유방촬영술과 AI: 심장질환 위험 예측, 유방암 검진, 1,600만 달러 임상시험

인공지능(AI)이 유방촬영술에 새로운 방식으로 적용되고 있다. 유방동맥석회화를 통한 심혈관질환 위험 예측, BRAIx 도구를 통한 유방암 위험 평가, 그리고 검진 유방촬영술의 AI 보조 판독을 평가하는 새로운 미국 임상시험 등이다.

연구진은 미국 2개 의료기관에서 검진 유방촬영술을 받은 여성 123,762명의 데이터를 분석했다. 에모리 헬스케어(Emory Healthcare)의 74,124명(평균 연령 55.5세)과 메이요 클리닉(Mayo Clinic)의 49,638명(평균 연령 59.5세)이 포함됐다. 연구진은 유방동맥석회화(BAC)를 분할하고 위험 중증도를 정량화하는 딥러닝 AI 모델을 개발, 훈련, 검증했다. BAC 중증도는 0(0 mm2), 경증(>0-10 mm2), 중등증(>10-25 mm2), 중증(>25 mm2)으로 분류됐다. BAC는 에모리 코호트의 16.1%, 메이요 코호트의 20.6%에서 검출됐다. BAC 증가는 PREVENT 점수 이상으로 심혈관 위험 증가를 예측했으며, 이는 독립적 위험 인자임을 확인해 주었다. BAC가 1 mm2 증가할 때마다 심혈관질환 위험이 1% 증가한다. 예를 들어 BAC 20 mm2는 위험비를 20% 증가시킨다. 에모리에서는 중증 BAC 점수가 심혈관질환 위험을 2.2배 높였다. BAC 중증도가 높을수록 항고혈압제와 스타틴 사용 유병률이 높았고, 당뇨병 유병률, 수축기 혈압, 체질량지수도 높았으며 추정 사구체여과율은 낮았다. 그러나 흡연율과는 관련이 없었다. 유방촬영술은 추가 방사선 노출, 비용, 병원 방문 또는 혈액 검사 없이 심혈관질환 위험이 있는 여성을 선별하는 데 잠재적으로 사용될 수 있다.

The Lancet Digital Health에 게재된 새로운 호주 연구는 BreastScreen Australia 데이터로 훈련된 BRAIx라는 AI 도구가 방사선 전문의의 유방촬영술 판독을 돕는 방식을 평가했다. 평가 대상 호주 여성 95,823명 중 1.1%(1,098명)가 정상 유방촬영술을 받은 후 4년 이내에 유방암이 발생했다. 스웨덴 여성 4,430명 중 6.9%는 정상 검진 후 2년 이내에 유방암이 발생했다. 연구 결과 BRAIx 점수는 정상 검진 후 1~2년 내에 암이 발생할 가능성이 더 높은 여성을 식별하는 데 매우 유용했으며, 호주 데이터 세트는 BRAIx가 3~4년 후 발견되는 암도 식별했지만 정확도는 낮았다. BRAIx는 MRI 또는 조영증강 유방촬영술과 같은 추가 검사가 도움이 될 여성을 식별하는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 결과는 AI 기반 위험 평가를 사용해 추가 검사를 받을 여성을 선택한 2024년 스웨덴 연구를 뒷받침한다. 연구진은 여성의 7%를 후속 MRI에 의뢰했고, 6.5%는 유방촬영술에서 놓친 암이 발견됐다. 이 연구의 한계로는 BRAIx가 4년 기간 동안 놓치거나 새로 발생하는 암을 찾도록 훈련된 반면 유전자 검사는 평생 위험을 식별하므로 BRAIx와 유전자 검사를 비교하기 어렵고, 유방 밀도 데이터가 BreastScreen에서 사용하는 도구와 일치하지 않을 수 있다는 점 등이 있다.

미국에서는 UC Davis Health가 새로 자금을 지원받은 국가 임상시험인 PRISM 시험(Pragmatic Randomized Trial of Artificial Intelligence for Screening Mammography)을 공동 주도하고 있다. 이 시험은 환자중심성과연구소(Patient-Centered Outcomes Research Institute)의 1,600만 달러 지원을 받는다. 미국에서 유방암 검진 판독에 AI의 효과를 평가하는 최초의 대규모 무작위 시험으로 설명되는 이 연구는 캘리포니아, 플로리다, 매사추세츠, 워싱턴, 위스콘신의 학술 의료기관과 유방 영상 시설에서 판독되는 수십만 건의 유방촬영술을 포함할 예정이다. 유방촬영술은 방사선 전문의가 단독으로 또는 AI 지원 도구의 도움을 받아 판독하도록 무작위 배정된다. 모든 경우에 방사선 전문의가 유방촬영술을 판독하고 결과를 결정한다. 이 시험은 유방암 검출을 개선하고 불필요한 재호출과 환자 불안을 줄이는 것을 목표로 한다. 시험 결과는 임상 실무, 보험 적용 결정, 기술 도입, 검진에서 AI에 대해 환자와 소통하는 방법에 정보를 제공할 것이다. 이 시험은 7개 주요 학술 의료기관이 함께 참여하며, UCLA가 행정 조정 기관을 맡고 UC Davis Health가 데이터 수집과 분석을 수행한다.

유방암은 미국 여성의 암 사망 원인 중 두 번째로 흔하다. 호주의 BreastScreen 프로그램은 1992년부터 50~74세 여성에게 2년마다 무료 유방촬영술을 제공하고 있으며, 적격 여성의 절반 이상이 참여한다. 암이 발견된 여성 중 약 25%는 2년 간격 검진 사이에 진단된다. 이러한 간격암은 공격적인 경우가 많고 사망 위험이 더 높다. 연구자들은 위험도 조정 검진, 즉 여성의 위험에 따라 검진을 맞춤화하는 방법을 통해 더 많은 암을 더 일찍 발견할 수 있는지 모색하고 있다.