이명철 교수팀 연구, 프로그램 정확도 84.2% … 고위험군 선별 후 지혈제 사용하면 안전성 향상
무릎 인공관절수술 후 수혈 위험을 쉽게 예측할 수 있는 웹기반 플랫폼이 개발됐다. 이명철·한혁수·노두현 서울대병원 정형외과 교수팀은 서울대병원에서 무릎 인공관절수술을 받은 환자 1686명의 데이터를 바탕으로 수술 후 수혈 예측프로그램을 개발했다고 13일 밝혔다.
전세계에서 2억5000만명의 환자가 무릎 퇴행성관절염을 앓고 있는 것으로 추정된다. 투약, 수술, 거동 제한으로 인한 사회경제적 손실이 매우 큰 질환 중 하나다. 60세가 넘으면 발병률이 급격히 높아져 인공관절전치환술 수술 건수가 매년 증가하는 추세다.
무릎인공관절 전치환술을 받은 환자 중 적게는 3%, 많으면 67%가 수술 후 수혈을 받는 것으로 알려졌다. 수혈은 감염과 심부정맥혈전증 같은 합병증 위험을 높이고 심하면 사망에 이를 수 있다.
이 교수팀이 개발한 예측프로그램은 웹사이트인 ‘http://safetka.net’에 나이, 몸무게, 지혈제 사용여부, 혈소판 수, 헤모글로빈 수치, 수술유형 등 6가지 정보를 입력하면 수술 시 수혈 여부를 예측할 수 있다.
기존에도 수혈을 피하기 위해 위험인자를 파악하려는 연구가 이뤄졌지만 이번 연구는 기계학습을 활용해 수술 전 정보만으로 수술 후 수혈 위험도를 환자 특성에 맞게 정확히 예측할 수 있는 게 특징이다.
연구팀이 프로그램 결과와 실제 수술 후 환자의 수혈 여부를 조사한 결과 84.2%의 정확도를 기록했다. 민감도는 89.8%, 특이도는 74.8%였다. 다른 병원 환자 400명의 데이터를 입력해 검증한 결과 여전히 우수한 예측 정확도를 보여 다른 의료기관에도 보편적으로 적용할 수 있는 것으로 확인됐다.
노두현 교수는 “수술 전 수혈 위험도를 파악해 수혈 고위험군을 선별한 뒤 사전에 지혈제 사용, 빈혈 교정 등 예방조치를 해주면 수술 안전성을 높일 수 있을 것”이라며 “이번 연구결과는 다가오는 인공지능(AI) 시대에 발맞춰 환자 맞춤형 의료를 실현하는 토대가 될 것으로 기대한다”고 평가했다.
이번 연구에 제1저자로 이름을 올린 고선호·조창웅 씨는 서울대 의대 의학과 3학년 학생이다. 조창웅 학생은 “웹 프로그램은 누구나 쉽게 접근할 수 있는 게 특징이라 범용성이 우수하다”며 “이번 연구는 수혈 위험도와 어떤 변수가 위험도에 기여했는지 파악할 수 있어 환자에게 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.
이번 연구결과는 정형외과 분야 SCI(과학기술논문인용색인)급 저명 학술지인 ‘유럽무릎관절학회학술지(Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy)’ 최근호에 게재됐다.
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