눈 검사로 심장마비나 뇌졸중 위험 알 수 있어

영국 심장 재단과 국립 보건 의료 연구소(NIHR)의 지원으로 실시한 연구에 따르면, 눈 뒤쪽의 간단한 디지털 사진을 찍으면 향후 10년 이내에 발생할 심장마비나 뇌졸중과 같은 주요 심혈관 질환을 70%의 정확도로 예측할 수 있습니다.

연구자들은 정기적인 망막 검사를 통해 시간이 지남에 따라 사람의 심장 건강을 추적할 수 있다고 믿고 있으며, 3년 동안 위험 점수의 변화와 주요 심혈관 질환의 가능성 사이에 연관성이 있다는 사실도 발견했습니다.

눈 검사는 인공지능(AI)을 사용하여 분석되며, 단 몇 초 만에 개인화된 위험 진단을 제공합니다.

고위험군은 일반의(GP)에게 의뢰될 수 있으며, GP는 혈압 약이나 콜레스테롤 수치를 낮추는 스타틴을 처방할 수 있습니다. 연구진은 앞으로 눈 검사를 받는 모든 사람이 스마트폰으로 심장 질환 알림을 받을 수 있기를 기대합니다.

던디 대학의 영국 심장재단 연구원이자 심장 컨설턴트 전문의인 이피 모르디 박사가 주도한 이 연구는 심혈관 당뇨병학 저널에 게재되었습니다.

그는 이렇게 말했다:

"놀랍게도 눈은 심장의 창과 같습니다.
눈 뒤쪽 혈관이 손상되거나 좁아지면 심장에 혈액을 공급하는 몸 깊숙한 곳의 혈관에서도 이러한 증상이 발견될 가능성이 높으며, 이는 심장마비나 뇌졸중으로 이어질 수 있습니다.
이 검사는 정기적으로 시행되는 빠른 검사로 1분도 채 걸리지 않습니다. 혈압이나 콜레스테롤 검사와 함께 치료나 생활 습관 개선이 필요한 사람들을 파악하는 데 중요한 검사가 될 수 있습니다."

기술 작동 방식

던디대학교의 연구진은 일상적인 눈 검사의 일부인 디지털 망막 사진을 분석하는 AI 기술을 개발했습니다.

먼저, AI는 혈관 협착, 막힘, 그리고 임박한 심장 질환의 징후일 수 있는 병변과 같은 경고 신호를 포착하도록 훈련되었습니다. 그런 다음, "블랙박스" 방식을 사용하여 심층 머신러닝을 통해 혈관의 크기부터 위치까지 이미지의 모든 세부 정보를 찾아낼 수 있었습니다.

약 4,200개의 이미지로 학습한 후, 블랙박스 AI는 향후 10년 동안 심장마비나 뇌졸중을 겪거나 심혈관 질환으로 사망할 사람들을 얼마나 잘 예측할 수 있는지 테스트되었습니다. 연구팀은 1,200명 이상의 안구 검사를 통해 AI가 이러한 사례의 70%를 예측하는 것을 확인했습니다.

일부 참가자들은 첫 번째 검사 후 3년 후에 재검사를 받았습니다. 연구진은 AI가 파악한 위험 점수가 검사 사이에 어떻게 변했는지 분석한 결과, 점수가 가장 크게 증가한 그룹에서 5번째 그룹은 나머지 그룹보다 주요 심혈관 질환 발생 위험이 54% 더 높았습니다.

위험이 54% 증가한 것은 AI 점수가 3년 동안 3%만 증가한 사람들에게서 나타났습니다. 예를 들어, 심혈관 질환 발생의 10년 위험이 20%에서 23%로 증가하는 경우입니다.

현재 방법과의 비교

연구팀은 AI 기술을 사람들이 주치의의 정기 건강 검진을 통해 예측하는 위험과 비교했습니다. "심혈관 위험"은 연령, 성별, 혈압, 콜레스테롤 수치, 흡연 등의 요인을 기반으로 향후 10년 동안 심각한 심장 질환이 발생할 확률을 의미합니다. 연구진은 AI와 기존 방식이 심장마비, 뇌졸중 또는 심혈관 질환으로 사망할 위험이 있는 사람들의 비율을 거의 동일하게 예측한다는 것을 발견했습니다.

임상적 위험, 망막 검사, 그리고 추가 유전자 검사를 결합했을 때 예측 정확도는 73%로 증가했습니다. 이는 두 검사를 합치면 100명 중 3명꼴로 위험군을 추가로 식별할 수 있다는 것을 의미합니다.

AI는 당뇨병 환자들을 대상으로 테스트되었습니다. 당뇨병 환자들은 국민보건서비스(NHS)에서 눈에 영향을 미치는 합병증을 확인하기 위해 정기적으로 망막 검사를 받고 있기 때문입니다. 하지만 연구진은 눈의 혈관을 분석하여 심혈관 질환 위험을 평가하는 것이 당뇨병 환자뿐만 아니라 대부분의 사람들에게 효과적일 것이라고 생각합니다.

결론

이 연구는 던디 대학의 모르디 박사와 알렉스 도니 박사를 포함한 임상 연구자들과 에마누엘레 트루코 교수와 모하마드 사예드 박사가 이끄는 AI를 개발한 컴퓨터 과학자들의 협업으로 이루어졌습니다.

영국 심장재단의 최고 과학 및 의료 책임자인 브라이언 윌리엄스 교수는 다음과 같이 말했습니다.

심장마비나 뇌졸중 발생 위험을 더 정확하게 예측할수록 예방 가능성도 커집니다.
망막 스캔을 의료 검진과 병행하는 것과 같은 최첨단 기술은 위험 예측 개선에 중요한 역할을 할 수 있으며, 이는 2035년까지 영국에서 12만 5천 건의 심장마비와 뇌졸중 예방이라는 영국 심장 재단의 목표 달성에 중요한 역할을 할 수 있습니다.
그러나 이러한 예측 정확도의 신뢰성을 확인하고 망막 스캔을 임상에 도입하는 것이 얼마나 현실적인지 판단하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.