서울대병원, AI 활용 파킨슨병 증상 예측 가능성↑

파킨슨병 뇌심부자극기 이식수술 중 인공지능으로 미세전극 측정신호를 분석하면 향후 증상 호전 정도를 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

서울대병원 백선하·김희찬·선석규, 세종충남대병원 박광현 교수 연구팀은 뇌심부자극술을 시행받은 파킨슨병 환자 34명의 미세전극 측정 기록을 인공지능 딥러닝 기법으로 분석해 수술 후 임상적 결과를 예측한 연구를 22일 발표했다.

파킨슨병은 중뇌에 위치한 도파민 신경세포가 원인 모르게 정상인에 비해 약 70% 이상 소실돼 발생한다. 알츠하이머병 다음으로 흔한 대표적인 노인성 퇴행성 뇌질환으로 65세 이상은 100명 중 약 2명 비율로 관찰된다. 

연구팀은 미세전극을 통해 얻은 신호를 실제 수술 후 환자 상태를 호전 정도에 따라 나누고 인공지능 예측과 비교했다. 

양측에 뇌심부자극술을 시행했지만 각각의 전극이 신체의 좌우에 미치는 영향이 다를 것이라는 점에 착안해 인공지능 알고리즘 내에서 다중구조를 사용해 좌우의 비율을 다르게 적용했다. 

5:1과 6:1의 비율에서 가장 높은 예측정확도를 보였으며 최대 80.21%에 달했다. 실제 뇌신경 기저핵의 기능적 구조와 유사성을 보인 것이라고 연구팀은 전했다. 

백선하 교수(신경외과)는 “파킨슨병 환자에서 뇌심부자극술을 시행할 때 최적의 표적을 찾는 새로운 패러다임이 될 것”이라고 기대했다. 

김희찬 교수(의공학과)는 “뇌심부자극기 이식술의 예후 예측에 딥러닝 기법을 적용한 새로운 시도”라며 “앞으로 인공지능 기법을 활용한 더 많은 임상 의사결정 지원 시스템들이 개발될 것”이라고 전망했다. 

미세전극 측정 신호에 인공지능을 활용해 수술 결과 예측을 처음 시도한 이번 연구는 국제 학술지 ‘플로스원(PLOS ONE)’ 최근호에 발표됐다.