벼락처럼 찾아와 후유증 남겨… 뇌MRI 등 '첨단기술'로 잡는다

#. 2030년 5월, 68세 남성 A씨가 갑자기 말이 어눌해지고, 오른쪽 팔다리에 힘이 빠진다고 하자 가족들은 119에 연락했다. 도착한 구급차는 컴퓨터 단층촬영기(CT)가 설치된 차량이어서 현장에서 검사가 바로 이뤄졌고, 검사 결과는 뇌혈관질환 전문 당직 의사에게 곧바로 전송됐다.

이렇게 전달받은 검사 결과는 실시간 분석이 이뤄져 뇌의 이상 유무는 물론 인공지능을 활용해 뇌병변이 의심되는 영역이 의사의 모니터에 자동으로 떠올랐다.

무엇보다 현재 최적의 치료 방법에 대한 제안이 실시간으로 함께 제공됐다.

환자의 상태를 좀 더 확인할 필요를 느낀 의사는 영상 통신으로 환자의 상태를 추가로 살피고, 간단한 진찰도 시행했다.

구급차 내에서 측정된 혈압, 맥박 등도 함께 전송됐다. 의사는 CT검사와 원거리 진찰을 통해 응급 혈관재개통술이 필요하다는 판단을 내렸다. 의료인 인적네트워크를 통해 하필 인근 병원에는 당장 시술이 가능한 혈관중재시술이 가능한 의사가 없다는 걸 알게 됐다. 그나마 원격혈관조영술이 가능한 가장 가까운 병원을 수소문해 환자를 옮겼다. 해당 병원 수술장에 누운 환자를 다른 도시의 원격 혈관중재시술 전문의가 혈관중재로봇을 이용해 뇌혈관의 혈전을 제거하는 시술을 진행한 끝에 A씨는 큰 후유 장애 없이 무사히 일상을 회복했다.

A씨 사례는 현재 기술로 충분히 구현한 것들이다. 서우근 삼성서울병원 신경과 교수는 "최근 뇌졸중 발생후 초급성기 치료 분야에서 다양한 발전이 이루어지고 있다"면서 "뇌졸중은 기술적 진보가 특히 중요한 질환으로 꼽힌다"고 23일 설명했다.

■첨단 기술 필요한 뇌졸중

뇌졸중은 전세계 사망률 2위 질환이다. 심한 경우 운동마비나 언어장애와 같은 심각한 후유증을 유발하기 때문에 본인과 가족, 더 나아가 사회적 비용이 막대한 질환이기도 하다. 첨단 기술이 꼭 필요한 분야로 꼽힌다.

느닷없이 찾아오는 병의 특성이 첫 번째 이유다. 많은 환자들은 흔히 폭탄을 안고 산다고 불안해 한다. 의사 입장에서도 언제 올지 모를 환자를 기약없이 기다려야하는 실질적 어려움이 있다. 게다가 다른 질환과 달리 뇌MRI 등 영상검사에 진단을 의지하는 경우가 대부분이라는 점도 첨단기술 개발이 활발한 이유다.

서 교수는 "뇌질환에 정통해 영상분석이 가능한 전문인력은 제한적이고, 앞으로도 충분한 인원을 확보하기는 더욱 어려울 것"이라며 "기술적 진보는 최선의 치료를 제공하기 위해 필수불가결한 요소가 될 것"이라고 했다.

이에 삼성서울병원은 뇌졸중의 첨단 기술과 관련한 연구 개발을 활발하게 진행하고 있다. 서 교수에 따르면 인공지능을 이용한 뇌영상분석을 통해 복잡한 MRI 영상으로부터 병변을 자동적으로 추출해 내거나 급성 뇌경색 환자에서 혈전영상에서 혈전의 원인을 예측하는 기술을 개발해 현장 적용 중이다. 영상정보만으로 최적의 치료 방침을 제시하는 등의 알고리즘을 쓰기도 한다.

서 교수는 "뇌 자기공명혈관조영술(MRA)을 자동으로 분석해 원인질환을 예측하는 시스템도 있다"고 설명했다.

동양인에서 많이 발생하는 뇌내혈관의 질환을 자동으로 진단하기 위해 MRA 정보를 넣으면 인공지능이 이 병변을 죽상동맥경화나 모야모야병 등의 원인을 자동으로 분석해 주는 알고리즘이다. 미국보건의료정보관리시스템협회(HIMSS)가 주관하는 데이터분석 시스템의 성숙도를 평가하는 인증(AMAM, Adoption Model for Analytics Maturity)에서 실증 사례로 꼽혔다.

■AI와 로봇이 돕는 뇌졸중 치료의 미래

지난 2019년 10월에는 세계 최초로 뇌동맥류 환자를 대상으로 로봇을 이용한 혈관중재시술이 성공하자 관련 분야가 급성장했다.

서 교수는 "로봇을 활용한 뇌혈관 중재시술은 임상시험 형태로 빠르게 확산 중"이라며 이러한 성장의 배경에는 인공지능이 있다고 설명했다.

최근 뇌졸중에서 인공지능은 특정 질환만 아니라 다양한 목적으로 활용할 수 있는 '파운데이션 모델'로 진화하고 있다.

서 교수가 개발 중인 모델이 그렇다. 서 교수는 최근 국가에서 지원하는 연구비를 통해 뇌혈관질환을 가진 환자의 다양한 정보를 종합하고 실시간으로 모니터해 환자의 예후나 치료효과를 예측하고 활용하기 위한 종합적인 인공지능 모델을 개발 중이다. 뇌졸중 발병 후 후유장애가 남은 환자에게 스마트워치로 혈압, 맥박, 하루 활동량을 측정하고, 스마트폰 카메라가 얼굴을 인식해 뇌혈류량과 안면 마비 등을 자동 검사해 초기 뇌졸중의 재발을 조기 경보해 주는 모델이다.

그는 "뇌졸중 환자를 실시간으로 관리해 뇌졸중 재발의 위험도를 낮추고 전반적인 건강을 관리하기 위한 인공지능을 개발하는 게 목표"라고 설명했다.

서 교수는 이 외에도 "최첨단의 새로운 기술들이 실제 뇌졸중 환자에서 적용되기 시작하고 있다"면서 암분야에서 적용되던 유전약물학을 이용해 뇌졸중 환자에게 가장 적합한 약제를 선택하거나, 세포배양 등 바이오치료제를 개발하는 임상시험도 소개했다.

이어 그는 "인공 지능이 뇌졸중 치료에 더욱 깊숙이 관여하게 되면 뇌혈관 질환으로 고통받고 있거나 위험에 노출돼 있는 많은 환자들에게 큰 희망이 될 수 있으리라 기대된다"고 말했다.

[e-mail] 강규민 기자