MRI로 CT영상 생성하는 인공지능 기술 개발

MRI로 CT영상 생성하는 인공지능 기술 개발
KIST 김형민 박사팀 "CT 안찍고 비침습적 경두개 집속초음파 시술 가능"


(서울=연합뉴스) 오수진 기자 = 국내 연구진이 자기공명영상장치(MRI) 영상을 기반으로 컴퓨터단층촬영(CT) 영상을 생성하는 인공지능(AI) 기술을 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST)은 바이오닉스연구센터 김형민 박사(교신저자)가 참여한 연구팀(제1저자 고희경·박태영 학생연구원, 교신저자 고려대 이종환 교수)이 AI 모델을 이용해 MRI 영상에서 CT 영상을 생성하는 방법을 만드는 데 성공했다고 2일 밝혔다. 연구팀은 두개골을 열지 않고 퇴행성 운동장애 등을 치료하는 기술인 경두개 집속 초음파 시술 과정에서 CT 촬영이 필수적으로 이뤄지는 점을 개선하기 위해 연구를 시작했다.
경두개 집속초음파를 시술하려면 뇌 구조를 정확히 알기 위해 CT를 반드시 찍어야 하지만 임신부, 소아 환자나 CT를 자주 찍어야 하는 환자는 방사선 노출로 인한 안전 우려가 있는 상황이다.
연구팀은 3차원 조건부 적대적 생성 신경망을 활용해 MRI로 CT 영상을 구현했다. 합성 CT와 실제 CT 영상의 HU(투과된 X선의 강도를 정량적으로 표현한 CT 영상 단위) 픽셀 오차를 최소화하고 영상 윤곽선의 오차를 줄여 합성 CT의 품질을 향상하는 데 주력했다.
연구팀은 "해당 AI 모델에서 생성된 합성 CT는 실제 CT에서 파악되는 두개골 밀도비, 두개골 부피 정보가 유의미한 차이가 없는 것으로 확인했다"고 설명했다.
연구팀에 따르면 합성 CT를 이용한 집속 초음파 시술에 대한 유효성을 검증하고자 실제 CT와 동일한 조건에서 음향 시뮬레이션을 한 결과, 두개골 내 초음파 초점 거리 오차는 1㎜ 미만, 음압 오차는 약 3.1%, 초점 부피 유사성은 약 83%로 확인됐다.
김 박사는 "환자는 방사선 노출에 대한 걱정 없이 집속 초음파 치료를 받을 수 있으며 추가적인 영상 촬영·정렬 과정이 생략돼 의료진의 업무도 줄어든다"고 이번 연구의 의의를 밝혔다.
이번 연구 결과는 의료 정보 분야 국제 학술 저널 'IEEE Journal of Biomedical and Health informatics' 최신호에 게재됐다.
kiki@yna.co.kr
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