방사선 노출 없어···‘포터블 MRI’로 알츠하이머 진단 개선되나

고령사회를 넘어 초고령사회에 진입하는 국가가 많아지면서 뇌 질환인 알츠하이머 환자도 늘고 있다. 현재 예측으로는 2050년쯤이면 전 세계 환자 수가 1억 3900만명으로 증가해 치료와 관리가 더 큰 사회적 문제로 대두될 수 있다. 따라서 효과적인 예방, 치료법 개발은 물론 빠르고 정확하게 진단할 방법을 찾아야 한다.

알츠하이머병은 신체검사와 신경학적 검사, 정신상태 검사, 일상생활 기능 수준 검사, 혈액 검사, 뇌영상학 검사, 신경심리 검사 등을 통해 진단한다. 이중 뇌영상의학 검사를 위해서는 MRI나 양전자 방출 단층촬영(PET) 같은 고가 검사가 필요하다.

하지만 둘 다 알츠하이머 환자의 진단은 물론 치료 경과 확인을 위해 반복적으로 하기에는 부담스러운 검사다. 비용 문제를 제외해도 PET은 한 번 촬영 시 방사선 노출이 상당히 많은 편이고 MRI 역시 인지력이 떨어지는 노인 환자가 좁은 기계 속에 혼자 들어가 있어야 하는 부담이 있다.

하버드대 메사추세스 종합병원의 테일러 킴벌리 박사는 최근 주목받고 있는 새로운 진단 장치인 포터블 MRI 혹은 저자기장(Low field) MRI를 알츠하이머 환자의 진단과 경과 확인에 사용할 수 있는지 알아보는 연구를 진행했다.

초전도 자석을 사용하는 일반적인 MRI와 달리 포터블 MRI는 일반 자석을 사용해 부피가 작다. 자기장 세기가 일반 MRI의 절반 수준이라는 약점이 있지만, 반대로 그렇기 때문에 쇠붙이를 모두 제거하지 않은 상태에서도 사용할 수 있다. 다른 전기나 자기의 영향을 받지 않도록 가려야 하거나 격리할 필요가 없고, 응급실이나 중환자실로 기기를 이동시키는 데도 수월하다. 대신 자기장 세기에 맞게 머리, 손, 발 등 신체 일부만 촬영할 수 있다.

머리 부분만 찍으면 되는 알츠하이머병 진단에서 포터블 MRI의 최대 단점은 낮은 해상도다. 알츠하이머병의 진행 경과를 보여주는 뇌 변화를 정확히 진단하기 힘든 것이다. 연구팀은 저해상도 이미지를 고해상도 이미지로 바꿔주는 인공지능(AI) 기술을 도입해 이 한계를 극복했다.

연구팀은 54명의 경증 치매 및 알츠하이머 환자에서 포터블 MRI로 뇌 이미지를 머신 러닝(기계 학습) 기술을 통해 알츠하이머병 주요 지표인 뇌 해마(hippocampus)와 WMH(White Matter Hyperintensity)의 구조와 부피를 측정하는 데 성공했다. 연구팀에 따르면 포터블 MRI와 인공지능 이미지 처리 기술은 정확도에서 기존의 MRI와 거의 비슷한 정확도를 보여줬다.

간편하게 촬영하고 방사선 노출이 없어 반복 촬영해도 부담이 없는 포터블 MRI이 FDA 승인을 받으면 앞으로 알츠하이머 환자의 진단과 치료 경과 확인에 큰 도움을 줄 것으로 예상된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com