수술실 내 인공지능(AI) 활용 범위가 로봇 유방암 수술까지 확대되며 새로운 정밀의료 지평을 열고 있다. 

복강경 간(肝) 이식 수술에 이어 AI가 수술 중 실시간으로 안전한 절제 경로를 안내하는 연구 결과가 잇따라 발표되며 임상 적용에 대한 기대감이 커지는 모습이다.

유재민·박웅기 삼성서울병원 유방외과 교수와 유진수·오남기 이식외과 교수 연구팀은 로봇 유두보존 유방절제술 시 AI가 안전한 절제면을 실시간으로 안내하는 내비게이션 시스템을 개발했다. 

로봇 유두보존 유방절제술은 겨드랑이 부근 최소 절개를 통해 유두와 피부를 보존하며 유방 조직만 제거하는 방식이다. 

흉터를 최소화해 환자 만족도가 높지만, 집도의가 손끝 감각으로 조직 경계를 파악할 수 없는 로봇 수술 특성상 화면 영상에만 의존해야 한다는 한계가 있었다. 

특히 피부 아래 지방층과 유선조직 경계를 정확히 구분하지 못할 경우 유방조직이 남거나 피부 손상이 발생할 위험이 존재했다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 AI 영상 분석 기술을 도입했다. 수술 영상을 실시간으로 분석해 지방층과 유선조직 경계인 안전 절제면을 화면에 시각적으로 표시해 주는 방식이다. 이는 자동차 내비게이션이 경로를 안내하는 것과 유사하게 집도의에게 정확한 절제 경계선을 실시간으로 제공한다.

AI 모델 학습을 위해 연구팀은 삼성서울병원에서 시행된 29건 로봇 유방절제술 영상에서 1,996개 프레임을 추출했다. 

유방외과 전문의들이 직접 안전 절제면을 표시한 데이터를 학습한 결과, 내부 검증에서 74.0% 정확도를 기록했다.

또 삼성창원병원 수술 영상을 활용한 외부 검증에서도 70.8%의 유사한 성능을 보여 다른 기관이나 집도의 수술 환경에서도 안정적인 작동 가능성을 입증했다.

이번 연구를 주도한 유재민 교수는 로봇 유방절제술에서 AI 내비게이션 시스템을 개발하고 다기관 외부 검증까지 완료한 최초 연구라는 점을 강조했다. 

유재민 교수는 “로봇 유방절제술에서 AI 내비게이션 시스템을 개발하고 다기관 외부 검증까지 완료한 최초의 연구”라며 “AI가 수술 중 실시간으로 안전한 절제면을 안내해 수술의 정밀도와 안전성을 높이는 데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

유진수 교수도 “간 이식 수술에 이어 유방암 수술까지 AI 내비게이션 적용 범위를 넓혔다”며 “향후 다양한 최소침습 수술에 AI를 접목해 환자에게 도움을 줄 수 있도록 연구를 이어갈 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구 결과는 유럽외과종양학회 공식 학술지인 ‘유럽외과종양학회지(European Journal of Surgical Oncology)’ 최근호에 게재됐다.