※이 글은 세계 최대 의료기기전시회 MEDICA에 게재된 글을 재인용했습니다. [원문 보기]
한 연구팀이 미국 국립보건원(NIH)으로부터 약 100만 달러를 지원받아 인간의 뇌 스캔에서 맥락막 신경총을 3차원으로 측정하는 AI 기반 솔루션을 개발했다. 이 프로젝트는 뇌와 척수 기능에 중요한 역할을 하는 구조에 대한 이해를 높이는 것을 목표로 한다.
뇌척수액(CSF)은 뇌와 척수를 순환하며 영양분을 공급하고 노폐물을 제거하며 뇌를 완충하는 중요한 수분성 액체다. CSF의 주요 공급원은 뇌강 내에 고도로 분지된 구조인 맥락막 신경총이다. 사람마다 4개의 맥락막 신경총이 있는데, 크기는 작지만 신경 건강에 필수적이며 알츠하이머와 같은 질병과 관련이 있다.
이미지용 AI 기반 측정 도구. 사진=MEDICA
DZNE의 연구팀은 인간의 뇌 스캔에서 '맥락막 신경총'을 3차원적으로 측정하는 AI 기반 방법을 개발하기 위해 약 100만 달러의 연구비를 지원받았다.
이미지 분석 분야 AI 전문가이자 DZNE의 연구 그룹 리더인 마틴 로이터 교수는 이 프로젝트 총괄 책임자다. 노동 집약적이며 오류 발생이 쉬운 수동 분할의 문제점을 극복해 뇌 스캔 시 맥락막 신경총을 자동식별·측정하는 AI 방식을 개발하는 것이 이번 프로젝트의 목표다. 로이터 교수는 “자동화된 정밀 측정은 질병의 진행 과정과 정상적 뇌 변화를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것”이라 말했다.
뇌의 디지털 '해부'
이번 프로젝트에는 약 700명의 참가자의 데이터를 포함하고 있다. 또한 NIH의 휴먼 커넥톰(Human Connectome) 프로젝트 및 기타 출처의 3차원 뇌 자기공명영상(MRI)을 분석도 포함된다. 기존의 뇌 분할을 위한 컴퓨터 알고리즘은 맥락막 신경총에는 부적합하다. 연구팀은 약물 임상시험이나 DZNE의 라인란트의 노화 연구와 같이 다수가 참가하는 연구에 필수적인 대규모 뇌 MRI 데이터 세트를 효율적이고 안정적으로 평가할 수 있는 완전 자동 도구를 개발하는 것을 목표로 하고 있다.
DZNE는 미국 기관, 특히 하버드의대 부속기관인 보스턴의 베스 이스라엘 디코니스 메디컬 센터와 협력할 예정이다. 5년동안 진행되는 이 프로젝트는 예제 데이터로 학습된 고급 AI 기반 소프트웨어를 통해 MRI 스캔에서 맥락막 신경총을 인식할 수 있는 알고리즘을 개발할 예정이다.
향후 애플리케이션 및 오픈 소스 소프트웨어
로이터 교수는 해당 디지털 도구가 연구에 널리 활용되기를 희망하고 있다. 그는 “이 도구가 다양한 해상도의 데이터와 다양한 유형의 뇌 스캐너에서 생성된 데이터와 함께 작동하도록 설계할 예정이다. 또한 DZNE에서 개발한 뇌 MRI 분석을 위한 오픈 소스 FastSurfer 프로젝트 내에서 소프트웨어를 무료로 사용할 수 있도록 할 계획"이라고 말했다.
더 많은 글로벌 의료 산업 소식은 MEDICA가 정기 발행하는 매거진을 통해 확인할 수 있다. MEDICA는 독일 뒤셀도르프에서 개최되는 국제 의료기기 전시회로, 세계 최대 규모의 행사다. 지난 해 69개국 5400개 사가 참가하고 166개국 8만3000명이 방문했다. 2024년의 경우 국내에서 약 310개 사 이상 참가한다.
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