뇌졸중 치료, 특히 재활에서 AI 혹은 로봇과 같은 첨단기술은 이미 많은 부분을 차지하고 있다. 최근 진단 및 예측, 급성기 치료까지 이 같은 기술을 이용한 연구가 나타나 주목된다.

8월 28일 로봇 과학(science robots)에 게재된 MIT 쉬엔허 자오(Xuanhe Zhao) 교수팀 연구에선 뇌혈관으로 밀어넣을 수 있는 실(thread) 모양의 소프트 로봇을 개발했다. 

이 소프트 로봇은 생체 적합성을 지닌 코팅 재료인 하이드로젤(hydrogel)과 3D 프린팅 자성(마그네틱) 활성화 물질을 활용해 만들어졌으며 외부에서 자석을 조작하는 방식에 따라 로봇은 혈관안을 유연하게 움직일 수 있다. 

연구팀은 사람의 뇌혈관을 모사한 실물 크기의 복제물을 제작하고 소프트 로봇을 테스트했다. 실 모양의 로봇은 니켈-티타늄 소재로 제작돼 유연한 움직임이 가능하다. 90%의 물로 이뤄진 하이드로젤로 코팅했기 때문에 마찰력도 작아 인체에 손상을 덜 준다는 설명이다.

이는 뇌혈관 안을 이동하면서 혈전을 제거하거나 치료용 약물을 투입하는 데 활용될 수 있다. 급성 뇌졸중 환자나 뇌경색 환자들의 뇌수술 또는 치료에 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

뇌졸중 진단에서도 AI를 이용한 효과적인 분석 솔루션이 그 기능을 인정받아 글로벌 시장까지 진출할 예정이다.

JLK인스펙션은 인공지능(AI) 기반 의료영상 분석 솔루션인 뇌 MR 영상 정량적 분석 솔루션 ‘JBS-01K’(뇌졸중 분석)의 CE 인증을 획득했다. JBS-01K는 기기는 데이터 기반 정량적 뇌경색 원인 분석정보를 제공해 환자 개개인 맞춤형 진단과 적절한 처방이 가능하도록 의료진을 보조한다.

JLK인스펙션은 향후 FDA 승인과 함께 유럽 등 글로벌 상업화 진출에 주력하고 있다. 이와 함께 JPC-01K·JBS-04K(뇌출혈 분석·3등급)·JBA-01K(뇌동맥류 분석·3등급)는 식약처 임상시험계획(IND) 승인을 받았다. 

또한 뇌졸중 후유증을 예측한 AI 모델 연구도 있다. 세계적 뇌졸중 의학지 스트로크(5월호)에 게재된 허준녕 군의관의 ‘급성 뇌졸중 결과예측을 위한 기계학습 기반모델’은 38개의 인자(나이, 성별, 흡연력, 과거력, 뇌졸중 장애척도, 피검사 결과 등)를 입력하면 치료 3개월 후 환자 상태를 AI모델이 예측해 알려주는 방식이다. 

허 대위는 3개월 동안 2602명의 환자 데이터를 꼼꼼히 검수하고 입력해 데이터 신뢰도를 높였고 이런 연구결과를 의료 현장에서 즉각 활용할 수 있도록 논문으로 작성했다. 더불어 자체 개발한 뇌졸중 응급진단 애플리케이션 ‘뇌졸중 119’를 2012년도부터 운영하고 있다.

그 외에도 뇌졸중 재활치료에서 로봇은 현재까지 많은 발전을 이뤄왔고 실제 임상에서도 앞다퉈 도입되고 있다. 

특히 최근 ‘가상현실’을 이용한 재활치료가 개발되면서 관심이 모아지고 있다. 서울대병원 재활의학과 서한길 교수팀과 테크빌리지는 완전몰입형 가상현실 재활프로그램을 공동 개발했다. 이는 미국 재활의학회지(PM&R)에 게재됐다.

연구팀은 상지(어깨, 팔, 손 등)기능에 이상이 있는 뇌졸중 환자 9명을 대상으로 프로그램을 시험했으며 참가자는 헤드마운트디스플레이를 착용하고 주당 2~3회, 총 10회의 재활훈련에 참여했다. 손에 착용한 컨트롤러를 이용해 가상현실 속에서 망치질, 공 잡기, 컵 따르기, 거품방울 만지기, 실로폰 치기 등 총 5가지 과제를 수행했다.

훈련 후 상지기능을 평가하는 ARAT, BBT 검사를 진행한 결과, 환자의 상태가 눈에 띄게 향상됐다. 환자의 만족도도 8개 항목에서 10점 만점에 평균 7점으로 높은 편이며 사이버멀미, 메스꺼움, 두통과 같은 부작용이 없는 것으로 나타나 가상현실이 실제 치료에 활용될 수 있음을 보여줬다.

4차산업혁명에 맞춰 첨단기술이 의료에 도입됨에 따라 AI, 로봇을 이용한 연구개발이 가속화되고 있는 만큼, 실제 뇌졸중 환자에게 보다 큰 치료효과를 가져올 수 있을 지 관심이 주목된다.