김중선 연세대 세브란스병원 심장내과 교수, 하진용 세종대 전자정보통신공학과 교수, 차정준 고려대 안암병원 교수 연구팀은 OCT(광간섭단층촬영) 영상 정보를 활용한 기계학습 기반의 FFR(분획혈류예비력) 예측 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 

관상동맥은 심장에 산소와 영양분을 공급하는 혈관으로 좌우 두 갈래로 나뉘어 심장 전체를 둘러싸고 있다. 관상동맥 질환이 발생하면 좁아지거나 막힌 혈관을 넓히는 치료를 해야 한다. 이때 비수술적 치료법으로 스텐트 삽입술을 가장 많이 시행한다. 협착 정도가 심하면 정확한 스텐트 삽입을 위해 혈관 조직 내 미세구조를 영상화하는 영상진단방법 OCT 검사와 함께 혈압 정보를 확인하는 FFR 검사를 추가로 시행한다.

OCT는 혈관 내 카테터를 삽입해 동맥경화 병변을 고해상도 영상으로 촬영하는 정밀 진단하는 영상진단검사다. FFR 검사는 압력 센서가 부착된 압력철선을 삽입해 막힌 혈관 전후의 혈압을 비교해 관상동맥의 협착 정도를 기능적으로 평가한다.

연구팀은 좌전하행지를 대상으로 OCT 진단검사 결과를 기계 학습(Machine Learning)시켜 FFR 값을 예측할 수 있는 진단기술을 개발한 바 있다. OCT 진단검사 한번으로 정확한 허혈 진단과 생리기능적 평가를 통합 제공할 수 있는 기술이다.

연구팀은 모든 관상동맥에 적용이 가능한 범용 모델을 개발하기 위해 세브란스 심장혈관병원에서 관상동맥중재술을 받은 환자 130명을 대상으로 연구를 진행했다. 130명 환자의 356개 관상동맥(좌전하행지 130, 좌회선지 110, 우관상동맥 116) 중 284개의 관상동맥 병변에 대해 OCT 값과 FFR 값을 측정하고 병변 데이터를 활용해 관상동맥 범용 기계학습 모델을 개발했다.

김중선 교수는 “OCT 검사 후 머신러닝에 의해 FFR 값을 1~2분 안에 예측할 수 있는 기술을 통해 시간을 다투는 임상현장에서 환자의 부담과 부작용을 줄일 수 있을 것으로 기대된다”며 “추후 더 많은 임상 데이터를 활용해 임상현장에서 널리 사용할 수 있는 기술로 발전시킬 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다.

강정규 서울건진센터 교수, 장유수, 류승호 데이터관리센터 교수 (왼쪽부터)

관상동맥 석회화로 인한 심혈관 질환 사망 위험도가 중·장년층보다 45세 미만의 젊은 층에서 더욱 높다는 연구 결과가 발표됐다. 관상동맥 석회화가 심혈관 질환의 주요 위험 인자라는 것은 기존 연구를 통해 잘 알려져 있었지만, 연령별로 어떠한 차이를 보이는지에 대해서는 구체적으로 보고된 바가 없었다. 

강정규 성균관의대 강북삼성병원 서울건진센터 교수, 류승호·장유수 데이터관리센터 교수 연구팀은 2010년~2020년 사이에 강북삼성병원 건강검진센터에서 관상동맥 CT를 촬영한 성인 160,821명 대상으로 관상동맥 석회화 점수와 심혈관 질환의 사망 위험도에 대해 분석했다. 

연구팀은 45세 미만의 젊은 층과, 45세 이상의 중·장년층으로 나누어 관상동맥 평균 5.6년간 추적 관찰을 시행했다. 그 결과 45세 이상의 중·장년층의 경우, 관상동맥 석회화 점수가 0인 그룹에 비해서 관상동맥 석회화 점수가 100점을 초과하는 그룹에서는 사망위험도가 8.57배, 300점을 초과하는 그룹에서는 사망위험도가 6.41배 증가했다.

반면 45세 미만의 젊은 연령층의 경우 관상동맥 석회화 점수가 0인 그룹에 비해서 관상동맥 석회화 점수가 100점을 초과하는 그룹에서는 사망위험도가 22배, 300점을 초과하는 그룹에서는 사망위험도가 74배 증가해 젊은 연령층의 사망위험도가 훨씬 높은 것으로 나타났다.

강정규 강북삼성병원 서울건진센터 교수는 “이번 연구는 젊은 연령층에서 발생하는 관상동맥 석회화의 동맥경화 진행 속도가 빠르다는 것을 의미한다”며 “젊은 나이에 발생한 동맥경화는 나이가 들어서 발생한 동맥경화보다 더욱 위협적일 수 있다”고 밝혔다. 

이어 “젊은 연령층 또한 관상동맥 석회화 예방을 위해 건강한 식습관, 규칙적인 운동, 금연, 금주 등 생활 습관 관리를 해야 하며, 본인이 동맥경화 위험군이라면 관상동맥 석회화 CT 등을 통해 심혈관 질환의 위험성을 정밀하게 평가해 예방적 약물 치료가 도움이 될지 확인하는 것이 좋다”고 덧붙였다. 

김진성 서울성모병원 신경외과 교수가 최근 스위스 베른에서 의료진을 대상으로 척추 내시경 수술법에 대해 설명하고 있다.

코로나19 팬데믹이 점차 해결되고 방역 지침이 완화되자 세계 각국에서 척추내시경 수술법을 전수받기 위한 전세계의 의료진들로부터 김진성 교수에 대한 초청이 쇄도하고 있다. 척추내시경 분야의 세계적 권위자인 김진성 서울성모병원 신경외과 교수는 최근 유럽의 의료진들을 대상으로 수술법을 전수했다. 

김 교수는 스위스의 베른, 아로사, 독일의 뮌헨에서 유럽 전역에서 모인 척추 정형외과, 신경외과 의료진들을 대상으로 강의와 토론 그리고 첨단 인체 모형을 이용한 내시경 수술 시연을 가졌다. 이번 김 교수의 강의와 교육에는 스위스, 독일, 터키, 폴란드, 이탈리아, 우크라이나, 에티오피아 등의 의료진들이 참여했다.

김진성 서울성모병원 신경외과 교수는 이미 글로벌 학회에서 가장 잘 알려진 최소침습 척추 내시경 수술 분야 전문가이다. 유럽이나 미국 등 서방 선진국에서 교수 개인의 일정에 맞춰 여러 도시를 돌며 그랜드 투어 강의와 교육을 할 수 있도록 하는 것은 한국의 의료진의 수준이 얼마나 대단한지를 엿볼 수 있는 사례라 할 수 있다. 

한편, 김 교수는 세계에서 가장 큰 척추학회인 북미척추외과학회(NASS)에서 거버넌스 위원회 등 여러 중요한 보직을 수행하고 있고 AOSpine의 내시경 교육 프로그램의 주요 의장, 미국최소침습척추학회(SMISS) 국제 의장, 주요 국제 학술지(Global Spine Journal, Neurospine) 편집위원 등을 맡고 있다. 또한 국내에서는 대한척추신경외과, 최소침습척추수술학회 등에서 이사진으로 활동하고 있으며 서울성모병원 의료기기 센터장으로서 주요 정부과제(국산의료기기 교육훈련 지원센터, 환자중심 의료기술 최적화 연구사업 등)를 수행 중이다.