Chest X-ray 이미지를 통해 Pneumonia를 판독하는 방법
1️⃣ 사람의 판독 기준
폐렴(Pneumonia)이란?
폐 조직에 감염/염증이 생겨 공기 대신 고름이나 체액이 찬 상태
폐포가 희미해지고, 밀도가 높아짐 (X-ray에서는 하얗게 보임)
주요 X-ray 소견 (Radiological signs)
| 진단 소견 | 설명 |
|---|---|
| 경결 (consolidation) | 폐 조직이 염증으로 인해 하얗게 뿌옇게 보임 |
| 경계 불분명한 음영 | 균일하지 않은 흐릿한 흰색 그림자 |
| 폐포 음영 (air-space opacity) | 폐 안 공기 대신 액체나 고름이 찬 음영 |
| 기관지 투과성 (air bronchogram) | 고름으로 가득 찬 폐 안에 공기 찬 기관지가 보이는 현상 |
| 폐구역 불투명 | 한쪽 폐 일부가 전체적으로 하얘진 경우 (엽 폐렴 등) |
| 다초점 (multifocal) 병변 | 폐 여러 군데에 병변 분산됨 (주로 세균성 |
2️⃣ AI 모델이 학습할 수 있는 시각적 특징
딥러닝 기반 폐렴 분류 모델(CNN 등)은 사람 판독처럼 폐렴의 시각적 특징을 자동 추출 및 분류하게 됩니다. 다음과 같은 Feature Map 특징을 감지합니다
| AI가 학습하는 시각적 신호 | 인간 의사 기준 대응 |
|---|---|
| 지역적 밝기 증가 | 경결(consolidation) |
| 비대칭적인 흰색 음영 | 엽 폐렴 또는 병변 |
| 반복적인 고대비 영역 | 폐포 내 체액 또는 농 |
| 공기 기관지 패턴 | air bronchogram |
| 흉막선 이상 | 흉막염 동반 여부 |
3️⃣ 정면 vs 측면 X-ray에서의 차이
| 관찰 항목 | 정면(AP/PA) | 측면(Lateral) |
|---|---|---|
| 양쪽 폐 비교 | O | 어려움 |
| 심장, 횡격막 | 부분적으로 관찰 | 선명하게 확인 가능 |
| 폐 뒤쪽 병변 | 겹쳐져서 덜 보임 | 더 잘 보임 |
※ 일반적인 진단은 정면(PA, AP) 영상으로 충분하며, 측면은 보조적입니다.
4️⃣ 실제 예시: 폐렴 vs 정상
| 항목 | 정상(Normal) | 폐렴(Pneumonia) |
|---|---|---|
| 폐 전체 음영 | 균일한 어두움 | 불균일한 밝은 음영 |
| 폐 경계 | 뚜렷함 | 경계가 모호해짐 |
| 구조 | 심장, 갈비뼈, 기관지 선명 | 덜 선명하거나 가려짐 |
| 양쪽 폐 대칭성 | 대칭적 | 한쪽 또는 일부만 이상 |
폐렴 진단 딥러닝 모델 사례
CheXNet (2017): DenseNet-121 기반, NIH CXR14 dataset에서 폐렴 분류
COVID-Net: 코로나19와 폐렴을 구분하기 위한 모델
BLIP, TransMed 등 멀티모달 모델: X-ray + 임상 메모를 함께 사용하는 구조
[CXR-LLaVA: 멀티모달 대형 언어 모델]
