(2분 읽기)
훈련된 AI와 스마트폰 용 특수카메라로 1분 이내 촬영.
저렴하고 신속한 진단 가능.

망막 이미지로 파킨슨병 조기 발견 가능.
뇌 손상은 망막 혈관의 미묘한 변화로 조기에 알 수 있다.

미묘한 징후 :
눈 검사를 통해 파킨슨병을 조기에 발견할 수 있다.
질병의 초기 단계에서도 망막 이미지로 읽을 수 있는 망막의 작은 혈관에 변화가 발생한다. 첫 번째 테스트에서 적절하게 훈련된 AI 시스템은 이런 기록을 기반으로 초기 단계에서 파킨슨병을 인식할 수 있었다. 

▲ 망막에 있는 작은 혈관의 크기와 분할은 파킨슨병 발병의 초기 징후를 알려줄 수 있다. © Radiological Society of North America

파킨슨병은 알츠하이머병에 이어 두 번째로 흔한 신경 퇴행성 질환이다.
전 세계적으로 6백만 명이 넘는 사람들이 앓고 있다. 환자에서는 뇌에서 도파민 생성 신경 세포가 점차적으로 소멸한다. 그 결과 손이 떨리고 근육이 뻣뻣 해지고 움직임이 느려진다.
이 질병은 종종 불특정한 증상으로 불편을 예고한다. 영향을 받은 많은 사람은 처음에 수면 장애, 후각 장애 또는 위장 문제로 고통받는다.

그러나 파킨슨병은 일반적으로 뇌 손상이 훨씬 진행되어 더이상 되돌릴 수 없을 때 진단되는 것이 문제다. 이것이 연구자들이 혈액 검사와 같은 더 나은 조기 발견 방법을 오랫동안 찾고 있는 이유다.

눈에서 조기 발견

게인즈빌(Gainesville)에 있는 플로리다 대학의 막시밀리안 디아즈(Maximillian Diaz)가 이끄는 연구팀은 최근 파킨슨병의 조기 발견을 위한 또 다른 접근법을 개발했다.

이에 대한 출발점은 파킨슨병에 의한 신경 저하로 인해 안구 뒤의 망막이 얇아지고 망막의 혈관이 수축한다는 사실이었다.

이러한 징후는 현미경으로 조기에 알아볼 수 있지만 많은 경험과 비교 옵션이 필요하다.
이를 더 쉽게 하려고 과학자들은 SVM(Support Vector Machine)이라는 자가 학습 알고리즘을 사용했다. 그들은 먼저 파킨슨병 환자 그룹과 건강한 대조군의 망막 이미지로 AI 시스템을 훈련한 다음 시스템이 아픈 사람들의 이미지를 독립적으로 식별할 수 있는지 테스트했다.

AI 시스템은 신호를 식별한다

인공 지능이 실제로 파킨슨병에 전형적인 망막 혈관의 변화를 확인할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이 정맥 네트워크의 조영 강화 패턴을 기반으로 시스템은 파킨슨병 환자의 망막 혈관의 병리학적 감소를 인식했다.

"이 연구의 가장 중요한 발견은 눈의 이미지로 뇌 질환이 진단되었다는 것이다"고 Diaz는 요약한다. "이것은 뇌의 문제를 찾기 위해 뇌의 다른 이미지를 보는 전통적인 접근 방식과는 매우 다르다."

저렴하고 빠른 프로세스

Diaz와 그의 동료에 따르면, 이 절차는 파킨슨병의 조기 발견에 결정적인 역할을 할 수 있다. 새로운 접근 방식에 필요한 모든 것은 안과에서 일반적으로 사용되는 장비로 촬영한 망막 이미지이기 때문이다. 특수 렌즈가 장착된 스마트 폰으로 사진을 찍을 수도 있다.
반대로 자기공명영상(MRT) 및 핵의학 기술과 같은 전통적인 영상화 방법은 더 복잡하고 비용이 많이 든다.

“1분 이내에 촬영할 수 있는 단순한 눈 이미지다”고 Diaz는 강조했다. "우리가 이것을 연간 검사로 만들어서, 더 많은 사례를 더 빨리 발견할 수 있기를 바란다. 그러면 파킨슨병을 더 잘 이해하고 질병의 진행을 늦출 수 있는 치료법이나 방법을 찾는 데 도움이 될 것이다."
(RSNA 2020 – 106th Scientific Assembly and Annual Meeting)
출처: Radiological Society of North America

[더사이언스플러스] "No Science, No Future"

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]