뇌 MRI 영상에 AI 기술 접목해 뇌 위축 정도 정량화
[라포르시안] 지난달 미국 FDA가 18년 만에 처음으로 알츠하이머병 치료제를 승인하면서 치매에 대한 관심이 높아졌다.
우리나라 치매환자 증가율은 연평균 16%에 달할 정도로 가파르며 치매 유병률 역시 높아 65세 이상 노인의 10명 중 1명이 앓고 있다. 특히 국가 치매 관리비용은 2019년 연간 16.5조원에서 2040년 약 63.1조원까지 증가할 것으로 추산되는 만큼 대응책 마련이 시급하다.
치매는 초기 발견 시 증상을 완화 및 경과를 둔화시킬 수 있기 때문에 조기 발견이 중요하다. 하지만 치매는 조기 진단이 매우 어려운 질환이기 때문에 대응책 마련이 녹록치 않다.
우리 뇌는 인지기능 문제가 발생하기 전부터 신경퇴화로 인한 뇌 위축이 발생하기 시작하는데 이를 미리 발견하지 못해 치매를 진단할 수 있는 ‘골든타임’을 놓치는 경우가 많다. 신경퇴화로 인한 뇌 위축은 뇌 MRI 검사를 통해 어느 만큼 그 정도를 파악할 수 있다.
이처럼 뇌 MRI를 통한 치매 조기 진단 가능성이 확인된 가운데 국내 의료 인공지능(AI)기업 뷰노가 뇌 MRI를 기반으로 의료진의 치매 진단을 돕는 ‘뷰노메드 딥브레인’과 ‘뷰노메드 딥브레인 AD’ 상용화에 성공해 주목받고 있다.
뷰노는 세계 유수 임상 학회지에 발표한 연구논문을 통해 치매 진단 AI 기술력을 입증했다. 대표적으로 서울아산병원과 공동으로 미국신경영상의학회지(AJNR)에 지난해 12월 게재한 연구에서 뷰노의 AI 알고리즘의 치매 질환 예측 정확도를 확인했다.
연구 결과, 뷰노 알고리즘은 영역분할(segmentation) 및 분류(classification) 2단계 딥러닝 기술을 적용해 환자의 뇌 MRI에서 알츠하이머병 및 경도인지장애를 높은 정확도로 예측했다.
해당 알고리즘은 AUC(곡선하면적) 0.840-0.982로 알츠하이머병을 예측했고, AUC 0.668-0.870로 경도성인지장애를 예측해 우수한 성능을 보였다. 이처럼 우수한 연구역량을 기반으로 뷰노는 2019년 6월 ‘뷰노메드 딥브레인’의 식품의약품안전처 인허가를 획득해 상용화에 성공했다.
뷰노메드 딥브레인은 서울아산병원과 함께 한국형 AI ‘닥터앤서’ 사업 일환으로 개발됐는데 이는 해당 사업에서 최초로 식약처 인증을 획득한 사례이기도 하다.
이 솔루션은 뇌 MRI를 기반으로 뇌 영역을 100여개 이상으로 분할(parcellation)하고 주요 뇌 영역의 위축정도 정보를 제공한다.
뷰노메드 딥브레인은 의료진에게 뇌의 영역별 위축정도의 정상군 대비 비교수치와 이를 기반으로 계산한 뇌 나이 그리고 뇌 건강순위를 알려주기 때문에 치매 등 퇴행성 뇌질환 진단에 활용할 수 있다.
김상준 서울아산병원 영상의학과 교수는 “기억 장애 등 인지기능 장애를 호소하는 환자에서 본격적인 치매 증상이 나타나기 전 뇌의 영역별 위축정도 등 환자 상태를 정확하게 파악함으로써 치매 질환을 조기 진단하는데 도움을 줄 수 있다”며 “AI 기술이 임상 환경에서 의료진에게 치매 진단을 위한 다양한 보조적 정보를 제공해 궁극적으로 국가 치매관리에도 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.
한편, 국내 알츠하이머병은 전체 치매의 약 75%를 차지한다. 진단을 위해 뇌의 기능적인 변화를 확인하는 PET(양전자방출단층촬영) 검사를 시행한다. 하지만 PET 검사는 비용이 높고 시행하는 병원 또한 많지 않아 환자 접근성이 낮다는 한계가 있었다.
뷰노가 2020년 12월 허가를 획득한 ‘뷰노메드 딥브레인 AD’는 알츠하이머병에서 특이적으로 나타나는 뇌의 구조적 변화 및 질감을 분석하는 AI 기반 알고리즘으로 뇌 MRI를 분석해 알츠하이머병의 위험도를 점수로 제공하는 솔루션으로서 AUC 0.88 이상 우수한 알츠하이머병 진단 정확도를 입증했다.
뷰노메드 딥브레인 AD는 상대적으로 비용이 낮고 접근성이 높은 뇌 MRI를 기반으로 일관성 있는 알츠하이머병 가능성을 제시하기 때문에 알츠하이머병 조기 진단을 위한 비용효과적인 임상도구로 활용 가능하다.
정규환 뷰노 CTO(최고기술경영자)는 “뷰노메드 딥브레인 AD는 기존에 불가능하다고 여겨졌던 뇌 MRI를 기반으로 한 알츠하이머병 위험도를 확인할 수 있어 치매 진단과정을 혁신적으로 개선할 수 있는 솔루션”이라고 소개했다.
그는 “뷰노메드 딥브레인·뷰노메드 딥브레인 AD와 같이 우수한 성능을 입증한 두 솔루션을 필두로 뷰노의 AI 기술력이 막대한 사회적 비용과 삶의 질 하락을 초래하는 치매 문제를 해결하는데 보탬이 될 수 있도록 최선을 다할 것”이라고 말했다.