[오늘의 메디컬 핫뉴스] 뇌 연령 예측 플랫폼 개발
[오늘의 메디컬 핫뉴스] 뇌 연령 예측 플랫폼 개발
“심장대사증후군인 ‘당뇨’ 인종과 성별 상관없이 뇌 연령 증가 시켜”

심정지 후 정상회복 예측하는 혈액 바이오마커 규명
  • 이지혜
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  • 승인 2023.06.05 16:43
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[헬스코리아뉴스 / 이지혜] 딥러닝 기반의 뇌 연령 예측 플랫폼이 개발됐다. 당뇨 및 고혈압 같은 심장대사증후군이 뇌 연령 증가에 미치는 영향에 대해 성별 및 인종에 따라 다를 수 있다는 것이 확인됐다. 오늘의 메디컬 핫뉴스를 정리했다. [편집자 글]

딥러닝 기반 뇌 연령 예측 플랫폼 개발

고려대학교 구로병원 신경과 강성훈 교수
고려대학교 구로병원 신경과 강성훈 교수

딥러닝 기반의 뇌 연령 예측 플랫폼이 개발됐다. 고려대학교 구로병원 신경과 강성훈 교수 공동연구팀(삼성서울병원 신경과 서상원 교수, 미국 USC 김호성 교수)의 성과다. 

대사증후군이라고 불리는 심장대사증후군은 심혈관질환과 당뇨 등의 대사질환의 위험을 높이는 여러 가지 증상을 말하는데 대표적으로 당뇨병, 고혈압, 비만 등 다양한 질환들이 있다.

연구에 따르면 인종 및 성별에 따라 심장대사증후군 및 이와 관련된 치매의 유병률이 다르다고 알려져 있다. 특히 심장대사증후군과 이와 관련된 뇌혈관질환 발생은 동양인에서 높다고 알려져 있다. 그에 반해 인종 및 성별에 따른 심장대사증후군이 뇌 연령의 노화의 미치는 영향의 차이는 상대적으로 잘 알려져 있지 않다.

연구팀은 인종 및 성별에 따른 삼장대사증후군이 뇌에 미치는 영향력을 확인하고자 한국과 영국의 인지정상 대상자 1만 5662명(한국: 5759명, 영국: 9903명)의 뇌 MRI 촬영영상을 분석했다. 뇌 연령 예측을 위한 알고리즘을 개발하고, 심장대사증후군이 뇌 연령에 미치는 영향을 분석했다.

연구 결과, 당뇨는 인종 및 성별에 관계없이 BAI(뇌연령지표, Brain Age Index)를 증가시켰다. 고혈압의 경우 한국 남성을 제외한 나머지 군에서 BAI를 증가시켰으며 한국인에서는 여성이 남성에 비해 당뇨, 고혈압이 BAI에 미치는 영향이 컸으나 영국인에서는 성별에 따른 차이가 없었다.

강성훈 교수는“이번 연구를 통해 당뇨 및 고혈압 같은 심장대사증후군이 뇌 연령 증가에 미치는 영향에 대해 성별 및 인종에 따라 다를 수 있다는 것을 확인할 수 있었다”며 “특히 한국인 여성의 경우 당뇨 및 고혈압이 뇌 노화의 미치는 영향이 크다는 것을 고려할 때 심장대사증후군 관리 및 치료에 따라 뇌의 노화를 막는데 기여할 수 있을 것이다”고 말했다.

이번 연구 결과는 치매관련 유명학술지인 Alzheimer's Research & Therapy  최근호에 게재됐다.

 

심정지 후 정상회복 예측하는 혈액 바이오마커 규명

(왼쪽부터) 서울성모병원 응급의학과 윤준성 교수, 성빈센트병원 응급의학과 송환 교수
(왼쪽부터) 서울성모병원 응급의학과 윤준성 교수, 성빈센트병원 응급의학과 송환 교수

환자의 혈액 속 새로운 바이어마커를 이용해 회복 경과를 예측할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 

최근 심폐소생술의 활성화와 심정지 후 신경과 뇌 손상을 최소화하는 ‘목표체온조절 치료’가 확대 되면서 심장 기능이 정지된 환자의 생존율도 높아지고 있다. 하지만 의료진이 심정지 후 혼수상태인 환자가 다시 정상으로 깨어날 수 있을지 진단하는 것은 여전히 매우 어렵다.

목표체온조절 치료는 흔히 저체온치료라 불리는데, 심정지 환자의 심부(내부 장기나 근육) 체온을 낮춰, 신경과 뇌 손상을 최소화 해 환자 생존율을 높이고 신경학적 예후를 향상시킨다. 미국심장협회에서 2015년 가이드라인을 통해 심정지 후 자발순환이 회복된 환자에 목표체온을 32~36°로 설정해 치료하도록 권고하고 있다.

서울성모병원 응급의학과 윤준성(교신저자)·성빈센트병원 응급의학과 송환(제1저자) 교수 연구팀은 병원 밖 심정지 환자를 대상으로 새로운 혈청 표지자의 임상적 타당성을 검증하기 위해 전향적 연구를 진행했다. 2018년 8월부터 2020년 5월까지 서울성모병원, 충남대병원 응급실에서 병원 밖 심정지 후 목표체온조절 치료를 받은 100명의 환자가 연구에 포함됐다. 바이오마커의 예후 예측력을 측정하기 위해 입원당시, 24시간 후, 48시간 후, 72시간 후 각각 혈액을 수집했다. 

연구팀은 새로운 바이오마커로 타우(Tau) 단백질, 미세신경섬유경쇄(neurofilament light chain,NFL) 단백질, 신경교섬유질산성 단백질(glial fibrillary acidic protein, GFAP), UCH-L1 효소 (ubiquitin C-terminal hydrolase-L1)를 측정했다. 이후 전통적인 바이오마커인 혈청표지자 NSE(neuron-specific enolase), S-100B(S100 calcium binding protein)와 비교했다.

그 결과, 새로운 혈청 바이오마커의 곡선 아래 면적은 심정지 후 72시간에 가장 높았다. 심정지 후 72시간의 NFL은 100% 특이성을 유지하면서 나쁜 신경학적 결과를 예측하는 데 가장 높은 민감도(77.1%)를 가졌다. 즉, 새로운 바이오마커들로 병원 밖 심정지 후 목표체온조절 치료를 받은 환자의 신경학적 예후를 예측할 수 있었고 특히 심정지 후 72시간째에 예후 예측력이 가장 우수한 것을 확인했다.

윤준성 교수는 “심정지 후 의식이 없는 환자의 신경학적 예후를 예측하는 것은 매우 어렵지만 임상적으로 반드시 필요한데, 전통적인 바이오마커는 객관적 측정법이지만 단독으로는 신경학적 예후를 진단할 수 없다는 단점이 있어서 이 연구를 통해 새로운 바이오마커들이 임상적으로 사용될 수 있다는 가능성을 제시했다”고 연구의 의의를 밝혔다.

윤 교수는 “나쁜 신경학적 예후를 예측하는 것과 좋은 신경학적 예후를 예측하는 것이 모두 가능하다고 증명 된 만큼 향후 임상현장에서 적용된다면, 의료진들이 정상 회복될 환자를 빠르게 선별하는데 큰 도움이 되고 신속하고 적극적인 치료로 이어져 더 많은 혼수상태의 환자가 의식을 찾는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.  

송환 교수는 “심정지 환자의 예후 예측은 갑작스런 사고로 불안에 빠져있을 보호자들이 진료의 방향에 대해 판단을 내리는데 큰 도움을 줄 수 있다”며 “특히 바이오마커는 쉽게 접근 할 수 있는 도구로 이번 연구를 통해 그 임상적 가치가 인정된다면 의료진들과 보호자들에게도 큰 도움이 것”이라고 기대했다.  

이번 연구 결과는 중환자의학 분야의 저명한 국제학술지 ‘Critical Care’ 3월호에 게재됐다. 


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