■ 세계 최고기술 중입자 치료기 국내 도입한다

서울대병원은 도시바-DK메디칼솔루션 컨소시엄과 31일, 중입자치료센터에 구축될 암 치료용 중입자가속기 계약 체결식을 가졌다.

서울대병원은 지난해 과학기술정보통신부·부산광역시·기장군 사업주관기관으로 선정돼, 부산시 기장군 중입자치료센터를 2024년 말부터 운영할 예정이다.

이번 계약 체결식은 코로나19로 화상 시스템을 통해 원격으로 진행됐다. 

중입자가속기는 탄소를 빛의 속도에 가깝게 가속한 빔을 암세포에 조사하는 치료기기다. 현재 전 세계에서 단 12개 센터만 활용하고 있다. 높은 종양 살상능력으로 기존에 치료할 수 없었던 난치성 암의 치료가 가능하다. 정상세포를 최대한 보호하는 동시에 암세포에만 대부분의 방사선량을 전달해 부작용을 현저히 감소시킨다.

폐암, 간암, 췌장암, 재발성 직장암, 골육종 등 주요 고형암에 효과적이다. 일례로 중입자 치료 시 폐암 5년 생존율은 15.5%에서 39.8%로 세 배 가까이 늘었다. 기존 방사선 치료 시 2~3주에 걸쳐 수십차례 병원을 방문했으나 중입자 치료는 초기 폐암의 경우 단 1회만으로 치료한 사례가 있는 등 치료횟수가 12회 이내로 줄어들었다. 치료시간도 준비시간을 포함해 30분 정도로 짧다.

기장 암센터에 구축될 중입자가속기는 중입자 빔의 전달 속도와 범위를 뜻하는 선량율과 조사야 크기가 세계 최고이다(선량율: 4 Gy/L/min, 조사야: 30cm× 40cm). 또한, 최첨단 소형 초전도 회전 갠트리를 적용했다. 회전 갠트리는 환자 주변을 360도 회전할 수 있어 어느 각도에서나 자유롭게 빔을 조사할 수 있다. 이전에는 빔 노즐이 고정돼 중입자선을 투여하기 위해 환자의 몸을 돌려야만했다.

기존에 사용하던 회전 갠트리는 길이 25m, 지름 13m, 무게 500톤으로 건물 5층 높이에 해당하는 큰 공간을 차지하는 단점이 있다. 그러나 이번에 서울대병원이 계약한 기기는 초전도 자석을 이용해 크기(지름 11m)와 무게(280톤)를 획기적으로 줄였다.

서울대병원은 기존 중입자가속기의 에너지 빔으로 쓰이는 탄소 뿐 아니라 헬륨을 더해 두 가지 이온원으로 치료와 함께 연구도 병행할 예정이라고 전했다.

■ 서울성모병원, 국가 바이오 빅데이터 구축 시범사업 협력기관 지정

가톨릭대 서울성모병원이 최근 본관 4층 유전진단검사센터에서, ‘국가 바이오 빅데이터 구축 시범사업’ 현판식을 가졌다. 

이번 현판식은 최근 서울성모병원이 국가 바이오 빅데이터 구축 시범사업의 희귀질환 협력기관(서울·수도권 거점병원)으로 지정돼 개최하게 됐다. 

국가 바이오 빅데이터 구축 시범사업은 의학적 목적을 위해 국민의 유전정보 데이터를 모으고 분석하는 연구 프로그램으로, 한 사람의 유전자와 수 많은 사람들의 유전자를 분석하고 비교하면, 유전적으로 발생하는 질병에 대한 원인 규명과 예측을 통해 치료법을 가장 빨리 찾을 수 있는 방법이기도 하다. 

바이오 빅데이터 연구 고도화 및 맞춤 의료 구현을 위해 관계부처(보건복지부, 과학기술정보통신부, 산업통상자원부) 공동 추진의 정책지정 연구사업으로 바이오 빅데이터 수집 및 활용체계의 토대를 세우며, 이 사업의 첫 걸음으로 희귀질환자 모집을 통해 임상정보와 유전체 데이터를 구축한다.

2021년까지 2년간의 시범사업을 통해 자발적 동의 및 참여를 바탕으로 2만 명 이상의 임상정보 · 유전체 데이터를 구축하여 산학연병 연구, 희귀질환자 진단에 참고할 예정이며, 부처 합동 약 150억원의 연구비가 지원될 예정이다.(본원 외 15개 희귀질환 협력기관 지정)

김명신 유전진단검사센터장은 “이번 시범사업 선정에 따라 서울성모병원의 우수한 연구력과 경쟁력이 강화될 것이며, 바이오 빅데이터 구축을 통해 정밀의료 기반의 우수한 의료서비스가 제공될 것”이라고 말했다.

■ 여의도성모, ‘나프로 임신법’ 출산 성공 100건 달성

난임극복의 새로운 대안인 ‘나프로(Napro)임신법’으로 출산 100건을 달성했다.

가톨릭대 여의도성모병원이 지난 2016년 1월 국내에서 처음으로 나프로 임신법 도입 후 2017년 3월 첫 출산에 이어 지난 8월 21일(금)부로 출산 100건을 달성했다. 

출산 100번째 주인공은 신종환(35), 김혜선(35)씨 부부. 올해 결혼 3년차인 김씨는 두 차례 습관성 유산을 겪은 후 산부인과 이영 교수(나프로임신센터장)의 권유로 2019년 7월부터 나프로 임신을 시도, 그 해 12월에 임신에 성공했다.

이후 지속적인 나프로 차트 관리를 통해 김씨에게 황체기 결함이 있음을 발견한 의료진은 김씨에게 임신 직후부터 호르몬 요법을 시행, 유산방지 치료 및 임신유지 관리에 초점을 맞췄다. 이후 지난 8월 21일 자연분만으로 3.59kg의 건강한 남아를 출산했다.

김씨의 산전관리와 출산을 담당했던 산부인과 길기철 교수는 “짧은 자궁경부와 조기진통으로 인해 순탄하지 않은 임신과정을 겪으면서도 잘 견뎌 준 산모와 아기에게 감사하다”고 밝혔다.

조미진 간호사는(나프로임신센터 프렉티셔너) “김씨는 나프로임신법 기본교육 후 나프로 차트를 통해 본인의 가임기를 잘 이용해 임신에 성공한 케이스”라며  “나프로임신법은 생리시작일 기준이 아닌 수정추정일 산출을 통해 정확한 임신주수 확인이 가능하므로 생리주기가 불규칙한 경우에도 임신사실과 태아 발달 현황을 정확하게 확인 할 수 있다”고 밝혔다.

■ 인공지능으로 ‘자폐’ 증상과 심각도 예측한다

뇌영상 빅데이터를 활용한 '딥러닝'으로 자폐 스펙트럼 장애(ASD)의 증상과 심각도를 예측할 수 있다는 것이 확인됐다. 이번 연구에 따라 ASD 환자들 진단과 예후에 따른 맞춤형 치료가 가능할 것으로 기대되고 있다.

세브란스병원 소아정신과 천근아 교수(연세자폐증연구소장)와 KAIST 바이오및뇌공학과 이상완 교수(신경과학-인공지능 융합연구센터장) 연구팀은 ASD의 뇌영상 빅데이터를 활용해 자폐의 증상과 예후를 예측할 수 있다고 최근 밝혔다.

천근아·이상완 교수 연구팀은 세브란스병원에 구축된 3~11세 ASD 환자 84건의 MRI 빅데이터와 국제컨소시엄으로 구축된 1000여 건의 자폐증 환자 MRI 빅데이터를 활용해 MRI 영상으로 자폐의 진단과 예후를 예측할 수 있는 딥러닝 모델을 개발했다.

연구팀은 공간 변경 네트워크(Spartial Transformer Network, STN)와 3D 컨볼루션 신경망(convolutional neural network, CNN)을 활용한 모델을 구축하고, MRI 빅데이터를 학습시켰다.

이렇게 구축된 모델에 클래스 활성화 매핑 기법을 적용해 형태학적인 특징을 추출하고 이를 뇌영상에 투영시키는 방식으로 분석했다. 더 나아가 인자들간의 관계 분석을 위해 강화학습 모델의 일종인 회귀형 주의집중 모델을 학습시켰다.

분석결과 뇌의 기저핵을 포함한 피질 하 구조가 자폐 심각도와 관련이 있음을 확인했다.

천근아 교수는 “자폐스펙트럼장애를 진단함에 있어 뇌 영상 자료는 아직까지 의사들 사이에서 활용가치가 높지 않다는 인식이 보편적인데 이번 연구를 통해 자폐의 하위 증상과 심각도 사이에 뇌영상에서 차이가 있다는 것을 확인했다”며 “이번 연구는 다양한 임상표현형과 심각도를 지닌 자폐증 환자들에게 개별 맞춤 진단과 예후를 예측하는데 의미를 가진다”고 말했다.

이상완 교수도 “진료 현장에서 자폐를 진단하고 연구하는데 구조적 연관 후보를 제공할 수 있게 됐다”며 “이번 연구결과로 자폐 진단에서뿐만 아니라 앞으로 의사나 관련 전문가들이 인공지능을 활용해 복잡한 질병을 이해하고 더 많이 활용할 수 있게 될 것”이라고 설명했다.

한편, 이번 연구결과는 ASD 아동들의 뇌영상 빅데이터를 이용한 국내 최초의 AI연구성과로, 국제전기전자기술자협회(IEEE)에서 발행하는 저널인 IEEE 엑세스(Access) 온라인판에 게재됐다.

■ 한림대동탄성심병원, 투석 혈관 치료 최소화 위해 모니터링 시스템 구축

한림대학교동탄성심병원 2018년 투석혈관센터를 개소하고 불필요한 투석 혈관 치료 최소화를 위해 의료진, 간호사 환자 간의 유기적인 소통을 이루는 투석 혈관 모니터링 시스템을 구축했다.

모니터링 시스템을 통해 의료진은 적극적인 신체검진 및 건강보험 급여화로 접근성이 높아진 혈관초음파검사를 이용해 포괄적인 진단을 내리고 치료방향을 결정하고 간호사는 혈액투석치료를 받는 환자의 상태를 세심하게 관찰하고 문제를 조기에 발견한다. 환자 또한, 평소 지속적으로 교육받은 주의사항을 바탕으로 자신의 혈관 상태를 누구보다 잘 알도록 하고 있다.

이재진 투석혈관센터장은 “이곳 센터의 목표는 혈관투석으로 고통 받는 환자를 이해하고 이러한 고통에서 자유롭게 만드는 것”이라며 “팀 접근을 통해 한 번의 혈관조성술로 투석 혈관의 기능을 가능한 오랜 기간 유지시키기 위해 노력하고 있다”고 말했다.

또한, 한림대동탄성심병원은 혈액투석을 받는 환자는 주 3회씩 투석을 받아 1년에 약 300회 주사바늘에 노출되어 투석 혈관 관리가 가장 중요하다고 강조했다.

최선령 한림대동탄성심병원 신장내과 교수는 “동정맥루나 인조혈관 부위가 눌리지 않도록 항상 주의하고, 환자 스스로도 자신의 혈관에 대한 기본적인 평가 방법을 익히고 관찰하는 것이 필요하다”고 말했다.

최 교수는 투석 혈관이 망가져 반복적으로 혈관 성형술을 받는 환자들에게도 “잦은 혈관성형술은 혈관벽이 두꺼워지는 내믹비후 등의 합병증을 가속화시켜 오히려 투석 혈관의 생명을 단축시킬 수 있기 때문에 치료에 세심한 주의가 필요하다”고 당부했다.