[Hinews 하이뉴스] 연세대학교 의과대학과 가톨릭대학교 의과대학 공동 연구팀이 소아청소년 갑상선 기능 항진증 치료제 ‘메티마졸’의 최적 용량을 예측하는 인공지능(AI) 모델을 개발했다. 연구 결과는 국제학술지 The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism에 게재됐다.

소아청소년 갑상선 기능 항진증은 갑상선 호르몬 과잉 분비로 성장 지연, 학습력 저하, 심각할 경우 갑상선 중독 발작 등 합병증을 유발할 수 있는 질환이다. 치료제 메티마졸은 장기간 사용하며 용량 조절이 중요하지만, 기존에는 의사의 경험에 크게 의존해 왔다.

연구팀은 강남세브란스병원, 용인세브란스병원, 건양대학교병원 3개 기관 환자 2,209건 데이터를 활용했다. 환자의 나이, 성별, 체중, 키, 갑상선 기능 검사 결과와 과거 처방 용량을 변수로 다양한 기계학습 모델을 훈련했다.

그 결과 XGBoost 모델이 가장 높은 예측 정확도를 보였다. 외부 검증에서는 전문의가 처방한 용량과 평균 1.08mg 오차에 불과해, 실제 임상에서 즉시 활용 가능한 수준임을 입증했다.

또한 연구팀은 SHAP 분석을 적용해 모델 예측에 가장 큰 영향을 미치는 변수들을 시각화했다. 분석 결과, ‘이전 처방 용량’, ‘유리 T4’, ‘혈중 T3’ 순으로 모델이 의사 결정 과정과 유사하게 학습했음을 확인했다.

송경철 교수는 “이번 연구는 경험 기반의 처방을 데이터로 정량화해 의료진 의사결정을 지원할 수 있는 가능성을 보여준다”며, “앞으로 모델을 고도화해 환자 개개인 맞춤형 치료 전략 수립에도 활용할 계획”이라고 말했다.

이번 연구는 소아청소년 환자에서 약물 투여 정밀도를 높이는 AI 기반 모델을 세계 최초로 개발하고 다기관 검증까지 마쳤다는 점에서 학술적 의미가 크다.