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초기 진단 어려운 폐암, 숨만 쉬면 ‘전자 코’로 초간단 진단

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분당서울대병원·ETRI 연구팀
'호기가스 폐암 진단법' 선봬
초기 진단 어려운 폐암, 숨만 쉬면 ‘전자 코’로 초간단 진단

국내 연구진이 숨만 쉬어도 폐암 여부를 판단할 수 있는 검사법을 개발했다.

분당서울대병원 흉부외과 전상훈 교수(사진)팀은 한국전자통신연구원(ETRI) 이대식 박사팀과 공동으로 이 같은 '호기가스 폐암 진단 검사법'을 개발했다고 25일 밝혔다. 호기가스는 내쉬는 호흡인 '날숨'을 의미하는 것으로, 폐 속의 암세포가 만들어내는 휘발성유기화합물을 센서가 분석해 알려주는 방식이다.

폐암은 증상이 나타날 때쯤에는 이미 수술이 어려울 정도로 진행돼버린 경우가 많고, 말기에 이르기 전까지 증상이 거의 없는 환자의 비율도 적지 않다. 전 교수는 호흡과 관련한 단백질인 '시토크롬 P450 혼합산화효소'가 폐암 환자에게서 활성화되면 특정한 휘발성유기화합물의 분해를 가속하고, 이를 검출하면 폐암을 진단할 수 있을 것이라는 가정으로 연구를 시작해 이를 '바이오마커'로 만드는데 성공했다.

연구팀은 폐암 환자 37명과 정상인 48명의 날숨을 채취하고, 이를 ETRI가 개발한 '전자 코'(Electronic nose)에 내장된 다양한 화학 센서로 데이터화했다. 이번 연구에 적용된 전자 코는 폐암 환자 판별에 적합한 데이터를 추출할 수 있도록 스스로 학습하는 기계학습모델을 도입해 점차 스스로 최적화하는 인공지능(AI) 시스템을 구현했다.


데이터 분석 결과 폐암 환자의 날숨은 수술 전 약 75%의 정확도로 건강한 성인의 날숨과 구별됐고, 폐암 수술을 받은 후에는 점차 정상인과 유사한 결과를 보였다. 건강한 성인의 경우 93.5%가 시간에 따른 호기가스의 변화가 없이 일정한 값을 나타냈으며, 수술로 암 조직이 제거되면 암세포가 발생시키는 휘발성유기화합물이 정상인 수준으로 감소하는 것으로 확인됐다.
전상훈 교수는 "현재 폐암 진단을 위해 사용하고 있는 엑스선 검사나 컴퓨터단층촬영(CT) 등 영상검사는 방사선 노출과 비용 부담, 조영제 부작용 등 위험도가 적은 환자에게도 시행하기에는 부담이 되는 부분이 있다"며 "이번 연구를 통해 인체에 해가 없고 호흡을 분석하는 것만으로도 폐암의 가능성을 판단할 수 있는 검사법의 적용 가능성을 열었다"고 말했다.

이번 연구결과는 국제 학술지 '센서 & 액츄에이트'(Sensors & Actuators; B. Chemical)에 게재됐다.

남도영기자 namdo0@dt.co.kr


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