간단한 흉부엑스레이 분석으로 심장색전성 뇌경색 조기진단
경제적이면서 정확도 높아, 뇌졸중 조기진단 핵심 검사법으로 기대↑
그간 심장검사를 해도 좀처럼 찾아내기 어려웠던 심장색전성 뇌경색이 인공지능기술에 힘입어 더욱 빠르고 정확한 진단이 가능해질 전망이다.
분당서울대병원 신경외과 및 의료인공지능센터 정한길·김택균 교수팀은 흉부방사선사진(흉부 엑스레이)을 분석, ‘심장색전성 뇌경색’을 진단하는 인공지능모델 개발에 성공했다고 밝혔다.
뇌졸중의 일종인 뇌경색은 뇌혈관이 막히면서 혈액공급이 차단돼 뇌가 손상되는 질환이다. 예고없이 발병해 즉각적으로 치료하지 않으면 영구적 뇌손상 등 심한 후유증을 남겨 조기진단·치료가 무엇보다 중요하다고 알려졌다.
특히 뇌경색은 뇌혈관 내 혈전으로 발생하기도 하지만 다른 곳에서 생성된 혈전이 온몸을 돌아다니다 하필 뇌혈관을 막아 발생하기도 한다. 이것이 바로 ‘색전성 뇌경색’이다.
이 중 심장색전성 뇌경색은 심장에서 나온 혈전에 의해 뇌혈관이 막히는 질환으로 심장 혈류에 이상이 있는 환자에서 발병률이 높다고 알려졌다. 이에 조기진단을 위해 심전도나 심장초음파 등 여러 검사를 시행하는데 문제는 이렇게 검사하더라도 뇌경색의 원인을 정확히 찾아내지 못하는 경우가 많다는 것이다.
이에 연구팀은 인공지능을 활용하기로 했다. 연구팀은 4000개 이상의 흉부방사선사진을 바탕으로 인공지능모델을 반복적으로 훈련·검증했으며 7개의 병원에서 외부 검증을 통해 안정성과 우수성을 확인, 마침내 흉부엑스레이를 분석하는 것만으로 심장색전성 뇌경색을 진단할 수 있는 딥러닝 모델 ‘ASTRO-X’를 개발하는 데 성공했다.
연구팀에 따르면 ASTRO-X는 심장 혈전이 주로 발생하는 좌심방 부위를 중심으로 2차원 X-ray 영상을 분석, 육안으로 보이지 않는 미세한 차이까지 구분해 심장색전성 뇌경색을 진단할 수 있다. 무엇보다 흉부 엑스레이검사가 비교적 간단하고 저렴한 편인 데다 알고리즘의 정확도도 뛰어나 향후 기존 검사법을 보완 및 대체할 수 있을 것이란 평가다.
정한길 교수는 “현장에서 뇌신경계 중환자들을 진료하면서 조기 진단이 가능하다면 뇌졸중으로 고통받는 환자를 크게 줄일 수 있다는 점을 항상 느낀다”며 “뇌경색을 비롯해 뇌졸중의 원인에 대한 조기진단율을 높이기 위해서는 보다 경제적이면서도 높은 정확도의 검사법이 필요한데 인공지능이 이를 위한 핵심적인 역할을 할 것”이라고 밝혔다.
김택균 교수는 “심장색전성 뇌경색을 흉부 방사선사진만으로 조기에 진단할 수 있다면 항응고요법과 심장질환 치료를 통해 후유증을 최소화할 수 있다”며 “이번 발표한 인공지능 모델을 더욱 발전 및 보완한다면 뇌졸중 진료과정에 도입돼 많은 환자에게 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 전했다.
한편 이번 연구결과는 ‘The Lancet’의 자매지인 국제저널 ‘EBioMedicine’에 게재됐다.
