‘뇌 건강나이’로 뇌경색의 악화 및 회복을 미리 안다 - 전국 5,035명의 뇌경색 환자의 빅데이터로 신뢰성 입증

‘뇌 건강나이’로 뇌경색의 악화 및 회복을 미리 안다 - 전국 5,035명의 뇌경색 환자의 빅데이터로 신뢰성 입증

 

2016-11-10

 

 

‘뇌 건강나이’로 뇌경색의 악화 및 회복을 미리 안다
- 한국인 허혈뇌지도 통해 뇌 건강나이 추정할 수 있어 -
- 전국 5,035명의 뇌경색 환자의 빅데이터로 신뢰성 입증 -

한국인 사망원인 3위(1위 암, 2위 심장질환/2016년 통계청)이자 단일 질환 사망률 1위인 뇌졸중*. 뇌혈관이 막혀 뇌 조직이 괴사하는 뇌경색은 뇌졸중의 원인 중에서 가장 큰 비중을 차지한다.

    * 뇌졸중 : 뇌혈관에 문제가 생겨서 막히거나 터져서 뇌 세포가 망가지는 병의 통칭. 뇌혈관이 막혀서 생기는 뇌경색, 터져서 생기는 뇌출혈이 뇌졸중의 원인이다.

국내 연구진이 뇌경색이 발병하기 전의 뇌 MRI 영상에서 관찰되는 만성 뇌 허혈(혈류가 부족한 상태)병변으로 뇌경색이 걸렸을 때 악화 및 회복의 정도를 예측할 수 있음을 증명하였다.

한국표준과학연구원(KRISS, 원장 직무대행 박상열) 국가참조표준센터와 동국대 일산병원, 분당 서울대병원 등 전국 11개 대학병원이 함께 만든 한국인 허혈뇌지도를 이용하여 판정한 ‘뇌 건강 나이’로 뇌경색의 예후를 예측할 수 있음이 증명되었다.

  ◦ 이번 연구 결과는 국제학술지 브레인(Brain, IF-10.103)에 2017년 1월에 게재될 예정이다.

허혈뇌지도란 만성적인 뇌의 혈류 순환장애로 인한 뇌허혈 손상의 정도를 등급화한 표준자료다. 환자는 뇌 MRI 영상을 촬영한 후 뇌지도와 비교해보면 자신의 만성 허혈성 뇌손상이 ‘100명 중 몇 등(한국 뇌경색 환자 기준)’에 해당하는지 알 수 있다. 또한 연령대 별로 제공되는 허혈뇌지도를 참조하면 만성 허혈성 뇌손상과 관련한 ‘뇌 건강나이’도 추정할 수 있다.

  ◦ 뇌경색이 발병하지 않은 일반인도 MRI를 촬영 후 한국인 뇌허혈 뇌지도를 이용하면 만성 뇌허혈 점수 계산을 통하여 뇌 건강 나이를 알 수 있다.

  ◦ 만성 허혈성 뇌손상은 뇌경색 환자뿐만 아니라 평소 별다른 증상이 없는 사람의 MRI에서도 흔히 관찰되며 뇌경색의 발생 위험도를 잘 반영한다.

연구팀은 뇌경색 발병 전 평소 뇌허혈 점수가 100명 중 81~100등인 환자가 1~20등인 환자에 비해 뇌경색의 크기가 같더라도 증상이 악화될 가능성이 약 1.5배 증가함을 밝혀냈다. 또한 퇴원 후 3개월까지 회복 정도도 약 30 % 감소하는 것으로 나타났다.

그리고 3개월 후 뇌경색 후유증으로 인한 장애정도를 분석한 결과, 평소 뇌허혈 점수가 1~20등 환자에 비해 21~40등, 41~60등, 61~80등, 81~100등인 환자들의 예후가 더 나쁠 가능성이 각각 30 %, 40 %, 70 %, 100 % 가까이 크게 증가하는 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 이번 결과를 얻기 위하여 2014년 제작한 한국인 허혈뇌지도를 바탕으로 전국 11개 종합병원에 입원한 5,035명의 급성 뇌경색 환자의 MRI 영상 빅데이터 분석을 실시하였다.  

  ◦ 2014년 한국인 허혈뇌지도를 제작할 때는 2,699명의 뇌경색 환자 데이터를 사용했지만, 허혈뇌지도의 정확성을 증명하는 이번 연구에서는 5,035명이라는 방대한 데이터 축적 및 적용을 통해 신뢰성을 높였다.

동국대 일산병원 신경과 김동억 교수는 “뇌졸중은 한국인 6명중 1명에게 발생하며 사망률과 영구 장애율이 매우 높아 예방이 무엇보다 중요하다.”며 “한국인 허혈 뇌지도는 뇌경색 환자의 예후를 예측하는데 활용할 수 있을 뿐만 아니라 뇌경색 발생을 사전에 예방하는 데도 활용 할 수 있다.”고 말했다.

KRISS 국가참조표준센터 채균식 센터장은 “한국인 허혈뇌지도는 우리나라 뇌졸중 환자의 진단을 위해 촬영한 MRI 영상을 체계적으로 수집하여 데이터의 신뢰도를 평가한 후 뇌졸중 진료에 특화된 방식으로 제정된 참조표준자료”라며 “생산단계에서부터 관리된 의료 빅데이터 기반 참조표준으로서 국민 복지향상에 크게 기여할 것이다.”라고 강조했다. 

  * 참조표준 : 측정데이터 및 정보의 정확도와 신뢰도를 과학적으로 분석 평가하여 공인함으로써 국가사회에 널리 사용되도록 마련된 자료 (국가표준기본법 제16조).

한편 이번 성과는 산업통상자원부 국가기술표준원, 보건복지부, 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었고, 교신/책임 저자 동국대일산병원 신경과 김동억 교수, 분당서울대 신경과 배희준 교수, 제1저자 동국대일산병원 신경과 류위선 교수를 포함 30명의 저자가 참여하였다.  

붙임 1. 참고자료 : 연구 결과 문답(Q&A)
붙임 2. 참고자료 : 연구 성과 관련 사진 및 설명
붙임 3. 참고자료 : 국가참조표준 설명자료

붙임1
참고 자료 : 연구 결과 문답 (Q&A)

‘한국인 허혈뇌지도’는 무엇인가?

한국인 허혈뇌지도는 만성적인 뇌의 혈류 순환장애로 인한 뇌허혈 손상의 심한 정도를 등급화한 표준 자료다. 뇌 MRI를 촬영하여 뇌지도와 비교하면 자신의 만성 허혈성 뇌손상이 ‘100명 중 몇 등’(한국 뇌경색환자 기준)에 해당하는지 알 수 있다. 특히 연령대 별로 제공되는 뇌허혈 뇌지도를 참조하면 만성 허혈성 뇌손상 관련 ‘뇌 건강나이’도 추정이 가능하다.

한국인 허혈뇌지도는 2011년부터 10개월간 전국 11개 대학병원에 ‘처음 생긴 급성 뇌경색’으로 입원한 2,699명 환자 전수를 대상으로 뇌 MRI (약 6만 장 분량 사진) 자료를 표준 뇌 템플릿에 옮기고 환자 개개인의 뇌혈관 위험인자를 분석하여 얻은 결과물이다. (2014년 처음 공개)

한국인 허혈뇌지도는 ‘한국인 뇌MR영상 국가참조표준데이터센터’ 홈페이지(www.brainmr.com)를 통해 누구나 사용 가능하며, 전국 대학병원을 비롯한 110여개 병의원에 배포하여 뇌질환 진단 시 참고자료로 활용하고 있다.

허혈 뇌지도가 왜 필요한가?

지금까지는 MRI 검사 후 만성 허혈 뇌손상이 발견되면 그 심한 정도를 ‘없다 / 조금 있다 / 많다 / 아주 많다’ 등으로 판독할 수밖에 없었다. 이로 인해 의사와 환자 간 의사소통과 환자 맞춤형 진단/치료에 한계가 있었다. 하지만 허혈 뇌지도를 사용함으로써 뇌경색 환자의 체계적인 치료가 가능해졌을 뿐만 아니라 객관적인 수치를 통해 환자의 상태를 말해줌으로써 환자-의사 간 소통도 효율적으로 이뤄지며 환자의 치료 순응도도 높일 수 있다.

2014년 연구성과와 무엇이 다른가?

2014년에는 한국인 허혈뇌지도를 개발한 것이고, 이번에는 허혈뇌지도가 임상적으로 효과가 있음을 국제적 학술지를 통해 입증한 것이다. 5000명이 넘는 환자의 빅데이터를 분석한 결과 허혈뇌지도를 통해 계산된 뇌 건강 나이가 뇌경색의 예후를 예측하는데 도움이 된다는 것이 증명되었다.   

허혈 뇌지도의 데이터는 신뢰할 수 있는가?

한국인 허혈뇌지도는 한국표준과학연구원 국가참조표준센터가 주관하여 한국인 뇌MR영상 데이터센터와 함께 뇌졸중 전공 신경과 전문의, 영상의학과 전문의, 의료통계학자, 뇌영상 관련 의료 산업전문가, 측정 및 표준 전문가들로 구성된 기술위원회에서 데이터의 신뢰도와 정확도를 검증한 국가 표준데이터를 토대로 제작되었다.

붙임2
참고 자료 : 연구 성과 관련 사진 및 설명

▲ 한국인 허혈 뇌지도 (참조표준도판, 2014년 개발)

한국인 허혈 뇌지도는 뇌경색 환자의 뇌 MRI에서 관찰되는 만성 허혈성 뇌병변의 분포와 크기를 컬러(사진 속 빨간색)로 보여준다. 이를 통해 우리나라 뇌졸중 환자 기준으로 백분위 석차 (100명 중 몇 등에 해당하는지)를 신속하게 판정할 수 있다. 또한 연령대 별로 제공되어 있어 뇌혈류순환 관련 ‘뇌 건강나이’도 추정할 수 있게 된다.
 

▲ 동국대 김동억 교수가 한국인 허혈뇌지도를 뇌졸중 환자 진료에 활용하고 있는 모습

 
▲ 한국인 허혈 뇌지도 활용 사례

붙임3
참고 자료 : 국가참조표준 설명자료

한국표준과학연구원에 설립된 센터로 과학, 기술, 산업 활동에서 생산되는 모든 측정데이터 및 정보를 과학적으로 분석･평가하여 정확도와 신뢰도를 공인함으로써 국가사회의 모든 분야에서 널리 지속적으로 사용되도록 물리, 화학, 금속재료, 보건의료, 생명공학 등 다양한 분야의 국가참조표준데이터를 제정하고 있다.

1. 참조표준이란?

참조
표준

 과학, 기술, 산업 활동에서 생산되는 모든 측정데이터 및 정보를
 과학적으로 분석･평가하여 정확도와 신뢰도를 공인함으로써 국가
 사회의 모든 분야에서 널리 지속적으로 사용되도록 마련된 자료
 (물리화학적 상수, 공인된 물성 값, 공인된 과학기술 데이터 및 통계 등)
 (국가표준기본법 제3조)

※ 참조표준 (standard reference data)은 성문표준 (document standard), 측정표준 (measurement standards)과 함께 3대 국가표준 (national standards)의 하나임. 

2. 참조표준의 중요성
□ “참조표준”은 산업‧기술 데이터의 정확도‧신뢰도 평가를 통해 관련 연구개발‧산업현장에서 활용가능하도록 공인된 데이터로써,
   * 반도체용 가스물성, 원자력 등 첨단 기술데이터, 한국인 경동맥 두께, 지역별 일조량 등
 ㅇ 유사 시험‧연구에 참조할 수 있어 중복실험 방지로 인한 국가적 시간‧비용 절감이 가능
   * 중복실험에 따른 경제적 손실이 연간 800억원에 이를 것으로 추정(‘10년 기준)

□ ‘정부 3.0’이 공공데이터의 개방‧공유를 통한 일자리 및 신성장 동력 창출의 중요성을 강조함에 따라,
 ㅇ 국가적으로 생산된 산업‧기술 데이터의 체계적 관리와 활용이 중요
   * 정부출연연‧대학 등 80개 기관이 보유한 110여개의 DB에 대해 활용도 파악이 안됨
 ㅇ 보건의료분야 빅데이터의 활용을 통한 국민보건 증진 및 경제손실 예방