알츠하이머병 진단용 영상 정량적 분석 소프트웨어 개발

가천대 길병원 노영 교수, 아밀로이드 PET, 타우 PET, 뇌퇴행 등을 AI 알고리즘 이용해 분석

가천대 길병원(병원장 김우경) 신경과 노영 교수의 ‘알츠하이머병의 진단을 위한 융복합 영상 바이오마커의 정량적 분석 소프트웨어 개발’ 연구가 한국보건산업진흥원이 선정하는 ‘2022년도 보건의료 R&D 우수성과’로 선정됐다.

노 교수는 이 연구에서 알츠하이머병의 영상 진단 바이오마커를 의료 영상 분석 전문가 없이 빠르고 정확하게 정량 분석할 수 있도록 하는 파이프라인을 구축하고, ㈜휴런에 기술이전하여 3가지 소프트웨어 ‘Veuron-Brain-pAb’, ‘Veuron-Brain-pT’, ‘A-finder’를 개발했다. 

대표적인 퇴행성 치매질환인 알츠하이머병은 그동안 인지 기능 저하 등 병력 및 신경심리검사를 통해 임상적으로 진단하고 뇌 CT, MRI 등을 통해 구조적 이상 여부를 확인해왔다. 그러나 최근 들어 뇌에 축적되는 알츠하이머 병리 물질 및 기전에 기반한 근원적 치료법이 개발되면서, 아밀로이드, 타우, 뇌퇴행 등 알츠하이머 병리 물질 분석에 기반한 생물학적 진단이 중요하게 부각됐다.

아밀로이드, 타우 PET의 결과를 정확하게 정량분석하기 위해서는 의료영상 분석 전문가가 리눅스 기반의 고성능 컴퓨터를 이용해 최소 8시간 이상을 분석해야만 하고, 분석 이후에도 수작업으로 보정하는 작업을 거쳐야 하는 점이 한계로 작용했다. 

노 교수의 연구는 이러한 제약을 해결할 수 있는 혁신적인 개발로, 인공지능(AI) 알고리즘 기반의 소프트웨어가 아밀로이드 PET과 타우 PET을 15분~2시간 내외의 시간으로 정확하게 정량분석해 낼 수 있다. ‘Veuron-Brain-pAb’, ‘Veuron-Brain-pT’로 이름 붙여진 자동 정량화 분석 소프트웨어는 국내 최초로 개발된 PET 정량 분석 소프트웨어로, ‘Veuron-Brain-pAb’ 는 미국 식약처 premarket notification, 유럽 CE인증을 획득했다. 세 소프트웨어는 모두 국내 식약처 판매 허가를 획득했다.

뇌퇴행은 주로 뇌 MRI에서 뇌위축이 있는지 눈으로 확인하는데, 정상 노화 과정에 있어서도 뇌위축은 일어나기 때문에, 특히 초기 환자의 경우 나이에 비해 위축이 있는지 없는지 눈으로 확인은 어렵다. 뇌 MRI 분석 소프트웨어인 A-finder는 환자의 나이를 보정하여 뇌위축이 있는지 여부를 알려주고, 뇌의 어느 부위에 위축이 있는지 알려주어 퇴행성 뇌질환의 조기 진단에 도움을 준다. 또한 2번 이상 촬영한 MRI에서 환자의 뇌위축 속도가 나이에 비하여 정상에 속하는지 빠른지에 대한 정보를 주어 치매 예방 및 조기 진단, 관리에 필요한 정보를 주게 된다. 

노 교수는 “이 연구의 성과는 노인성 뇌질환 극복을 위한 최첨단 융복합 영상기기 기술개발 (11.74T MRI, 2세대 가변형 PET, MRI-PET 등) 및 임상서비스 플랫폼을 기반으로, 아밀로이드 PET, 타우 PET 및 MRI 융복합 영상을 이용한 ‘치매 진단 종합 솔루션’으로서 진단 뿐 아니라 환자의 현재 상태에 따른 정확한 위험 요소 층화 및 예후 예측에 이용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 

이번 연구는 보건복지부 및 한국보건산업진흥원에서 지원하는 연구중심병원 육성 R&D사업으로 수행됐다.