[더파워 유연수 기자] 분당서울대병원 정형외과 이용석 교수 연구팀은 8일 무릎 골관절염 환자의 개인별 특성에 따른 진행 양상을 규명하고, 이를 기반으로 한 치료 패러다임을 제시했다고 밝혔다. 이번 연구는 맞춤형 치료 접근을 위한 중요한 근거를 마련했다는 점에서 의미가 크다.
연구팀은 2003년부터 2017년까지 무릎 통증으로 내원한 환자 중 5년 이상 추적 관찰이 가능한 833개 무릎 X-ray와 임상 데이터를 분석했다. 인공지능(AI) 기계학습을 활용해 골관절염을 단일 구획형, 세 구획형(관절 간격 협소형·골극 형성형)으로 분류하고, 환자 특성과의 연관성을 규명했다.
분석 결과, 골밀도가 낮은 환자는 무릎 전반으로 관절염이 확산되며 관절 간격이 좁아지는 양상으로 진행했고, 골밀도가 높은 환자는 특정 부위에 관절염이 집중돼 다리 변형이 동반되는 경우가 많았다. 또 젊은 환자라도 고혈압·당뇨 등 대사질환이 있으면 혈류 공급 저하와 염증 반응으로 무릎 전반에 골극이 많이 생기는 형태를 보였다.
AI 예측 모델은 무릎 골관절염 진행을 예측하는 데 있어 AUC 0.94의 높은 정확도를 기록했으며, 이는 기존 통계 방식(AUC 0.87)보다 우수했다. 연구팀은 샤플리 가산 설명법(SHAP)을 통해 환자별 위험 요인을 정량적으로 제시, 임상 활용 가능성을 높였다.
이용석 교수는 “환자의 골밀도, 하지 정렬, 대사질환 여부 등에 따라 치료 전략을 차별화할 수 있다”며 “이번 연구는 환자 맞춤형 관리의 새로운 전기를 마련했다”고 말했다.
이번 연구 성과는 국제학술지 ‘npj Digital Medicine(IF 15.1)’에 게재됐으며, 생물학연구정보센터(BRIC) ‘한국을 빛낸 사람들’ 논문으로도 선정됐다.
