서론
1. 배경
췌장암은 전 세계적으로 높은 사망률과 제한된 치료 옵션으로 인해 여전히 중요한 임상적 도전과제로 남아있다[1]. 우리나라에서도 췌장암의 발생률은 지속적으로 증가하고 있으며, 예후 개선이 뚜렷하지 않은 상황에서 조기 진단의 중요성이 더욱 부각되고 있다[2]. 다수의 연구에 따르면, 췌장암의 조기 발견은 환자의 생존율 향상과 치료 전략 결정에 핵심적인 역할을 하지만, 종양의 침습적 특성과 해부학적 접근의 어려움으로 인해 조기 진단에는 여전히 한계가 존재한다[3]. 췌장암 중 가장 흔한 병리 아형은 췌관선암종(pancreatic ductal adenocarcinoma)으로, 이는 전체 췌장 악성 종양의 90% 이상을 차지한다[4]. 이 논문에서는 췌장암 중에서 췌관선암종의 진단에 초점을 맞추어 논의하고자 한다. 특히 내시경초음파(endoscopic ultrasound, EUS)는 췌장 병변에 근접하여 고해상도 영상을 획득할 수 있으며, 조영증강 내시경초음파(contrast-enhanced EUS, CE-EUS) 탄성초음파검사(ultrasound elastography)를 통한 병변 특성 평가뿐 아니라, 내시경초음파 유도하 세침흡인생검(endoscopic ultrasound-guided fine-needle aspiration biopsy, EUS-FNAB)을 통해 정밀한 조직 검체 확보가 가능하다. 이러한 특징은 기존의 영상의학적 진단 기법과 차별화되는 강점으로 평가된다. 또한, 내시경적 역행성 담췌관조영술(endoscopic retrograde cholangiopancreatography, ERCP)은 조영제를 주입한 후 투시 촬영을 통해 췌관 및 담관의 구조를 시각화하고, 협착 부위에서 세포학적 검사 또는 조직 생검을 시행할 수 있어, 진단과 동시에 치료적 개입이 가능한 접근법으로 임상적 유용성이 점점 강조되고 있다.
내시경초음파
1. 개요
EUS는 내시경과 고주파 초음파를 결합하여, 위장관 벽과 췌장 등 위장관 주변의 장기 및 혈관을 정밀하게 관찰할 수 있는 고해상도 영상기법이다[5]. 기존의 복부 초음파가 장내 가스에 의해 영상이 제한되는 반면, EUS는 내시경을 이용하여 초음파 탐촉자를 위장관 내에서 직접 췌장에 근접시켜, 보다 선명한 영상을 얻을 수 있다.
EUS는 크게 두 가지 유형의 탐촉자를 이용하는데, 하나는 방사형(radial) 탐촉자이며, 다른 하나는 선형(linear) 탐촉자이다(Figure 1A, 1B). 방사형 탐촉자는 360도 원형 영상을 제공하여 췌장과 주변 구조물의 전반적인 해부학적 평가에 유용하지만, 조직검사를 수행할 수 없는 단점이 있다. 반면, 선형 탐촉자는 실시간으로 초음파 영상을 보면서 조직검사를 시행할 수 있어, EUS-FNAB 검사와 같은 침습적 절차에 주로 사용된다.
EUS를 이용한 췌장 평가 과정은 체계적인 단계로 이루어진다. 검사 전 환자는 금식을 해야 하며, 필요에 따라 진정제를 투여하여 안정적인 검사가 가능하도록 한다. 내시경이 식도, 위, 그리고 십이지장을 거쳐 삽입되면, 췌장의 각 부위를 정밀하게 관찰하게 된다. 일반적으로 췌장 두부는 십이지장구부와 십이지장 하행부에서 평가하며, 췌장 체부와 미부는 위에서 가장 잘 관찰된다. 종양이 의심되는 경우, 조직학적 확진을 위해 초음파 유도 조직검사가 시행되며, 이 과정에서 세침흡인 또는 미세조직생검이 사용된다.
여러 연구에서 초음파내시경은 췌장 악성 종양을 식별하는 데 약 90–100%의 민감도와 90–100%의 특이도를 보이는 것으로 보고되었으며, 특히 컴퓨터단층촬영(computed tomography, CT)이나 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI)에서 놓칠 수 있는 2 cm 이하의 작은 종양을 효과적으로 탐지할 수 있다[6]. 반면, 조영제를 사용한 CT는 2 cm 이하 종양을 감지하는 비율이 약 50–77%에 불과한 것으로 보고되었다[7].
EUS는 단순히 종양의 감지뿐만 아니라 국소 침윤 및 림프절 전이를 평가하는 데에도 유용하다. 한 메타분석 결과에 따르면, 혈관 침윤을 평가하는 데 있어 EUS는 86%의 민감도와 93%의 특이도를 보여, 58%의 민감도와 95%의 특이도를 보인 CT와 비교해 더 높은 민감도를 나타냈다[8]. 또한, 림프절 전이 진단에서도 EUS는 58%의 민감도와 85%의 특이도를 보여, 24%의 민감도와 88%의 특이도를 보인 CT보다 더 높은 민감도를 보이며, 유사한 특이도를 보이는 것으로 보고되었다. 이러한 특징으로 EUS는 종양의 범위(T병기)와 림프절 전이(N병기)를 평가하는 데 있어 다른 영상검사들보다 더 효과적일 수 있으며, 절제 가능성을 판단하는 데 중요한 역할을 한다. 그러나 EUS는 원격 전이(M병기) 평가에는 제한적이므로, CT, MRI, 양전자단층촬영-컴퓨터단층촬영(positron emission tomography-CT) 등과 함께 보완적으로 사용된다.
2. 내시경초음파 유도하 조직검사를 통한 조직 진단
췌장암 치료를 시작하기 전에 조직학적 확진이 꼭 필요한 경우가 많으며, EUS-FNAB은 세포학적 또는 조직학적 검체를 얻는 일차적 방법으로 자리 잡았다. EUS-FNAB은 위장관의 점막, 점막하 종양뿐만 아니라 그 주변에 위치하고 있는 림프절, 췌장, 담낭, 담관, 간, 콩팥, 부신 등 다양한 기관에서 조직검사가 가능하며, 췌장에서는 1991년 처음 조직검사가 시행되었다[5]. EUS-FNAB는 크게 세침흡인검사(fine-needle aspiration, FNA)와 세침생검검사(fine-needle biopsy, FNB)로 나뉘게 되며, 그 차이는 검사에 사용하는 바늘에 따라 나뉘게 된다. EUS-FNA는 가는 천자 바늘을 이용하여 세포 검체를 흡인하는 방식으로, 주로 세포병리학적 평가(cytology)에 사용된다. 이 방법은 비교적 안전하고 시술이 용이하지만, 조직 구조를 보존하기 어려워 추가적인 면역조직화학염색이나 분자검사가 필요한 경우 한계가 있을 수 있다. 반면, EUS-FNB는 특수한 형태의 절단형 바늘(trucut-type 또는 Franseen, fork-tip 등의 바늘)을 사용하여 조직 구조가 보존된 검체를 얻는 방식이다. 이를 통해 조직학적 평가 (histology)가 가능하며, 면역조직화학염색 및 분자진단에도 유리하다. 최근에는 EUS-FNB가 조직 확보율과 진단 정확도 면에서 EUS-FNA보다 우수하다는 연구 결과가 많아, 특히 악성 종양이 의심되는 경우는 EUS-FNB가 더 선호되는 추세이다[9,10].
EUS-FNAB 검사의 간단한 순서는 다음과 같다. 먼저 선형배열 EUS를 위장관에 삽입하여 목표 병변을 확인하고, 초음파 영상을 통해 크기, 경계, 내부 에코 특성 등을 평가한다. 또한 주변 혈관 구조와 해부학적 위치를 평가하여 조직검사의 적절한 목표를 결정한다. 이어서 도플러 초음파 모드(Doppler ultrasound)를 이용하여 목표 병변 주위의 혈관 구조를 평가한다. 주변 혈관이 천자 경로에 위치하는지 확인하고, 혈관 손상을 피할 수 있는 안전한 삽입 경로를 결정한다. 목표 병변과 안전한 천자 경로가 확인되면, 초음파 영상을 실시간으로 확인하면서 천자 바늘을 병변 내부로 삽입한다. 필요에 따라 19-G, 22-G, 25-G 등 다양한 크기의 바늘을 선택하며, 조직 확보율을 높이기 위해 주사기를 이용한 흡인, 바늘 안의 스타일렛(stylet)을 서서히 꺼내는 방법, fanning technique 등 다양한 방법을 선택할 수 있다. 샘플을 채취한 뒤 천자 바늘을 꺼내 채취한 검체를 슬라이드 또는 포름알데하이드 용액에 보관하여 병리과로 보내 검사를 진행한다(Figure 1C). 진단율을 높이기 위해 병리과 의사가 검사실에서 결과를 바로 확인하는 빠른 세포 병리 평가(rapid on-site evaluation, ROSE)를 시행할 수 있으나 국내 의료 환경에서는 제한적이다. 검사 종료 후, 천자 부위의 출혈 여부 및 합병증 발생 가능성을 평가하고, 환자의 상태를 면밀히 관찰하면서 시술 후 회복 과정을 모니터링한다.
EUS-FNAB 검사는 높은 진단 정확도를 보이는데, FNB의 경우 고형 췌장 종양의 진단 민감도는 약 84–87%, 특이도는 약 98%로 보고되었고, 크기가 작을수록 진단 정확도가 작아지지만, 10 mm 이하 종양의 진단 정확도는 91.3%로 보고되었다[10–12]. 또한, EUS에서 종대된 림프절이 발견되면 이에 대한 조직검사 역시 시행할 수 있으며, 진단 정확도는 약 87%로 보고되었다[13].
EUS를 통해 획득한 샘플은 최근 차세대 염기서열 분석(next-generation sequencing, NGS)과 같은 분자 프로파일링(molecular profiling)에도 이용되고 있다. 개인 맞춤형 의학이 부상함에 따라 획득한 샘플의 DNA에서 볼연변이(KRAS, p53 등), 마이크로위성체 불안정성(microsatellite instability), 또는 유전자 발현을 분석하여 치료 약제 선택에 적극적으로 이용할 수 있다. 연구들에 따르면, 세침생검 바늘을 사용하면 NGS를 위한 검체 적절성 비율(adequacy rate)이 약 70.4–90.9%로, 세침흡인 바늘을 사용할 때보다 높은 것으로 보고되었다[14].
EUS-FNAB 검사는 비교적 안전한 검사지만 그 건수가 증가함에 따라 합병증도 증가하고 있다. 한 다기관 연구에서는 고형 췌장 종괴의 세침흡인 검사 후 합병증 발생률을 약 0–2.5%로 보고하였는데 주로 출혈, 천공, 감염 등이며, 드물지만 사망률도 0.1–0.8%로 보고되었다[15]. 감염은 드문 편이며, 고형 병변 조직검사의 경우 예방적 항생제가 일반적으로 필요하지 않다. 또한 드문 합병증으로 바늘 삽입 경로를 따라 암세포가 전이되는 바늘 경로 전이(needle tract seeding)가 보고되었으며, 메타연구에서 그 발생률은 약 0.4%로 보고되었다[16]. 따라서 수술적 절제가 가능한 환자에서는 조직검사의 필요성을 신중하게 검토해야 한다. 그러나 절제가 불가능한 경우, 영상검사만으로는 진단이 불충분한 경우, 수술 전 항암요법(neoadjuvant chemotherapy)이 필요한 경우 등에서는 세침흡인생검 검사의 진단적 이점이 이러한 합병증 발생 위험을 상회한다[17]. 또한, 바늘 경로 전이는 매우 드문 합병증이며, 환자 예후에 미치는 영향이 제한적이므로, 수술 전 단계에서 췌장 병변에 대한 세침흡인생검 검사를 과도하게 제한할 필요는 없다. 더하여, 세침흡인생검 검사의 위험도를 줄이기 위해 병변과 내시경 사이의 거리를 가능한 줄이거나 바늘로 병변을 찌르는 횟수를 줄이는 등의 방법들이 권고되고 있다.
3. 내시경초음파 영상의 발전
EUS 기술은 진단율을 향상시키는 데에 큰 공헌을 하였다. 기존의 회색조(grayscale) EUS 영상은 해부학적 구조를 고해상도로 평가하는 강력한 도구이지만, 병변의 혈류 역학적 특성이나 조직의 탄성도를 반영하지 못하는 한계가 있다. 이러한 점을 보완하여 진단율을 더 높이고자, CE-EUS와 탄성초음파검사가 도입되었다. 이들 기술은 단순한 형태적 분석을 넘어 기능적 분석을 가능하게 하여, 췌장 종양과 염증성 병변의 감별을 더욱 정밀하게 수행할 수 있도록 한다.
CE-EUS는 초음파 조영제를 정맥 주사하여 병변의 혈류 역학적 특성을 실시간으로 평가하는 기술로, 특히 췌장 질환에서 병변의 혈관 분포와 미세순환을 분석하여 악성과 양성 병변을 구별할 수 있도록 도와 감별 진단의 정확도를 높이는 데 중요한 역할을 한다. 대표적인 조영제에는 SonoVue (Braco), Sonazoid (Daiichi Sankyo), Optison (GE HealthCare) 등이 있는데, 현재 우리나라에서는 SonoVue 와 Sonazoid가 사용 가능하다. 일반적으로 췌관선암은 조영증강 영상에서 저조영(hypoenhancement) 패턴을 보이며, 이는 암조직의 낮은 혈관 밀도와 섬유화된 미세환경을 반영한다. 반면, 신경내분비 종양(pancreatic neuroendocrine tumor)과 같은 고혈관성 병변은 CE-EUS에서 고조영(hyperenhancement) 양상을 보이며, 만성 췌장염과 같은 염증성 병변은 불균일한 조영 패턴을 나타내는 경우가 많다. 췌장낭성종양에서는 조영증강을 통해 장액성 병변과 점액성 병변을 구분할 수는 없지만 낭종 내부의 점액전(mucus plug)과 벽결절(mural nodule)을 구분하여 불필요한 수술을 피할 수 있도록 도움을 준다(Figure 2). Yamashita 등[18]은 CE-EUS를 통한 점액전과 벽결절의 감별 정확도를 약 94%로 보고하였다. 또한, CE-EUS는 세침흡인생검 검사와 병행하여 생검의 정확도를 높일 수 있다. 조영증강을 통해 병변 내 괴사 조직과 혈류가 유지된 부위를 구별하면, 병변의 보다 정확한 타겟팅이 가능해지며, 세포검사의 진단율이 향상된다[19]. 이에 따라 CE-EUS는 점점 췌장암의 조기 진단과 치료 계획 수립에 있어 필수적인 영상기법으로 자리 잡고 있다.
또 다른 기술로 변형 탄성초음파(strain elastography)는 검사 중 조직에 압력을 가해 변형률을 측정한 뒤, 그 상대적 강도를 색도 맵(단단한 곳은 파란색, 부드러운 곳은 빨간색)으로 시각화하는 기법이다. 악성 종양은 일반적으로 섬유화된 기질로 인해 단단하므로 파란색으로, 정상 췌장 조직이나 염증성 조직은 상대적으로 부드러워 빨간색으로 나타난다. 따라서 췌장암 조직검사 시 파란색으로 보이는 부위를 조직검사의 표적으로 삼으면 진단율을 높이는 데 이용할 수 있다. 한 메타분석에 따르면, 변형 탄성초음파는 췌장암과 양성 병변을 구별하는 데 98%의 높은 민감도를 보였으나, 특이도는 63%으로 낮았고, 이는 만성 췌장염 등 염증성 병변에서도 조직 경도가 증가해 악성과 양성을 구분하기 어려웠기 때문이다[20]. 이러한 한계를 극복하기 위한 한 방안으로 최근에는 전단파 탄성초음파(shear-wave elastography)라는 정량적 방법이 개발되어 보다 객관적인 강도 측정이 가능하도록 연구가 진행되고 있다[21].
4. 인공지능과의 결합을 통한 발전
EUS의 진단 정확도는 시술자의 숙련도에 크게 의존하며, 이러한 주관적 판단에 기반한 진단의 한계를 극복하기 위한 방안으로 AI 응용 연구가 활발히 진행되고 있다. 딥러닝(deep learning) 기반 컴퓨터 비전 기술은 초음파 영상, 내시경 영상, 세포병리 이미지 등 다양한 의료 데이터를 분석하여 병변의 탐지, 분류, 예후 예측 등에 적용되고 있으며, 소화기 내시경 영역에서는 위·대장 내시경 영상을 이용한 병변 탐지 및 진단에서 좋은 성과를 거두고 있다[22].
최근에는 딥러닝 알고리즘을 적용하여 EUS 영상에서 췌장암 병변을 자동으로 탐지하거나, 양성과 악성 병변을 구분하는 모델이 개발되었다. Kuwahara 등[23]은 합성곱 신경망(convolutional neural network, CNN)을 이용하여 췌장 종양 영상을 분석하였고, 이 모델의 민감도는 94.2%, 특이도는 86.6%에 달하는 것으로 보고하였다. 또한 Gu 등[24]은 딥러닝 기반 방사선 정보학(radiomics) 모델을 개발하여 전향적 검증을 시행했고, 이 모델의 곡선하면적(area under the curve)은 0.93, 민감도는 83.1–90.4%로 우수한 진단 성능을 보였다. 이러한 AI 모델은 일관된 판단을 제공함으로써 특히 비숙련자에게 유용한 보조적 진단 도구로서의 잠재력이 크다.
한편, AI 기술은 EUS-FNAB 검사로 얻은 조직 검체의 세포병리 분석에도 이용되고 있다. Whole slide imaging을 이용한 디지털 병리학 기반 AI 모델은 암세포의 존재 여부, 세포형태학적 분류, 분자표지자의 발현 등을 자동 분석하여, 빠르고 정확한 진단에 기여할 수 있다[25]. 특히 현장에서 신속하게 검체의 적절성 및 진단 가능성을 평가하는 ROSE는 검사의 효율성 및 진단 정확도를 높이는 데 중요한 수단이나, 병리 전문 인력 부족으로 임상에서의 적용이 매우 제한적인 실정이다. 이에 AI 기반 보조 진단 도구는 병리 진단의 접근성과 정확도를 동시에 개선할 대안으로 주목받고 있다.
그러나 AI 기반 진단 시스템이 임상 표준으로 자리잡기까지는 아직 해결해야 하는 과제들이 많다. 우선, 알고리즘의 성능과 일반화 가능성을 확보하기 위해 고품질 대규모 학습 데이터세트를 구축하고, 영상 획득 및 분석 과정을 표준화해야 한다. 또한, AI 모델의 임상적 유효성과 안정성을 검증하기 위한 다기관 기반 전향적 연구가 필요하며, AI의 ‘블랙박스’ 문제로 인한 해석 가능성 부족과 민감한 의료 정보 처리에 대한 윤리적·법적 고려도 필수적이다. 아울러 규제 승인, 보험 등재 및 상환 체계 마련 등 제도적 기반 구축이 병행되어야 한다. 이러한 노력들이 결합될 때, AI는 내시경 검사자의 보조자로서 진단 정확도를 향상시키는 데 기여할 수 있을 것이다.
이처럼 EUS를 활용한 췌장암 진단 분야에서 AI의 접목은 아직 초기 단계이지만, 높은 진단 정확도와 일관된 판단 능력을 바탕으로 임상적 잠재력을 충분히 보여주고 있다. 특히 support vector machine, artificial neural network, CNN 등 다양한 알고리즘은 췌장암 조기 발견 및 고위험군 선별에 유용한 도구로 활용될 수 있으며, 영상, 병리, 임상 데이터를 통합하는 다중양식(multi-modality), 다중작업(multi-task) 기반 알고리즘의 개발은 향후 AI 기반 진단의 정밀도와 활용도를 더욱 향상시킬 것으로 기대된다[26].
내시경 역행성 담췌관조영술
1. 개요
ERCP는 내시경과 투시 촬영(fluoroscopy)을 이용하여 담관 및 췌관을 직접 시각화하고, 동시에 치료적 중재를 수행할 수 있는 내시경 시술이다. 초기에는 주로 진단 목적으로 시행되었으나, 자기공명담췌관조영술(magnetic resonance cholangiopancreatography) 및 EUS와 같은 비침습적 영상기법의 발전함에 따라, 현재는 담도 배액술 및 스텐트 삽입 등 치료적 목적으로 주로 이용되고 있다. 췌장암이 의심되는 환자, 특히 췌장 두경부에 병변이 위치한 경우에는 담관 침범이 흔하여 ERCP를 통해 췌관과 담관을 직접 조영하는 동시에 세포학적·조직학적 검체를 획득할 수 있다는 점이 진단과 치료 양측면에서 중요한 장점이다. 비록 EUS에 비해 췌장암 진단의 역할은 제한적이지만, 담관 또는 췌관 폐쇄가 있는 환자에서 이를 완화하고 병리학적 진단을 동시에 달성할 수 있다는 점에서 유효한 진단 도구로 여겨진다.
과거에는 담관과 췌관이 동시에 늘어나는 이중관 징후(double duct sign)나 췌관 협착 등이 관찰될 때 췌장 종양을 진단하기 위해 ERCP가 자주 활용되었다. 그러나 CT와 MRI 등 비침습적 영상 기술이 크게 향상되고, EUS-FNAB 검사가 널리 보급됨에 따라, 진단만을 위한 ERCP 사용은 점차 감소하였다. 유럽종양학회 가이드라인에서도 ERCP의 췌장암에 대한 진단적인 가치는 CT/MRI에 비해 제한적임을 명시하고 있으며, 주로 담즙 배액과 같은 치료적 목적으로 시행할 것을 권고하고 있다[27].
그럼에도 불구하고 ERCP는 특정 상황에서 여전히 중요한 진단 도구로 활용된다. 예를 들어, 췌장 두부암에 의한 원위부 담도 협착으로 폐쇄성 황달이 있는 환자에서, ERCP를 통해 담도 배액 과정에서 담즙 및 협착부의 세포학 검사를 병행하여 암 진단을 시도한다. 또한, 영상검사에서 췌장암이 강력히 의심되나 EUS-FNAB에서 확진이 어려운 경우, ERCP 기반 췌관조영술을 통해 미세한 췌관 협착을 확인하거나 췌액을 채취하여 세포학적 진단을 보조할 수 있다[28]. 특히 매우 초기 단계의 췌장암은 CT/MRI, EUS에서 병변이 명확히 보이지 않고 췌관 국소 협착만 존재할 수 있어, 이 경우 ERCP 기반의 췌관조영술 및 췌액 세포검사가 진단에 중요한 역할을 할 수 있다.
다만, ERCP는 시술 자체의 침습성과 시술 후 췌장염, 담관염 등의 합병증 위험이 있으며, 진단 목적을 위한 ERCP에서도 약 3–10% 정도에서 시술 후 췌장염이 보고된다. 이러한 이유로, 췌장암 진단을 위한 ERCP는 1차 진단 도구가 아닌 보조적 역할로 수행되며, 일반적으로는 CT, MRI, EUS-FNAB 검사를 우선 시행한 후, 진단이 불확실하거나 담도 폐쇄 등 치료적 접근이 필요한 경우에 한해 ERCP가 고려된다. 결론적으로, ERCP는 췌장암 진단에 있어 그 역할이 과거에 비해 제한되었으나, 영상검사와 EUS로 진단이 어려운 경우나 담도 폐쇄가 동반된 상황에서는 진단과 치료를 동시에 제공할 수 있는 여전히 중요한 시술이다.
2. 내시경적 역행성 담췌관조영술을 통한 검체 확보
ERCP 시에는 담관이나 췌관 협착 부위에서 세포학적 및 조직학적 검체를 채취하여 악성 종양을 진단할 수 있다. 주요 방법으로는 브러시 세포진 검사(brush cytology)와 포셉을 이용한 조직 생검(forceps biopsy)이 있으며, 두 기법 모두 진단 민감도는 제한적이다. 한 메타분석 연구에 따르면, ERCP를 통한 브러시 세포진 검사의 진단 민감도는 약 45%, 조직 생검의 민감도는 약 48%에 불과하며, 두 방법을 병행할 경우 민감도가 약 59%로 증가하는 것으로 보고되었다[29]. 한편, 특이도는 약 99%로 매우 높아, 양성 소견의 경우 진단적 확신을 제공할 수 있으나, 음성 결과만으로 악성 종양을 배제할 수는 없다. 이에 따라 임상에서는 브러시 및 조직 생검을 병행하여 진단율을 높이고, 음성인 경우 추가 검사를 고려하는 전략이 권장된다. 다만, 현재 국내에서는 브러시 및 조직검사를 동시에 시행하면 하나의 검사만 인정이 되는 제약이 있다.
ERCP를 통한 세포진 검사 및 조직 생검의 간단한 순서는 다음과 같다(Figure 3). 먼저 측시야 내시경(side-viewing duodenoscope)을 삽입하여 십이지장 제2부에 위치한 유두부 앞에 위치시킨다. 유두부를 통한 담도 삽관을 시행한 뒤, 조영제를 주입하여 담관의 해부학적 구조와 병변 위치, 형태, 협착 정도 등을 확인한다. 협착 부위가 확인되면, 와이어를 협착 병변을 통과시킨다. 이후 와이어를 통해 브러시 카테터를 병변 부위에 위치시키고, 전후로 수회 왕복하며 병변 표면에서 세포를 채취한 후, 슬라이드 글라스에 도말하거나 적절한 세포 보존 용액에 담근다. 조직 생검은 조직 포셉을 병변 부위까지 접근시킨 후, 점막을 반복적으로 채취하여 포름알데하이드 용액에 고정한 뒤 병리 검사를 시행한다. 이후, 담도 배액을 위해 스텐트 삽입 또는 비담도 배액관(nasobiliary drainage catheter) 삽입이 병행될 수 있다. 시술 중 또는 직후 내시경 및 영상검사를 통해 담도 내 출혈, 천공, 췌장염 등 합병증 발생 여부를 평가하며, 시술 후 환자의 활력징후 및 증상을 면밀히 관찰하여 이상 소견 발생 여부를 확인한다.
ERCP를 통한 세포진 및 조직검사의 낮은 민감도를 극복하기 위해 다양한 보조적 진단 기술이 개발되었다. 악성 담도 협착은 특징적으로 염색체 변형을 동반하는데, 이를 이용한 방법으로 형광 제자리 교잡법(fluorescence in situ hybridization, FISH)이 있다. FISH는 채취한 세포 내 흔한 유전자 이상을 검출함으로써 세포진 검사의 민감도를 향상시킨다. 대규모 연구에 따르면, 브러시 세포진 검사 단독 대비 브러시 세포진 검사와 FISH를 병행할 경우 민감도는 65%에서 85%로, 음성 예측률은 49%에서 74%로 증가하는 것으로 보고되었다[30]. 그러나 FISH는 특이도를 일부 감소시킬 수 있는데, 이는 염증성 협착에서도 일부 염색체 이상이 관찰되어 위양성 결과가 발생할 수 있기 때문이다. 양성 예측도가 가장 높은 소견은 다염색체 이상(polysomy)으로, 이 소견이 나오면 악성 가능성이 80% 이상을 보였다. 최근에는 NGS를 이용하여 담즙 또는 췌액 내 DNA 돌연변이를 분석하는 접근법도 시도되고 있다. 특히 KRAS, TP53, SMAD4 같은 췌장암 관련 유전자 변이 탐색을 통해 종양 진단의 민감도를 향상시키려는 연구가 진행중이며, ERCP를 통해 채취한 담즙 또는 췌액에 NGS 패널을 적용할 경우, 기존 브러시 세포진 검사 민감도는 35%에서 77%로, 조직검사는 52%에서 83%로 증가하며, 특이도는 99%를 유지하는 것으로 보고되었다[31].
종합하면, ERCP 기반 세포학 및 조직학 검사는 양성 결과 시 높은 진단 정확도를 제공하지만, 음성 결과의 한계가 뚜렷하여 복합적 접근이 필요하다. 임상에서는 브러시 세포진 검사와 조직 생검을 병행하고, 필요시 FISH 또는 NGS 기반 분자진단을 추가하여 진단 성능을 향상시키는 전략이 권장된다. 그러나 ERCP 기반 조직 확보의 전반적 민감도는 EUS-FNAB에 비해 낮으므로, 가능하다면 EUS-FNAB를 우선 고려하고, ERCP는 치료적 접근이 필요한 경우에 보조적으로 활용하는 것이 바람직하다.
3. 내시경하 직접시야 시스템의 발전: 담관경과 췌관경
담관경(cholangioscopy)과 췌관경(pancreatoscopy)은 ERCP 중 내시경을 담도나 췌관 내부로 직접 삽입하여 병소를 육안으로 직접 관찰하고 표적 조직검사를 수행할 수 있도록 하는 기술이다. 초기에는 2인 1조로 조작하는 ‘모자-아기 (mother-baby)’ 시스템이 사용되었으나, 최근에는 단일 조작자(single-operator) 담관경이 개발되었으며, 한 명의 시술자가 보다 용이하게 사용 가능하며, 내구성 및 화질도 점차 개선되고 있다. 특히, 약 10년 전 도입된 디지털 담관경 시스템은 일회용 내시경으로 높은 해상도를 제공하며, 별도의 관을 통한 세척, 흡인, 미세 생검이 가능하도록 설계되어 있다. 이를 통해 담도 내 병변을 고화질 직시하에 평가하고, 의심 부위에서 직접 조직 채취를 수행할 수 있다[32].
담관경의 임상적 유용성은 불확실 담도 협착(indeterminate biliary stricture) 또는 담도내 이상병변의 감별 진단에서 특히 두드러진다(Figure 4). 기존 ERCP 조영술만으로는 양성 및 악성 병변을 구분하기 어려운 경우가 많지만, 담관경을 통해 종양을 시사하는 육안적 소견(거친 점막, 비정상적 혈관 증식, 유두상 돌기 등)을 직접 관찰함으로써 진단 정확도를 향상시킬 수 있다. 최근 메타분석에서는 단일 조작자 담관경의 악성 협착 진단 감도가 약 88%, 특이도가 약 95%로 보고되었으며, 이는 브러시 세포진 검사의 민감도(45–60%)에 비해 크게 우수한 수치이다[33]. 다만, 담관경에서 시각적 평가는 민감도는 높지만 특이도가 다소 낮아질 수 있으며, 담관경 유도 조직검사는 특이도는 높지만 일부 병변을 놓칠 위험이 있다. 따라서, 두 방법을 병행하여 종합적으로 평가하는 것이 진단 정확도를 높이는 데 중요하다. 최신 국제 소화기내시경 가이드라인들도 원인 불명의 담도 협착 환자에서, 표준 ERCP 기반 브러시 세포진 및 조직검사 외에 담관경 유도 생검을 추가할 것을 권장하고 있다[34,35]. 담관경의 단점으로는 시야 확보를 위해 담도 내 지속적인 관류가 필요하여 담관염 발생 위험이 증가하고, 고가의 장비 비용과 높은 시술 숙련도를 요구한다는 점이 있다. 이러한 이유로, 담관경은 반드시 필요한 경우에 한하여 선택적으로 시행하는 것이 바람직하다.
췌관경은 주로 췌관 내 종양 또는 병변 평가를 위해 사용된다. 특히, 주췌관형 췌관 유두상 점액종양(intraductal papillary mucinous neoplasm)의 범위 평가나, EUS에서 종양이 명확히 관찰되지 않지만 췌관 협착만 보이는 경우 등에 췌관경이 활용된다. 췌관경을 통해 췌관 내 종양 돌기나 점막 이상을 직접 관찰할 수 있어, 조기 암과 양성 협착을 감별하는 데 유용하며, 필요 시 표적 생검을 통해 조직학적 확진을 얻을 수 있다. 그러나 췌관경은 담관경보다 시술 난이도가 높고, 시술 후 췌장염 발생 위험이 있어 일부 고숙련 센터에서 제한적으로 시행되고 있다. 이러한 담관경 및 췌관경 기술의 발전으로, ERCP는 단순 조영술에 의존하던 시대에서 벗어나 병변을 직접 관찰하고 평가하는 정밀 검사로 진화하고 있다. 특히 담관경은 불명확한 담도 및 췌관 협착의 원인 규명에 중요한 역할을 하여, 수술 여부 결정이 어려운 환자군에서 진단적 확실성을 높이는 데 기여하고 있다.
최근에는 공초점 레이저 내시경(probe-based confocal laser endomicroscopy, pCLE) 및 협대역 영상(narrow-band imaging, NBI)과 같은 첨단 영상 기술이 ERCP에 접목되어 진단 정확도가 더욱 향상되고 있다[36]. pCLE는 실시간으로 조직을 현미경 수준으로 시각화할 수 있으며, NBI는 미세혈관 패턴을 강조하여 병변의 표면 구조를 보다 정밀하게 관찰할 수 있게 한다. 이러한 기술들은 병변의 실시간 평가 및 신속한 의사결정을 가능하게 하지만, 여전히 고비용 장비, 시술자 숙련도, 영상 해석의 표준화 부족 등의 한계가 존재한다. 따라서 임상 현장에서의 광범위한 적용을 위해서는 추가 연구와 기술적 개선이 필요하다.
4. 인공지능과의 결합을 통한 발전
ERCP 영역에서도 EUS와 유사하게 AI를 적용하는 다양한 연구들이 진행되고 있다. 현재 가장 활발한 연구분야는 담관경 사진 또는 영상에 딥러닝 기반 모델을 적용하여 담관 협착의 양성 및 악성을 구별하는 기술 개발이다. Marya 등[37]은 154명의 담도경 영상에서 200만장 이상의 정지 이미지를 추출해 학습시킨 모델을 개발하였고, 이 모델은 악성 병변을 약 90%의 정확도로 감별해, 약 60%의 진단율을 보여준 기존의 브러시 세포진 검사 및 조직 생검과 비교해 훨씬 뛰어난 성능을 보여주었다. 또한 Zhang 등[38]은 AI 모델을 리얼타임(real-time)으로 구현하여 악성 담도 협착을 실시간으로 진단할 수 있도록 하였으며, 전향적 연구에서 92%의 정확도, 95%의 민감도, 89%의 특이도를 보고하였다. 이러한 AI 기반 시스템은 내시경 전문의가 담관경을 이용해 병변을 관찰할 때, AI가 실시간으로 악성 가능성을 평가하거나 의심 소견을 강조 표시함으로써 진단 정확도를 향상시키고, 필요시 표적 조직검사 위치 또한 가이드해줄 수 있을 것으로 기대된다. 특히 담관경 숙련도가 낮은 시술자에게 도움이 될 수 있으며, 미세한 병변 소견을 놓치지 않고 조기 진단을 촉진하는데 기여할 수 있다.
그러나 현재 이러한 AI 기술은 연구 개발 단계에 있으며, 실제 임상에서 표준 진단 도구로 활용되지는 않는다. 주요 한계로는 학습 데이터의 표준화 부족, 외부 검증 미비, 고성능 연산 장비 및 내시경 시스템 통합의 상용화 지연, 그리고 의료진 수용성 및 법적·윤리적 문제 해결의 필요성이 있다. 따라서 AI는 최종 진단을 대체하기보다는 의사결정 지원 도구로 활용되어야 하며, 최종 판단은 여전히 전통적 검사에 기반해야 한다. 그럼에도 불구하고, AI는 내시경 영상 기반 진단의 정확성 향상, 신속한 치료 계획 수립, 새로운 진단 기준 제시 등에서 높은 잠재력을 가진다. 향후 성능 개선과 다기관 검증이 이루어진다면, ERCP 및 담관경 분야의 진단 정확도 향상과 비용·시간 절감에 혁신적 기여를 할 것으로 기대된다.
결론
EUS와 ERCP를 활용한 내시경적 진단 기술은 췌장암 진단에서 기존 영상검사 및 조직검사 방법의 한계를 효과적으로 보완하며, 조기 진단과 정확한 병기 결정에 실질적으로 기여하고 있다. EUS는 고해상도 영상을 통해 일반 영상검사로는 발견이 어려운 미세 병변까지 검출할 수 있으며, EUS-FNAB을 통한 병리학적 확진도 용이하다. 또한 CE-EUS와 탄성초음파검사는 종양의 혈관 분포와 조직 경도를 평가함으로써 양성·악성 병변 감별의 정확도를 높인다. ERCP는 주로 치료적 목적으로 시행되지만, 담췌관 협착 부위의 세포학적 검체 채취, 담관경 및 췌관경을 통한 직접 시각화 등을 통해 기존 방법으로 얻기 어려운 정보를 제공함으로써 진단적 유용성도 확대되고 있다.
최근에는 AI, 고해상도 영상 기술, 분자진단 등이 내시경적 진단에 도입되면서 진단 정확도는 한층 향상되고 있다. AI 기반 영상 분석, 고해상도 내시경 영상, 그리고 FISH나 NGS와 같은 분자진단 기법의 도입은, 미세 병변 탐지와 유전학적 변이 검출을 통해 내시경 진단의 민감도와 정확도를 크게 향상시키고 있다. 이러한 기술들의 통합을 통해 향후 췌장암 내시경 진단은 더욱 정밀하고 예측적인 방향으로 발전할 것으로 예상되며, 이는 췌장암의 조기 발견은 물론, 환자 맞춤형 치료 전략 수립에도 크게 기여할 것으로 기대된다.
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