제2형 당뇨병 라디오믹스 척주기립근 CT로 골량 이상을 예측할 수 있을까

 

제2형 당뇨병 라디오믹스가 실제 진료에서 어떤 가치를 줄까요? 제2형 당뇨병 라디오믹스를 활용해 허리 주변 근육의 CT 이미지에서 뽑아낸 수치만으로 골감소증·골다공증 같은 골량 이상을 미리 가려낼 수 있다면, 추가 장비 없이도 검진 동선을 단축할 수 있습니다. 이번 연구는 요추 부위 근육(장요근, 척추기립근, 다열근 등)의 CT 영상에서 추출한 라디오믹스 특징을 이용해, 골밀도 저하 위험을 예측하는 모델을 만들고 성능을 검증했습니다. 결론부터 말하면, 근육 라디오믹스와 척추 해면골 HU값을 결합한 모델의 예측력은 매우 높았고, 단독 임상모델보다 우수했습니다.

연구는 무엇을 어떻게 했나

연구는 제2형 당뇨병 성인 149명의 임상자료와 정량CT(QCT) 기준 골밀도를 후향적으로 모았습니다. T12–L1 수준에서

  1. 척추 해면골 영역의 CT HU값을 측정하고,

  2. 같은 단면에서 장요근·사각근(요방형근)·척추기립근·다열근의 경계를 수작업으로 분할해 라디오믹스 특징 829개를 추출했습니다.

특징 안정성은 관찰자 간 일치도(ICC)로 확인했고, 최소중복최대관련(mRMR)과 LASSO를 단계적으로 적용해 12개의 핵심 특징만 남겼습니다. 이렇게 계산한 Radscore(라디오믹스 점수)를 임상변수(나이·성별·척추 HU)와 합쳐 로지스틱 회귀 노모그램을 만들고, 학습군 90명·검증군 49명에서 ROC로 성능을 평가했습니다.

핵심 결과 한눈에

학습군 기준으로

  • 라디오믹스 단독모델: AUC 0.94. 정확도 87.8%, 민감도 92.9%, 특이도 83.3%.

  • 임상모델(주로 척추 HU): AUC 0.89.

  • 결합 노모그램(라디오믹스+척추 HU): AUC 0.97. 정확도 91.1%, 민감도 92.9%, 특이도 89.6%.

검증군에서도 결합모델 AUC 0.95로 높은 예측력이 재현됐습니다. 즉, 근육의 미세한 질감·형상·주파수 영역 특징을 요추 해면골의 단순 HU값과 합치면, 제2형 당뇨병 환자에서 골량 이상을 매우 정확히 가려낼 수 있었습니다.

왜 근육 라디오믹스가 골밀도를 말해줄까

근육과 뼈는 기계적·대사적 연결고리를 공유합니다. 당뇨병에서는 인슐린저항성과 만성염증, 고혈당에 따른 당화산물 축적이 근육 내 지방화·질감 변화를 유발하고, 수축력 저하로 척추에 가해지는 기계적 부하가 줄어듭니다. 이때 근육의 질감·분산·에너지·주파수 기반 특징(예: GLCM, GLRLM, GLSZM 등)에는 눈으로 구분하기 어려운 미세 변성이 담깁니다. 라디오믹스는 이런 신호를 수치화해, 아직 골밀도 수치가 경계선에 머무는 단계라도 위험군을 앞당겨 포착하도록 돕습니다.

임상 적용 시나리오

  1. 기회 스크리닝
    복부·흉부 CT를 이미 촬영한 제2형 당뇨병 환자라면, 추가 방사선 없이 L1 근처 한 장의 단면에서 자동 분할·특징 추출을 통해 골량 이상 위험을 산출할 수 있습니다. 척추 HU가 경계선(예: 110 HU 전후)일 때 라디오믹스를 더하면 의사결정의 확신도가 커집니다.

  2. 1차 선별과 2차 확진 경로 분리
    라디오믹스 기반 점수가 높으면 QCT나 DXA로 확진·치료를 서두르고, 낮으면 생활습관·약물 조정과 추적 간격을 최적화할 수 있습니다. 병원의 QCT 접근성이 낮거나 검사 대기시간이 긴 환경에서 특히 유용합니다.

  3. 팀 기반 커뮤니케이션
    환자·보호자에게는 “근육 사진의 숫자가 뼈 건강 신호를 담고 있다”는 메시지로 설명합니다. 근육 상태가 좋아지면 뼈도 좋아진다는 직관적 스토리라인이 순응도를 높입니다.

기술 디테일이 주는 힌트

모델은 10겹 교차검증으로 과적합을 억제했고, 관찰자 간 ICC>0.75인 안정적 특징만 활용했습니다. 최종 Radscore에는 12개 특징이 포함됐는데, 질감 엔트로피, 최대확률, 에너지, 왜도, 클러스터 셰이드 같은 1차·행렬 기반·웨이블릿/라플라스 변환 특징이 혼합돼 있습니다. 이는 단일 지표가 아니라 여러 차원의 미세 구조 변화가 복합적으로 골밀도와 연동된다는 점을 시사합니다.

어디에 주의해야 하나

단일기관·소표본이라는 한계가 있어, 다른 인구·기기·스캔 프로토콜에서의 재현성 검증이 필요합니다. 또 라디오믹스 파이프라인은 분할과 전처리에 민감하므로 표준화가 전제돼야 합니다. 마지막으로 근육 ROI를 L1 주변 몇 개 레벨만 썼기 때문에, 넓은 범위의 근육 상태를 100% 대변하지 못할 수 있습니다.

진료실·검진센터 실행 체크리스트

  • 데이터 소스: 복부/흉부 CT의 T12–L1 축영상 한 레벨 확보

  • 분할 표준: 장요근·요방형근·척추기립근·다열근 경계 정의 프로토콜 통일

  • 전처리: 보셀 크기 1×1×1 mm 재샘플링, 회색계층 이산화, 강도 정규화

  • 점수 산출: Radscore + 척추 HU를 결합한 노모그램 적용

  • 리포트: 위험 등급(정상/경계/고위험)과 권고 행동(QCT/DXA 확진, 영양·운동·약물) 동시 표기

  • 품질관리: 관찰자 간 일치도 정기 점검, 스캐너·슬라이스 두께 변화에 대한 민감도 평가

생활습관·약물 조언의 연결

예측이 끝이 아닙니다. 비타민 D·칼슘·단백질 충족, 체중부하 운동(걷기, 스쿼트 변형), 낙상예방, 혈당 변동 줄이기(식후 급상승 완화) 같은 기본기가 근육·뼈 축을 함께 견고하게 만듭니다. SGLT2 억제제·GLP-1 수용체 작용제처럼 체중·대사 개선에 기여하는 약물은 간접적으로 골건강에도 긍정적 파급을 줄 수 있어, 내분비·영양·재활의 협진 루틴을 권합니다.

요약 결론

제2형 당뇨병 환자에서 척주 주변 근육의 CT 라디오믹스와 척추 해면골 HU값을 결합한 예측모델은 골량 이상을 높은 정확도로 가려냈습니다. 이미 촬영한 CT를 활용하는 기회 스크리닝 경로로서 경제성과 효율성이 크며, 선별–확진–개입의 흐름을 단축합니다. 표준화·다기관 검증이 뒤따른다면, 라디오믹스는 당뇨병 환자의 뼈 건강 관리에 실전 도구로 자리 잡을 가능성이 높습니다.

자주 묻는 질문

Q1. DXA나 QCT 없이도 이 방법만으로 진단 가능한가요?
선별에는 매우 유용하지만 최종 진단과 치료 결정은 표준 기기(DXA/QCT)로 확인하는 것이 안전합니다. 라디오믹스는 누가 확진이 필요한지 앞당겨 가려내는 데 강합니다.

Q2. 척추 HU만 보면 안 되나요?
HU만으로도 유의미한 정보가 있지만, 근육 라디오믹스를 더하면 예측력이 상승합니다. 특히 경계값 근처에서 판단이 쉬워집니다.

Q3. 분할을 자동으로 할 수 있나요?
임상 구현을 위해 자동분할·일괄처리 소프트웨어가 필요합니다. 현재는 반자동·수작업 혼합이 많아, 병원별 표준운영절차가 중요합니다.

Q4. 어떤 환자에게 특히 유리한가요?
이미 복부/흉부 CT를 촬영한 제2형 당뇨병 중·고령 환자, 허리 통증이나 체중감소로 골건강이 염려되는 환자, DXA 접근성이 떨어지는 지역 환자에게 실용성이 큽니다.

Q5. 당뇨 조절이 좋아도 위험할 수 있나요?
그럴 수 있습니다. 근육 지방화·질감 변화는 혈당 수치만으로는 보이지 않는 정보를 담습니다. 라디오믹스로 이런 숨은 신호를 보완할 수 있습니다.

Q6. 재현성 문제는 어떻게 해결하나요?
스캐너·슬라이스 두께·재구성 커널 등 이미징 조건을 표준화하고, 관찰자 간 일치도와 전처리 파이프라인을 고정하면 변동을 줄일 수 있습니다.

Q7. 실제 레포트에 무엇을 써주면 좋을까요?
위험등급, 추천 다음 단계(DXA/QCT), 3줄 생활수칙(단백질/비타민D, 체중부하 운동, 낙상예방)과 6개월 추적 권고를 함께 제시하면 환자 이해와 실행력이 올라갑니다.