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[E-헬스통신] 치료 어려운 뇌질환, 차세대 의료기기 기술로 극복

뇌졸중 후 편마비 치료 기술·치매 예측 빅데이터 개발

 

국내 연구진이 난치성 뇌 질환 치료에 효과적인 치료 방법을 개발해 의료기기 상용화 기대감을 높였다.

4일 업계에 따르면 국내 연구진이 뇌졸중에 의해 나타난 편마비, 치매 예측 관련 솔루션을 개발하는데 성공했다.

 

한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소 바이오닉스연구단 김형민 박사팀은 저강도 집속초음파 뇌자극 기술로 뇌졸중 모델 쥐의 소뇌 특정 영역을 자극, 뇌신경 손상을 일부 회복하고 편마비 운동장애를 치료하는 데 성공을 거뒀다.

 

뇌졸중은 암, 심장질환과 함께 3대 사망 원인 중 하나로 3분의 1은 사망에 이르고 3분의 1은 영구적 장애를 갖게 된다.

 

영구적 장애를 막기 위해서는 뇌졸중 발생 후 조기 재활치료가 중요하다.

 

뇌졸중 약물치료는 뇌를 보호하는 혈액-뇌 장벽(BBB)에 의해 약물이 뇌 조직으로 통과하지 못하는 문제로 큰 효과를 거두지 못하고 있으며, 이를 해결하기 위해 뇌의 다양한 위치를 자극해 재활 효과를 높이는 연구가 진행되고 있다.

 

연구팀은 사람이 들을 수 있는 영역대 이상의 고주파를 뇌 특정 영역 수 ㎜ 안에 집중시킬 수 있는 고해상도 비침습 뇌자극 방법으로 뇌졸중 모델 쥐의 소뇌를 자극, 편마비에 의한 운동장애 재활치료를 가속하는 기술을 개발했다.

 

이 연구는 급성 뇌졸중의 경우 병변이 있는 대뇌 손상 부위와는 떨어져 있으나 기능적으로 연결된 소뇌에서 이차적인 혈류 저하와 대사저하가 관찰된다는 이전 연구들을 바탕으로 한 것이다.

 

연구진이 뇌졸중 모델 쥐에서 저강도 집속초음파로 수술이나 침 삽입 없이 대뇌 손상 부위와 기능적으로 연결된 소뇌 부위를 자극한 결과 편마비에 의한 앞뒷다리 마비가 2주만에 정상 수준을 회복한 것으로 나타났다.

 

또 4주 동안 초음파 자극을 받은 실험군이 대조군보다 향상된 운동 능력을 유지하고 뇌부종 역시 감소하는 것으로 확인됐다.

 

연구팀은 이 기술은 뇌심부 영역을 초음파로 수 ㎜ 정확도로 자극하는 기술로 기존 침습적인 뇌심부 자극의 한계를 극복하고 비침습적 방법으로 뇌졸중 후 편마비에 의한 운동장애 치료 가능성을 열었다는 의의가 있다고 설명했다.

 

김형민 박사는 "연구에서 확인된 뇌신경 재활 효과가 사람에게 적용되려면 사람의 뇌졸중과 유사한 동물 모델을 통한 추가 검증이 필요하고 초음파 뇌자극 기술의 안전성에 대해서도 장기적인 추적 연구가 이뤄져야 한다"고 말했다.

 

국내에서 한국인 표준뇌지도 작성 및 뇌영상 분석 알고리즘을 개발하고 이를 적용한 치매 예측의료기기를 개발해 식품의약품안전처 인증을 얻었다.

 

 

 

조선대 치매국책연구단은 최근 치매 조기예측 기술 개발을 위해 지난 5년간 60세 이상 1만여명을 대상으로 신경심리검사, 유전체검사 등 치매 정밀검진을 진행, 치매위험군을 선별해 아시아 최대 규모의 표준화된 바이오·의료 빅데이터를 확보했다.

 

현재 가장 정확한 치매 진단 방법은 자기공명영상(MRI)으로 뇌를 촬영, 정상 뇌와 비교해 이상 여부를 확인하는 것으로 육안으로는 세밀한 부분의 점검이 어려워 정밀분석이 가능한 기술을 개발할 필요가 있다.

 

해외에서는 뇌영상 분석용 소프트웨어를 활용하고 있으나 서양인 표준뇌 기준이어서 한국인 특성과 맞지 않고 영상 분석도 자동화돼있지 않아 국내에 도입해 의료현장에서 지속해서 활용하기에 어려움이 있다.

 

연구단은 또 정상으로 판별된 한국인 1천명 이상의 뇌를 정밀 MRI로 촬영, 연령대별 남·여 표준뇌지도를 작성하고, 표준뇌지도와 환자 영상자료를 자동으로 비교·분석해 치매 여부를 확인할 수 있는 알고리즘을 개발했다.

 

연구단은 인포메디텍에 한국인 표준뇌지도와 뇌영상 분석 기술을 이전하고 인포메디텍은 이를 토대로 치매를 조기 예측할 수 있는 의료진단보조시스템(CDSS) '뉴로아이(NeuroAI)'를 개발해 식약처부터 의료기기 인증(2등급)을 받았다.

 

연구단은 "이 성과로 초기 알츠하이머병에 동반되는 미세한 뇌손상을 식별할 수 있어 알츠하이머성 치매 조기예측에 핵심적 역할을 할 것"이라며 현재 서울대병원 등 국내 6개 주요 대학병원에서 시범서비스를 진행 중이라고 설명했다.

 

치매연구단 이건호 교수는 "치매환자의 뇌 영상과 한국인 연령별 표준뇌지도를 비교, 치매 조기예측·진단의 객관성과 정확성을 높일 수 있다"며 "한국 등 동아시아인에 최적화된 치매 예측기술이라는 점에서 향후 중국 등 아시아 국가들과의 협력 및 기술수출도 기대된다"고 말했다.​

 

2018-10-04

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