조할 수 있는 기술로 평가된다.
이번 연구는 2022년 10월부터 2024년 12월까지 한국과 캐나다 4개 병원에서 진행됐으며, 총 376명의 환자에서 461건의 생검 데이터를 분석했다.
분석 결과, CLE의 진단 정확도는 0.94로 동결절편 검사(0.92)와 비교해 비슷한 수준을 보였으며, 민감도와 특이도 또한 유사한 경향을 나타냈다. 진단 결과 도출 시간은 CLE가 평균 5분 56초로, 동결절편 검사(약 20분)보다 유의하게 짧은 것으로 확인됐다.
연구팀이 개발한 인공지능 모델은 종양 여부를 판별하는 데 0.94, 종양 아형을 구분하는 데 0.88의 정확도를 보이며, CLE 영상 기반 진단을 보조할 수 있는 가능성을 확인했다.
이번 연구는 공초점 레이저 현미경이 기존 검사와 유사한 수준의 정확도를 유지하면서도 더 빠른 진단을 가능하게 할 수 있음을 보여준 데 의미가 있다. 또한 AI 모델을 결합함으로써 향후 영상 기반 수술 중 진단 보조 기술로의 확장 가능성도 제시했다.
변윤환 교수는 “뇌종양 수술에서는 수술 중 종양의 특성을 빠르게 파악하는 것이 치료 방향을 결정하는 데 중요하다”며 “이번 연구는 공초점 레이저 현미경을 통해 기존 검사보다 빠르게 진단 정보를 얻을 수 있는 가능성을 확인한 데 의미가 있다”고 말했다.
연구팀은 향후 조직을 떼어내지 않고 수술 중 바로 확인할 수 있는 CLE 기술 개발을 통해, 수술 중 진단 과정의 효율성을 더욱 높이는 연구를 이어갈 계획이다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘npj Digital Medicine’ 에 지난 4월 18일 게재됐다.
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