평발은 발바닥 안쪽 아치가 비정상적으로 낮아지거나 소실돼 발바닥 면이 편평하게 변형되는 질환이다. 심한 경우 발에 통증이 생기고 장거리 보행이 어려워져 병역판정검사에서 보충역으로 분류될 수도 있다.

하지만 평발을 포함한 족부 변형은 의사마다 측정 과정이 다르다는 한계가 있어 오차 없이 정확하게 진단하는 것이 생각보다 까다롭다. 병무청별 족부 변형 판정률이 3배 이상 차이가 난다는 자료가 있을 정도인데, 최근 딥러닝 기술 기반의 인공지능이 평발을 정확하게 진단할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다.

김남국 서울아산병원 융합의학과 교수·류승민 정형외과 전문의 연구팀은 성인 남성 600명의 족부 체중부하 측면 엑스레이 사진 1천 200장을 활용해 인공지능 모델을 개발한 결과, 평발 진단 기준값과 1.37°의 평균 오차를 보여 정형외과 전문의가 측정한 2.35°보다 좁은 오차 범위로 평발을 예측해냈다고 밝혔다.

족부 체중부하 측면 엑스레이 검사는 발뼈 사이의 각도를 측정해 평발을 진단하는 검사법으로, 의사들마다 각도 측정 과정에서 차이가 나는 '관찰자 간 일치도'에서 한계가 있었다.

김남국 서울아산병원 융합의학과 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 2020년 6월부터 12월까지 촬영된 족부 체중부하 측면 엑스레이 사진 1천 50장을 학습시켜 인공지능 모델을 개발했다.

연구팀은 인공지능이 평발을 측정할 때 사용하는 22개의 지표를 찾아내고, 체중 부하 시 종골피치각(CPA), 거골-제1중족골각(TMA), 거골종골각(TCA)를 측정할 수 있게 엑스레이 사진을 학습시켰다.

이후 연구팀이 개발한 인공지능을 150장의 엑스레이 사진으로 검증한 결과, 평발 진단 기준 값과 1.37°의 평균 오차를 보였다.

정형외과 전문의가 인공지능의 가이드에 따라 150장의 엑스레이 사진을 판독한 경우, 기준값과의 평균 오차는 2.35°에서 1.55°로 감소했고, 측정 시간 또한 195분에서 135분으로 줄었다. 일반 의사의 경우 평균 오차는 1.99°에서 1.56°로 감소했고, 측정 시간은 205분에서 155분으로 줄었다.

김남국 교수는 "이번 연구는 평발 진단 과정에서 생기는 관찰자 간 일치도 문제 해결에 인공지능을 활용할 수 있다는 점에 의의가 있다"며 "앞으로 인공지능으로 평발을 정확히 진단해 공정한 병역판정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.

이현종 부천세종병원 심장내과 과장, 임달수 과장 (왼쪽부터)

스쿠버 다이버에게 발생하는 감압병(잠수병)과 선천성 심장병의 연관관계가 밝혀졌다. 선천성 심장병 중 하나인 ‘난원공 개존(우심방 좌심방 사이 구멍)’을 가진 다이버가 그렇지 않은 다이버보다 감압병 발생 확률이 높은 것으로 부천세종병원 의료진의 연구 결과 확인됐다.

자신의 선천성 심장병 여부를 모르거나 관련 심장질환력을 가진 다이버들의 주의가 요구된다. 이러한 연구 결과는 세계적 학술지 최신호에 게재되면서 국내 유일 심장전문병원 부천세종병원의 세계적 수준 연구중심 병원 위상을 다시 확인했다.

이현종 부천세종병원 심장내과 교수, 임달수 과장은 31일 ‘난원공 개존증을 가진 다이버와 가지고 있지 않은 다이버의 감압병 발생률 비교 연구 논문’을 통해 다이빙 중 압력 차이로 발생한 혈액 속 미세 질소 기포가 난원공 개존 탓에 좌심방으로 유입, 결과적으로 뇌를 포함한 전신으로 질소 기포를 퍼뜨린다는 점을 주목했다.

다이버는 실린더에 넣은 압축 공기로 물속에서 호흡한다. 물속 깊이 내려가는 동안 압축 공기에 포함된 질소가 높은 수압으로 인해 혈액 속에 녹아 들어가고, 물 위로 오를 때 압력이 낮아지면서 혈액 속 질소는 미세 기포 형태로 기화된다. 이런 질소 기포가 전신에 퍼지면 통증과 호흡곤란 등을 일으킨다.

이현종 과장은 “태생기 때 필요했던 우심방과 좌심방 사이의 구멍이 닫히지 않고 성인이 돼서도 남는 경우가 25~30% 관찰된다”며 “이런 구멍이 결국 감압병을 유발 및 촉진시킨다는 것을 이번 연구를 통해 확인했다”고 설명했다.

또한, 난원공 개존 여부를 확인하고자 먼저 경식도 초음파 검사를 진행했고, 감압병 발생 여부를 평균 28.7개월간 추적 관찰했다. 초음파 검사 결과 68명에게서 난원공 개존증이 진단됐다. 이들은 평생 난원공 개존증이 있는지 몰랐다. 이 중 37명은 개존이 큰 고위험군으로 관찰됐다.

연구 결과, 고위험군 37명 중 12명(28.3%)에서 감압병 증상이 나타났다. 저위험군 31명 중에서는 2명(7.5%)이 감압병 증상을 보였다. 난원공 개존이 없는 32명은 아무도 감압병 의심 증상을 보고하지 않았다.

임달수 과장은 “감압병을 진단받았거나 의심이 되는 다이버는 난원공 개존증은 물론, 나아가 고위험군일 수도 있는 만큼 먼저 진단하려는 노력이 필요하다”며 “고위험 난원공 개존을 가진 다이버는 기존에 알려진 것보다 훨씬 높은 감압증 발생률을 가지고 있다. 이들에게는 다이빙 중단과 더불어 치료를 권고한다”고 말했다.

이현종 과장은 “다이빙 현장에서 감압병은 드물지 않게 관찰된다. 그럼에도 수많은 다이버가 자신이 감압병인지 모르거나 알면서도 증상을 참으면서 위험한 다이빙을 지속하고 있다”며 “이번 연구 결과를 통해 다이버들은 물론, 더 많은 의료진이 감압병에 관심을 가져 예방 및 치료가 이뤄지길 기대한다”고 말했다.