뇌경색 원인 진단 도움 주는 고해상도 '뇌혈류지도' 개발 성공

뇌경색 환자 1,160명의 표준화된 빅데이터 기반으로 지도 개발

국내 연구진이 뇌경색의 원인 진단에 결정적 도움을 주는 고해상도 뇌혈류지도를 개발하는 데 성공했다.

동국대 일산병원 김동억 교수 연구팀 · 한국표준과학연구원 국가참조표준센터가 전국 11개 대학병원의 뇌경색 환자 1,160명의 뇌 영상 데이터 MRI · MRA를 기반으로 현존 최고 수준 해상도의 뇌혈류지도를 개발했다고 동국대의료원이 7일 전했다(아래 별첨 '연구 성과 관련 추가 설명').

뇌혈관 질환은 우리나라에서 암과 심장질환 다음으로 가장 높은 사망원인으로 꼽힌다. 특히 뇌 조직이 혈류공급을 받지 못해 괴사하는 뇌경색이 질환 대부분을 차지한다. 뇌경색은 뇌에 혈류를 공급하는 중대뇌동맥, 후대뇌동맥, 전대뇌동맥 등 세 종류의 대뇌동맥 혈관계 중 한 곳 또는 여러 곳이 막혀 발생한다.

대뇌동맥 혈관계가 한 곳이 막혔는지 두 곳 이상이 막혔는지에 따라 검사 방법, 처방 약의 종류 및 효과가 크게 달라질 수 있기 때문에 막힌 혈관계의 정확한 파악은 매우 중요하다.

세 종류의 대뇌동맥은 뇌를 세 부분으로 나눠 각각의 혈류 공급을 담당한다. 여기서 착안한 것이 각 대뇌동맥이 지배하는 뇌의 영역을 영토처럼 구분한 뇌혈류지도다. 현재 병원에서는 뇌혈류지도를 뇌경색 환자의 영상 데이터와 비교하여 원인이 되는 뇌동맥을 진단하고 있다.

문제는 기존 뇌혈류지도가 20~100여 명의 적은 표본을 대상으로 만들어졌기 때문에 해상도가 떨어진다는 것이다. 이 때문에 불확실도가 커지며 진단의 정확성 · 신뢰성에 영향을 미칠 수밖에 없다.

연구팀이 이번에 개발한 고해상도 뇌혈류지도는 약 1200cc의 뇌를 1.5cc 크기의 미세 조각들로 나눠 특정 뇌동맥이 막혔을 때 뇌의 어떠한 부위에 뇌경색이 발생하는지 통계적인 확률을 제공한다. 연구팀은 이번 연구를 통해 의료계에서 1백 년 가까이 사용 중인 기존 저해상도 뇌혈류지도에 중대한 오류가 있음을 밝혀냈다.

이번 뇌혈류지도는 특정 기간 11개 대학병원의 급성뇌경색 입원 환자 총 1,160명 전수의 MRI 데이터를 정량 분석해 개발했다. 병원마다 장비 · 측정방식 차이로 생기는 불확실성을 줄이기 위해 표준화 작업을 거쳤기 때문에 일선 병원에서 참조표준으로 바로 믿고 사용할 수 있다. 참조표준이란 측정데이터 및 정보의 정확도 · 신뢰도를 과학적으로 분석 평가해 공인함으로써 국가사회에 널리 사용되도록 마련된 자료이다.

동국대 일산병원 신경과 김동억 교수는 "고해상도 뇌혈류지도는 뇌경색의 원인 진단은 물론 재발 방지를 위한 약물 선택 시 정확도를 향상할 수 있다."며, "의료의 질 향상을 통한 비용 절감 및 국민 복지 증진에 이바지할 것"이라고 말했다.

KRISS 국가참조표준센터 최종오 센터장은 "1만 개 이상의 영상 슬라이스를 생산단계부터 동일한 기준으로 평가하여 완성한 참조표준"이라며, "표준화된 의료 빅데이터는 일반 진료는 물론 인공지능(AI) 진료의 신뢰성 또한 높일 수 있다."고 강조했다.

산업통상자원부 국가기술표준원 국가참조표준데이터개발보급사업의 지원을 받은 이번 연구 결과는 미국의학협회가 발행하는 국제 학술지 자마 뉴롤로지(JAMA Neurology)(IF 11.46) 최신호에 게재됐다. 고해상도 뇌혈류지도는 진료실에서 걸어두고 사용할 수 있도록 도판 형태로 제작돼 연내에 무료 배포될 예정이다.