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AI 적용된 새로운 혈액 검사, 뇌종양 진단 가속화
등록일 : 2019-10-17 10:28 | 최종 승인 : 2019-10-17 10:28
허성환
뇌종양 진단을 가속화할 수 있는 새로운 혈액 검사가 개발됐다(사진=셔터스톡)

[메디컬리포트=허성환 기자] 뇌종양 진단을 가속화할 수 있는 새로운 혈액 검사가 개발됐다. 스코틀랜드의 스트래스클라이드대학이 개발한 이 검사는, 적외선과 인공지능(AI)을 활용해 혈액 샘플 내 생체신호에서 암 징후를 확인한다.

이번 연구에는 에든버러의 서부종합병원, 리버풀대학 및 리버풀 월튼 NHS 재단신탁 임상의 들도 참여했다.

열악한 뇌종양 진단

뇌암은 드물게 나타나긴 해도 전세계적으로 주요한 건강 문제 가운데 하나로 여겨진다. 이는 뇌종양으로 인한 결과가 대다수 부정적이기 때문이다. 

국립암연구소(NCI)에 따르면 올해 새롭게 발생한 뇌종양 및 다른 형태의 신경계 암 사례는 약 2만 4000건에 이른다. 이는 올해 추정된 전체 새로운 암 사례의 1.4%에 해당된다.

 

가장 중요한 것은 암으로 인한 생존율이 좋지 않다는 사실이다. 이같은 진단을 받은 이들 가운데 5년 생존율은 33%에도 채 미치지 못한다. 사망자는 1만 8,000명 가량으로 전체 암 사망자의 2.9%를 차지한다.

의학 뉴스 매체 메디컬 뉴스 튜데이는 뇌종양의 전망이 부정적인데는 매우 비특이적인 증상들이 있기 때문이라고 지적했다. 이들 조건은 다른 상태들과 구별하기가 힘들고 까다롭다.

에든버러대학의 수석 임상 강사이자 컨설턴트인 폴 브레넌 박사는, 이같은 진단의 어려움이 많은 환자들의 치료를 지연시키고 좌절감을 안긴다고 말했다. 

그는 "문제는 뇌종양의 증상이 두통이나 기억력 문제처럼 매우 비특이적이라는 것"이라며, 이에 의사들은 어떤 조건들이 뇌종양 가능성으로 이어지기 높은지 구별하기 힘들다고 말했다.

매체는 또한 1차 진료에서 환자의 상태를 선별할 수 있는 비용효과적인 검사조차 부재한다고 지적했다. 이에 진단을 받는 시간도 오래 걸리며, 결과까지 더욱 좋지 않다는 것이다. 이런 점에서 새로 발명된 혈액 검사는 정확하고 빠른 진단 가능성을 제시할 수 있어 긍정적이다.

진단 경로에서 뇌종양을 더 많이 발견하면, 환자 생존의 질을 크게 향상시키는 동시에 의료 서비스 비용도 줄일 수 있다(사진=셔터스톡)

혈액 검사를 통한 진단 가속화

연구팀이 개발한 새로운 혈액 검사는 간단하면서도 비침습적이며 비파괴적인 기술로 평가된다. 검사는 적외선을 사용해 혈액 샘플의 '생체신호'를 생성, AI를 통해 암의 징후를 찾는 방식으로 이뤄진다. 

연구팀은 적외선과 머신러닝 기술을 사용하면 광범위한 준비 없이도 혈액샘플의 생화학적 프로필을 분석할 수 있다고 강조했다.

연구팀은 검사의 효과를 확인하기 위해 104명으로 구성된 전향적 코호트 연구도 진행했다. 그 결과 뇌종양을 가지지 않은 사람과 뇌종양 환자를 구별하는 정확도는 87%에 달했다.

이와 관련 브레넌 박사는 의사들이 비특이정 증상이 있는 환자를 신속하게 식별할 수 있게 됐다며, 이는 긴급한 뇌 영상 촬영의 우선순위를 정하는데 도움이 될 것이라고 시사했다. 즉, 뇌종양을 앓고있는 사람들에게 더 빠른 진단과 치료 접근을 제공할 수 있다는 의미다.

다만 연구팀은 새로운 혈액 검사가 절대적인 진단을 제시하는 것은 아니라며, 단지 현재는 진단 정확도에 대한 조기 통찰력을 제공하는 수준이라고 말했다. 

그러나 과학 매체 사이언스데일리는 이들의 시스템은 심사 도구로서 진단 과정에 상당한 기여를 할 수 있을 것이라고 평가했다.

혈액 샘플에서 생체신호를 생성하는 프로세스와 관련해서는, 연구팀은 샘플에 적외선을 이용해 스캔, ATR-FTIR(attenuated total reflection-Fourier transform infrared) 분광으로 분석한 후 AI로 뇌종양을 진단한다고 말했다. 

이어 이 단계는 더 높은 처리량 분석을 지향하고 있어 임상 환경뿐 아니라 IR 분광학에서도 시사하는 바가 크다고 분석했다.

 

임상 경로

연구를 주도한 매튜 베이커 박사는 이번 결과가 혈액 검사의 효능을 최초로 시연한 것이라는 데 더 큰 의미를 뒀다. 사이언스 데일리 역시 진단 경로에서 뇌종양을 더 많이 발견하면, 환자의 생명과 생존의 질을 크게 향상시키는 동시에 의료 서비스 비용도 줄일 수 있다고 평가했다.

특히 이번 새로운 검사는 뇌종양 진단을 받는 인구 수가 지속적으로 증가하면서, 가능한 치료법 개발이 더욱 절박해지는 시점에 나온 것이라 더욱 의미가 깊다.

뇌종양 자선대사인 헤일리 스미스는 "새로운 검사가 뇌암에 대한 보다 빠르고 정확한 진단을 제공할 수 있다는 것을 알게 돼 매우 고무적"이라는 소감을 전했다. 그의 남편 매튜 역시 뇌종양을 진단받은 환자다.

매튜를 진단한 의사들은 뇌종양이 약 14년 동안 서서히 자라고 있었던 것으로 보이지만, 발작 후에야 뇌종양과 연관될 수 있는 증상을 보이기 시작했다고 말했다. 처음에는 이러한 증상이 편두통으로 잘못 오진됐다며, 새로운 테스트가 당시 가능했다면 진작에 발견됐을 것이라고 입을 모았다.

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