AI in surgery_News letter를 시작하며

안녕하세요.

삼성서울병원 이식외과 임상강사 오남기입니다.

2020년 코로나가 한참 유행하던 그때, 세상이 급격히 변하고 있다는 위기가 엄습했습니다. 그리고 지금 몸담고 있는 수술의 영역 또한 커다란 변화의 흐름에서 자유로울 수 없다는 데까지 생각이 닿았습니다.

이후 future of surgery라는 주제로 수많은 문헌들을 찾아보았습니다. 그리고 임상에 몸담고 있는 외과의사로서, 다가오는 미래의 변화를 능동적으로 맞이하기 위해 artificial intelligence(AI)에 적극적인 관심을 가지게 되었습니다.

2021년 봄, 삼성서울병원 외과 교수님들을 모시고 한 발표를 시작으로, 삼성창원병원, 제주대학교병원에서 AI in surgery를 주제로 최신 동향과 이의 필요성에 대해 말씀드리기 시작했습니다.

그리고 2021년 가을, 대한 외과 학회에서 AI in surgery를 주제로 시행한 systematic review의 결과를 발표하였습니다. "Save data, save lives"라는 메시지를 전하며, 수술 영상의 체계적인 보관(systematic archiving)이 중요함을 주장했습니다.

저 개인적으로는 AI를  augmented intelligence로 풀어쓰는 것을 선호합니다. 우리 모두가 잘 알 듯, 인간은 완벽하지 않은 유한한 존재입니다. 그렇기 때문에 기술의 도움을 통해서 유한한 인간의 능력을 얼마든지 augmentation 할 수 있다 생각하기에, artificial intelligence보다는 augmented intelligence가 더 적절하다 생각합니다. 

제가 생각하는, 수술의 영역에서 augmented intelligence의 도움이 필요한 이유를 아래와 같이 정리해 보았습니다.

첫째, 환자의 안전을 높일 수 있습니다.

수술의 영역에서는 일찍이 volume-outcome relationship의 통계적 유의미함이 알려졌습니다. 즉, 경험이 많은 의사의 수술 성적이 그렇지 않은 의사보다 더 우월하다는 것입니다. 반대로 말하면, 임상 경험이 적은 의사로부터 수술을 받으면, 합병증 발생의 위험이 '통계학적'으로 더 높을 수 있습니다.

이에 대해 Birkmeyer J.D. 지난 30년간 꾸준히 문제 제기를 해 온 바 있으나, '교육' 이외에 이를 극복할 수 있는 뚜렷한 방법이 없는 것이 한계였습니다.

최근, Birkmeyer J.D.는 이를 극복할 수 있는 방법으로 AI의 가능성에 대해 언급했습니다. 수술 중 AI의 도움을 받아 해부학적 구조물에 대한 이해를 높이고, 의사 결정 과정을 지원하면서, 의사의 숙련도나 경험을 극복할 수 있다 주장했습니다.

수술은 의료의 다른 분야와는 달리, 치료를 시행하는 주체가 누구 인지에 따라서 결과가 매우 다를 수 있는 특수성을 가지고 있기 때문에, AI를 통한 수술 중 의사결정 과정을 지원하는 Surgical Decision Support System (SDSS)의 개발이 필요하다 생각합니다. 이러한 발전은 일정 수준 이상 표준화된 치료를 누구나 받을 수 있는 기회를 제공하기에 그 과실은 궁극적으로 환자의 안전과 건강을 증진 시킵니다.

이러한 주장은 AI in surgery를 연구하는 거의 모든 연구자들의 공통된 주장이며, 저 또한 같은 이유로 이 연구가 반드시 필요하다 생각합니다.

향후 실제 AI 모델을 만들고 임상에 적용한다면, 모델의 적용이 실제로 환자의 outcome을 얼마나 개선할 수 있는지를 primary outcome으로 하는 evidence를 쌓는 과정이 반드시 필요하고, 이를 통해서 지속적인 연구 및 발전의 설득력을 얻을 수 있다 생각합니다.

두 번째는 인구구조 관련된 정해진 미래 때문입니다.

인구의 고령화로 수술에 대한 수요는 더욱 늘어날 것으로 여러 문헌들에서 언급하고 있습니다. 반면, 외과의사의 공급에는 한계가 있습니다. 수술을 하는 외과의사, 나아가 실력이 검증된 외과의사까지 고려한다면, 수요와 공급에 매우 큰 불균형이 있습니다. 그리고 이러한 불균형은 앞으로 더욱 심화될 것으로 예측됩니다.

더불어 환자만 고령화되는 것이 아닙니다. 외과의사 또한 늙어갑니다.

한 개인은 유한하지만, 집단은 새로운 개인들의 유입으로 영속성을 유지할 수 있습니다. 그런데, 지난 십여 년간 외과의사의 커뮤니티는 집단 자체가 향후 영속적으로 유지될 수 있을지 의문이 있을 정도로 새로운 인력의 유입이 드뭅니다.

지금 활발히 활동하고 계시는 선생님들께서 은퇴하시는 10년이 지난 뒤에는, 과연 얼마나 많은 사람들이 여기에 남아 있을지. 그리고 남아 있는 사람들에게는 얼마나 더 많은 업무가 과중될지. 결국 이러한 문제의 결과는 오롯이 미래의 환자에게 돌아갑니다.

그래서 지금이라도 여러 선생님들의 practice를 (특히, 수술 영상) 소중히 보관하는 것이 중요하다 생각합니다. 이러한 소중한 자산이 토대가 되어야만, 미래의 환자들을 위한 SDSS, AI의 개발이 있을 수 있기 때문입니다. 

마지막으로는 신뢰의 문제입니다.

앞서 말씀드린 바와 같이 수술은 술자가 누구인지에 따라서 결과가 다를 수 있기에, 환자들의 수술을 잘 하는 의사를 찾아가고자 하는 행동양식은 너무나도 당연한 것입니다. 명의를 찾아가는 그 마음의 기원은 결국 의사와 치료법에 대한 신뢰의 문제라고 생각합니다. 

실제 의료 현장에서 환자를 만나다 보면, 의료는 매 순간이 의사와 환자 간에 신뢰를 확인하는 과정의 연속입니다. 이 과정에서는 불필요하게 소모되고 있는 사회적, 정신적 비용이 (정량화할 수는 없지만) 매우 큰 것을 실감하고 있습니다.

AI와 SDSS의 도입은 일정 수준 이상의 진료 및 수술을 보장하면서, 환자가 의료진의 실력과 치료에 대한 결과에 대해 끊임 없이 신뢰를 확인하고자 소모되던 노력 및 비용을 절감할 수 있어, 환자와 의료진 모두 심리적, 정신적인 부담을 덜 수 있으리라 생각합니다.

즉, 누가, 언제, 어디서 수술을 받아도 일정 수준 이상의 결과가 보장이 된다는 수술에 있어 신뢰를 마련하는 (Trustless trust) 방법론으로 최첨단의 기술인 AI를 이용할 수 있다 생각합니다.

첫 번째 뉴스레터에서는 제가 생각하는 수술의 영역에서 AI 그리고 SDSS(Surgical decesion support system)이 필요한 이유에 대해서 정리 해보았습니다.

위의 주장에 공감하시는 부분도 있을 것이고, 또 설득력이 부족하다 생각하시는 부분도 있을 것이라 생각합니다. 이는 제가 아직 여러 선생님들에 비해서 임상에서의 경험이 부족하기 때문이라 생각합니다. 이런 부분은 앞으로 더 많은 경험과, 여러 선생님들과의 소통을 통해서 더욱 가다듬도록 하겠습니다.

혁신은 자원이 모이는 곳에서 탄생합니다. 그중에서도 가장 중요한 것은 혁신에 참여하는 인적 자원이라 생각합니다. 이 뉴스레터의 발행 취지 또한 여러 선생님들께 AI in surgery와 SDSS의 연구가 필요함을 설득하고, 동참해주시기를 희망하는 간절한 마음에서 비롯되었습니다.

모쪼록 이 분야의 관심을 지속적으로 가져주시기를 바라며, 저는 앞으로도 꾸준히 AI in surgery 분야의 소식을 전달해 드릴 것을 약속드립니다.

다음 뉴스레터에서는 AI in surgery를 이끌어 가고 있는 연구 그룹들을 소개하고 이들의 최근 행보에 대해서 말씀드리도록 하겠습니다.

감사합니다.

오남기 드림.

'The future is here, it's just not evenly distributed'