존스 홉킨스 대학에서 개발한 새로운 초음파 처리 방법은 액체로 채워진 낭종과 잠재적으로 암성인 유방 종양을 거의 완벽한 정확도로 구분할 수 있어 오진 감소, 조직 검사 횟수 감소, 환자의 불안감 완화에 기여할 것으로 기대됩니다.
존스 홉킨스 대학에서 개발된 새로운 초음파 기술은 유방암 검진에서 오진율을 크게 줄여 많은 환자들이 불필요한 생검과 불안한 밤을 겪지 않도록 해줄 수 있을 것으로 기대됩니다.
환자를 대상으로 한 초기 테스트에서 새로운 방법을 사용한 영상의학 전문의는 유방 종괴가 액체로 차 있는지 고형인지 여부를 96%의 정확도로 식별했습니다. 동일한 종괴에 대해 표준 초음파 도구를 사용했을 때의 정확도는 67%였습니다.
이러한 차이가 중요한 이유는 양성 액체 낭종이 일반 초음파 영상에서 잠재적으로 암성인 고형 종양과 매우 유사하게 보일 수 있기 때문입니다. 특히 유방 조직이 치밀한 사람의 경우 더욱 그렇습니다. 의사가 확신할 수 없을 때, 종종 추가 검사나 조직 검사를 지시하는데, 이는 고통스럽고 비용이 많이 들며 환자에게 스트레스를 줄 수 있습니다.
존스 홉킨스 대학의 생의학 및 전기 공학자이자 영상 기술 전문가인 무이나투 "비시" 벨 수석 저자는 새로운 접근 방식이 오랫동안 해결되지 않았던 문제를 직접적으로 해결한다고 밝혔습니다.
벨 박사는 보도자료에서 "유방암 진단에서 초음파의 이점은 양성 액체 덩어리와 암성일 수 있는 고형 덩어리의 모양이 유사하여 제한될 수 있기 때문에 이는 중요한 사항입니다."라고 말했습니다.
연구, 출판 학술지 Radiology Advances에 실린 이 연구는 초음파 기기 자체를 바꾸는 것이 아니라, 기기가 수집한 신호를 처리하는 방식에 초점을 맞추고 있습니다.
일반 초음파 검사는 유방에 음파를 보내고 조직과 종괴에서 반사되어 돌아오는 반향음을 기록합니다. 이러한 반향음은 신호 강도 또는 진폭에 따라 이미지로 변환되어 검정색, 흰색 및 회색으로 나타납니다.
하지만 유방 조직이 치밀한 경우, 음파는 종괴에 도달하기 전에 산란되어 연구자들이 '음향 잡음'이라고 부르는 현상을 일으킵니다. 액체로 채워진 단순한 낭종은 검은색으로 보여야 하지만, 실제로는 단단하고 암일 가능성이 있는 종괴처럼 회색으로 보일 수 있습니다. 이러한 모호성 때문에 초음파 검사에서 오진이 발생하고 추가 검사가 필요한 경우가 많습니다.
존스 홉킨스 연구팀의 방법은 동일한 하드웨어와 원시 데이터를 사용하지만 신호를 분석하는 방식은 다릅니다. 각 에코의 강도에 초점을 맞추는 대신, 새로운 시스템은 각 신호가 주변 신호와 얼마나 유사한지를 살펴봅니다. 연구진은 이를 코히어런스 기반 접근 방식이라고 설명합니다.
이 방법은 일관성을 강조함으로써 유체와 고체 구조를 더 잘 구분하는 깨끗하고 신뢰할 수 있는 이미지를 생성합니다. 또한, 시스템은 각 종괴에 수치 점수를 부여합니다. 특정 임계값 이상의 종괴는 우려스러운 것으로 표시되고, 임계값 미만의 종괴는 양성일 가능성이 더 높습니다.
선명한 이미지와 객관적인 점수의 조합이 핵심입니다.
벨은 "정말 흥미로운 점은 우리가 하는 일이 동일한 초음파 데이터를 동일한 과정을 통해 수집하면서 신호 처리 방식을 바꿔 이미지를 훨씬 더 정확하게 해석하는 것이라는 사실입니다."라고 덧붙였습니다. "시각적 정보와 수치 점수를 결합할 때 이 기술의 진가가 가장 잘 드러납니다. 일반적으로 더 많은 생각과 해석이 필요한 작업을 자동화함으로써 의사 결정에 따른 피로감을 줄여줍니다."
연구팀에 따르면, 132명의 환자를 대상으로 한 연구에서 방사선 전문의들은 새로운 기술을 사용하여 액체와 고형 종양을 거의 완벽한 정확도로 구분할 수 있었습니다. 이러한 개선은 유방 조직이 치밀하여 유방 촬영술과 초음파 검사 결과를 해석하기 어려운 환자들에게 특히 유용할 수 있습니다.
유방암 검진은 일반적으로 40세 이상 여성의 경우 유방촬영술로 시작하지만, 유방 조직이 치밀한 경우에는 유방촬영술 결과가 정확하지 않을 수 있습니다. 치밀 유방 조직은 영상에서 종양과 유사하게 하얗게 나타나기 때문입니다. 초음파 검사가 다음 단계로 진행되는 경우가 많지만, 이 또한 치밀 유방 조직에서는 한계가 있습니다. 초음파 검사의 정확도를 높이는 도구가 개발된다면 많은 환자들이 겪는 반복적인 영상 촬영과 조직검사의 악순환을 줄일 수 있을 것입니다.
존스 홉킨스 의과대학의 진단 방사선 전문의이자 공동 저자인 에니올라 올루예미는 이번 연구 결과가 일상적인 진료 방식에 의미 있는 변화를 가져올 것이라고 말했습니다.
올루예미 박사는 보도자료에서 “이번 연구 결과는 우리 전문 분야에 매우 중요합니다. 이 기술이 초음파 검사에서 고형 종양처럼 보이는 특정 유형의 낭종과 고형 종양을 구별하는 능력을 향상시킬 수 있음을 시사하기 때문입니다.”라고 밝혔습니다. “진단 정확도가 향상되면 오진율이 줄어들고 추적 검사 및 생검의 필요성이 감소하여 환자들이 첫 진찰 시 더욱 안심할 수 있게 될 것입니다.”
연구팀은 초음파 단독 검사의 성능 향상 외에도 자신들의 방법을 인공지능과 결합할 가능성을 보고 있습니다. 기존의 AI 도구들은 이미 초음파 영상에서 양성 종양과 악성 종양을 구분하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이러한 도구들에 더욱 깨끗하고 일관성 있는 영상과 새로운 수치 점수를 입력하면, 의사들은 추가 검사를 기다리지 않고 첫 초음파 검사에서 확신 있는 진단을 내릴 수 있을 것입니다.
연구진은 또한 이 기술이 병원이나 대형 영상 진단 센터 밖의 환자들에게 어떻게 보급될 수 있을지에 대해서도 고민하고 있습니다. 휴대용 초음파 기기가 점점 더 보편화되고 가격도 저렴해짐에 따라 지역 사회 진료소는 물론이고 언젠가는 가정에서도 더 폭넓게 이용할 수 있을 가능성이 높아지고 있습니다.
벨은 사람들이 자가 검진의 일환으로 간소화된 초음파 도구를 사용하고, 자동화된 분석을 통해 필요한 지침을 얻는 미래를 envisions합니다.
벨은 "제 장기적인 비전은 사회가 더욱 자립적이고 초음파 검사 비용이 지금보다 훨씬 저렴해지면 환자들이 병원이나 전문 클리닉에 갈 필요 없이 집에서 검사를 받을 수 있게 되는 것입니다."라고 덧붙였습니다. "저렴한 초음파 검사를 통해, 일관성 기반 초음파 이미지에서 추출한 단 하나의 수치만으로 만져지는 유방 덩어리가 걱정할 만한 것인지 아닌지를 판단할 수 있을 것입니다."
현재로서는 더 많은 수의 다양한 환자를 대상으로 추가 테스트를 진행하고, 의료진과 협력하여 기존 초음파 시스템에 이 방법을 통합하는 것이 다음 단계입니다. 이러한 노력이 성공한다면, 이 기술은 의료 현장에서 가장 불안감을 유발하는 순간 중 하나를 더 빠르고, 명확하며, 덜 침습적인 경험으로 바꾸는 데 도움이 될 수 있을 것입니다.
출처: 존스 홉킨스 대학