[헬스코리아뉴스 / 임대현] 한양대학교병원 비뇨의학과 조정기 교수팀이 병원에서만 진단 가능한 요실금, 빈뇨 등 하부요로증상을 일상생활 내에서 시간과 공간적 제약 없이 진단할 수 있는 ‘스마트 진단법’을 개발했다.
고령층에서 흔히 발생하는 질환으로 알려진 하부요로증상(요실금, 야간 배뇨, 잔뇨 등)은 20세 이상 전 세계 인구의 약 절반 가량인 45.2%에서 발병하는 흔한 질환이며 최근에는 40대 이상 젊은 층에서도 발병율이 늘고 있다.
특히, 요실금이나 절박뇨 등이 심하면 숙면을 방해하거나 일상생활에서 낭패를 보는 경우가 많아 삶의 질을 크게 떨어뜨린다.
하지만 하부요로증상의 진단은 최고요속, 소변시간, 소변량, 잔뇨량을 측정해 종합적으로 판단하기 때문에 정확한 진단을 받으려면 병원을 방문해 요속검사나 요역동학검사 등을 시행해야 한다.
병원에서 시행하는 요속검사나 요역동학검사는 시간이나 공간에 따른 불편함과 수치심 등을 느끼게 되는 경우도 종종 발생한다.
이런 환자들의 어려움을 고려해 조정기 교수팀은 한양대학교 기계공학과 박준홍 교수팀과 함께 장단기기억 딥러닝 알고리즘(Long Short-Term Memory, LSTM)을 설계해 기존 요속검사를 대신하는 모델을 개발했다.
조 교수팀은 하부요로증상을 앓고 있는 27명(여성 2명, 남성 25명)을 대상으로 이 알고리즘을 통해 소변의 최고요속, 소변시간, 소변량을 소리와 파동으로 변환하여 분석한 결과 실제 환자들이 요속검사를 했을 때의 데이터와 약 94% 이상 일치하는 결과를 얻었다.
조정기 교수는 “이번에 개발된 모델은 기존 요속검사보다 다양한 환경과 소음의 영향을 적게 받아 거동이 불편한 환자들의 활동범위 내 공중화장실이나 요양원 등에서도 적용이 가능하다”며 “집에서도 하부요로증상의 정확한 진단이나 이상 증상을 조기에 파악할 수 있도록 정밀한 수정을 더해 조만간 어플이나 디바이스 등으로 개발할 예정”이라고 말했다.
조 교수는 또 한양대학교 기계공학과 박관규 교수팀과 함께 잔뇨량의 효과적이고 편안한 측정을 위해 복부에 착용하여 지속적인 방광 모니터링이 가능한 잔뇨 측정 ‘웨어러블 방광 스캐너 시스템’도 개발했다.
기존에 잔뇨량 측정은 병원을 방문해 도뇨관 삽입법이나 초음파를 통해서만 진단이 가능하고 지속적인 변화를 측정하기 위해서는 병원을 여러 번 방문해야 하는 불편함이 있었다.
조 교수는 “이 시스템으로 소변의 양과 배뇨시간 및 방광의 수축력과 복압 등을 연구한 결과 실제 임상에서 사용하고 있는 기기들과 비교해 유사한 정확도를 보였다”면서 “이번 연구들을 통해 검사가 어려운 고령층, 요양병원에 있는 어르신들이나 장애가 있으신 분들의 하부요로증상 진단과 치료에 기여할 수 있는 어플이나 디바이스 등의 디지털치료제가 빠른 시일내에 개발될 것”라고 말했다.
조 교수팀의 연구결과는 세계적 학술지인 『MDPI Sensors, 인용지수=3.576』 온라인판에 ‘음향 신호를 사용한 하부요로증상 신경망에 의한 방광 비움 패턴 분류(Classification of Bladder Emptying Patterns by LSTM Neural Network Trained Using Acoustic Signatures)’, ‘방광 용적 추정을 위한 미래 지향적 초음파 웨어러블 스캐너 시스템(Forward-Looking UltrasoundWearable Scanner System for Estimation of Urinary Bladder Volume)’라는 논문으로 게재됐다.
