성빈센트병원 재활의학과 임성훈 교수팀, AI 뇌 분할 분석법 적용 경두개 직류자극 치료(tDCS) 효과 확인
가톨릭대학교 성빈센트병원 재활의학과 임성훈‧유연지‧윤미정 교수와 부천성모병원 재활의학과 임선‧박혜연 교수, 서울성모병원 재활의학과 박혜정 교수가 AI 기반의 뇌 분할 분석법을 적용한 개인 맞춤형 경두개 직류자극 치료(tDCS)의 효과를 분석한 결과 이 같은 사실이 밝혀졌다.
경두개 직류자극 치료(tDCS)는 두피 위에 위치한 전극을 통해 뇌 표면에 약한 직류자극을 보내 신경세포의 자발적인 활성을 일으켜 뇌 기능을 정상화하고 증상을 완화시키는 뇌 신경조절치료법으로, 뇌졸중 환자 및 최소의식장애 환자 등 뇌손상 환자에게 유용하다.
기존의 경두개 직류전기자극 치료는 뇌를 겉에서 잰 크기를 바탕으로 뇌 자극 위치를 선정하는 블라인드 방식의 10-20 시스템이 활용되고 있는데, 이 접근법은 대략적인 위치를 자극하기 때문에 목표지점으로 전류가 가지 않거나 약하게 가 치료 효과가 떨어질 수 있다는 한계점이 있다.
이에 임성훈 교수팀은 앞서 뉴로핏 이지연 석사‧김동현 박사 연구팀과 같이 개발한 딥 러닝 기능을 활용한 새로운 뇌졸중 뇌 분할 분석법을 뇌영상치료계획 소프트웨어 뉴로핏 테스랩( Neurophet tES LABNEUROPET tES LAB)에 적용하고, 치료 효과를 확인했다.
그 결과, 뇌 영상을 활용한 AI 기반 개인 맞춤형 뇌 신경조절치료법은 시뮬레이션을 통해 뇌 자극 위치와 전류값을 정확하게 계산하고 선정해 정밀한 자극이 가능하며, 뇌에 전달되는 자극(전기량)이 기존 대비 20% 상승하는 것으로 나타났다.
임성훈 교수는 “MRI 기반으로 한 AI 경두개 직류자극 치료는 뇌의 자극에 따른 전기적 흐름과 자극량을 최대치로 구현할 수 있어 환자에게 부작용은 최소화하는 안전하고 효과적인 치료법”이라며 “이번 연구를 통해 AI 기반 개인 맞춤형 경두개 직류전기자극(tDCS) 치료의 필요성과 기존 대비 치료 효과의 우수성을 확인했다.”고 말했다.
한편, 임성훈 교수는 현재 한국연구재단과 중소벤처기업부 및 강원도청의 지원 아래 의식장애 환자의 의식회복을 위한 경두개 직류자극 치료에 대한 연구를 부천성모병원 및 서울대병원과 공동으로 진행하고 있다.
김지예 기자
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