2026.04.08 (수)

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만성폐쇄성폐질환 급성악화 1시간 전 예측 딥러닝 모델 개발

Transformer 구조의 시계열 예측 모델 개발, 임상 적용 가능성 높여 급성악화 발생 1시간 전 예측에서 AUROC 0.7502, 재현율(Recall) 86.27% 기록 전북대학교 공과대학 소프트웨어공학과 조재혁 교수 연구팀

만성폐쇄성폐질환 급성악화 1시간 전 예측 딥러닝 모델 개발

만성폐쇄성폐질환(COPD) 급성악화를 사전에 예측할 수 있는 딥러닝 기반 시계열 분석 연구가 전북대학교에서 수행돼 주목받고 있다. 기존 머신러닝 모델이 장기 시계열 의존성 포착과 극심한 클래스 불균형 문제로 한계를 보였던 가운데, 이를 개선한 예측 프레임워크가 제시되며 임상 적용 가능성을 높였다. 전북대학교 공과대학 소프트웨어공학과 조재혁 교수 연구팀은 최근 인도네시아 비누스(BINUS) 대학교에서 열린 ‘2026 ICOBAR-SMART Joint Conference’에서 논문 ‘Time-Series–Based Prediction of COPD Exacerbation Using Multivariate Clinical Data’를 발표해 우수논문상(Best Paper Award)을 수상했다고 밝혔다. 이번 연구에는 전북대 응용AI연구실 소속 조재혁 교수와 김혜신 박사, 유서헌 박사과정생, 김재홍 석사과정생이 참여했다. 해당 학술대회는 한국정보기술학회(KIIT)와 BINUS University가 공동 주최한 국제학술대회로, 정보기술 분야의 최신 연구 성과를 공유하는 자리다. ▲전북대학교 공과대학 소프트웨어공학과 조재혁 교수 연구팀은 미국 MIT가 구축한 중환자실 임상 데이터베이스 MIMIC-IV에서 COPD 환자 코호트를 추출하고, 심박수·혈압·산소포화도·호흡수·체온 등 8개 다변량 활력징후를 기반으로 Transformer 구조의 시계열 예측 모델을 개발했다. 특히 연속적인 생리 신호를 일정 길이로 분할하는 패칭(Patching) 메커니즘을 적용해 국소적 맥락 정보를 효과적으로 학습하도록 설계했으며, 악화 이벤트가 전체의 약 1.1%에 불과한 데이터 불균형 문제를 해결하기 위해 균형 랜덤 언더샘플링(Balanced Random Undersampling) 기법을 도입했다. 실험 결과, 해당 모델은 급성악화 발생 1시간 전 예측에서 AUROC 0.7502, 재현율(Recall) 86.27%를 기록했다. 이는 실제 악화 이벤트의 약 86%를 사전에 탐지할 수 있는 수준으로, 기관지확장제 투여 강화, 감염 의심 시 항생제 처방, 산소치료 조정 등 선제적 의료 개입을 지원하는 임상 의사결정 시스템으로 활용 가능함을 시사한다. 조재혁 교수는 “이번 연구는 중환자실 COPD 환자의 급성악화를 사전에 예측해 적시 개입이 가능한 임상 조기경보 시스템의 기반을 마련한 데 의의가 있다”며 “향후 다기관 외부 검증과 6~12시간 단위의 장기 예측으로 확장하고, 전향적 임상 평가를 통해 실제 의료 현장 적용성을 높여 나갈 계획”이라고 밝혔다. 한편 이번 연구는 BK21 Four 사업의 지원을 받아 수행됐다.

국내 ‘최연소·최저 체중’ 말기 심부전 환아, 삽입형 LVAD 수술 성공

기존 체외형, 체내장치의 혈전, 출혈 위험 비롯해, 성인에게만 적용등 한계 극복 증가하는 소아 심부전 환자에게 치료와 일상 복귀 희망 여는 새로운 가능성 제시 세브란스 심장혈관병원 심장혈관외과 신유림 교수

국내 ‘최연소·최저 체중’ 말기 심부전 환아, 삽입형 LVAD 수술 성공

국내에서 가장 어린 나이이자 가장 작은 체구의 말기 심부전 환아가 삽입형 좌심실보조장치(LVAD) 삽입 수술을 받고 건강을 회복해 새 학기 등교를 앞두고 있다. 심장의 펌프 기능이 저하된 중증 심부전으로 생명이 위태로웠던 만 6세 박민지(가명) 양. 지난 달 좌심실보조장치 삽입 수술을 무사히 받고 온라인 강의를 듣고 있는 민지는 새 학기 첫 등교를 준비하고 있다. 수술을 집도한 세브란스 심장혈관병원 심장혈관외과 신유림 교수는 민지의 일상 복귀를 두고, “소아 심부전 환자에게 LVAD를 삽입할 수 있는 치료의 새로운 가능성을 제시한 사례”라 말했다. ▲세브란스 심장혈관병원 심장혈관외과 신유림 교수 확장성 심근병증으로 인한 중증 심부전을 앓던 민지의 수술 당시 체중은 22kg에 불과했다. 확장성 심근병증(Dilated Cardiomyopathy, DCM)은 심장이 늘어나면서 탄력성을 잃어 피를 펌프질하는 힘이 약해진 상태다. 심장이 피를 온몸으로 잘 보내지 못하게 돼 궁극적으로 심장이식이 필요한 질환이다. 지난해 12월 민지는 소화불량과 구토 증상으로 처음 세브란스 심장혈관병원을 찾고서 심근병증을 진단받았다. 의료진은 심장의 수축력을 증가시키는 정맥 강심제를 주사했지만, 호흡곤란, 구토와 같은 심부전 증상은 갈수록 나빠져 심장이식을 기다릴 수밖에 없는 상태였다. 결국 심실보조장치(Ventricular Assist Device, VAD) 삽입이 필요하다는 판단에 이르렀다. 이번 수술은 국내에서 시행된 삽입형 좌심실보조장치(LVAD) 삽입 사례 중 최연소이자 최저 체중 환자에 해당한다. 기존 최연소 환자는 11세였으며 체구 또한 성인에 가까운 수준이었다. 체구가 작았기에 수술 난도 역시 매우 높았다. 성인과는 달리 가슴 안쪽 공간이 좁고 심장 내부 구조도 작아, 장치를 삽입할 공간 확보 자체가 어려웠다. 또 수술 후에도 소아 체구에 맞는 혈류량을 정밀하게 조절해야 하는 등 관리의 난도 역시 높았다. 기존에는 이와 같은 체구의 소아 심부전 환자에게는 몸 밖에 장비를 달아 심장의 펌프 기능을 도와주는 체외형 심실보조장치인 ‘베를린 하트(Berlin Heart)’를 주로 사용했다. 그러나 체외형 장치는 큰 장비가 몸과 연결돼 있어 오랜 기간 입원해야 하고, 실제 맥박처럼 파동을 일으키는 박동형 구조로 인해 혈전이나 출혈 위험이 상대적으로 높다는 한계가 있었다. 반면 체내에 삽입하는 장치는 체외형이 가지는 한계는 적고 더 향상된 자기부상모터를 사용하지만, 몸 크기의 제약으로 인해 소아가 아닌 성인 환자에게만 적용돼 왔다. 민지의 체구가 특히나 전례없이 작았다는 점에서, 신유림 교수는 수술 전 단계부터 해외 전문 의료진과 협력해 안전성을 철저히 검증했다. 미국 신시내티 아동병원(Cincinnati Children’s Hospital)에서 소아 LVAD 경험이 풍부한 교수진과 사전 논의를 진행했으며, 환자의 CT 영상을 기반으로 3D 시뮬레이션을 시행해 장치가 심장 내에 안정적으로 위치할 수 있는지 반복해서 확인했다. 이를 통해 제한된 공간에서도 정밀한 삽입이 가능하도록 맞춤형 수술 전략을 수립했다. 이번 치료에는 다학제 협진이 핵심적인 역할을 했다. 소아심장과 정세용 교수는 환자의 소화기 증상이 심부전에 의한 것인지를 감별하는 동시에, 최적의 수술 시점까지 약물치료를 유지하고 수술 후 우심실 기능 관리에도 특별히 신경썼다. 또 심장마취과와 심장내과 교수진이 수술에 함께 참여해 장치 삽입과 수술 후 관리의 안정성을 높였다. 수술을 마친 민지의 상태는 안정적이며, 다음 주 퇴원을 앞두고 있다. 감염 등 합병증 관리를 위한 정맥 주사 치료도 종료된 상태로, 퇴원 후에는 학교생활을 바로 시작하는 등 일상 복귀를 준비하고 있다. 이후에는 경과를 관찰하면서 심장이식을 진행하거나, 심실보조장치를 유지하는 치료 전략을 병행할 예정이다. 민지와 같이 심실보조장치를 달고 일상으로 돌아가게 되면, 퇴원 후 관리 등에 있어서 담당 LVAD 코디네이터는 24시간 보호자의 문의를 받는다. 일본의 경우 이러한 원격관리에 수가가 붙지만, 한국은 아직 비보상 업무의 영역에 머물러 있다. 의료진의 피로도가 환자의 건강 관리와 직결되는 만큼 합리적인 제도 마련이 불가피한 실정이다. 소아 심부전은 국내에서 인구 10만 명당 약 200~470명 수준으로 알려져 있으며, 선천성 심질환 환아의 생존율이 높아지면서 장기적인 치료가 필요한 환자군도 지속적으로 증가하는 추세다. 이에 따라 단순한 생존을 넘어, 일상 복귀까지 고려한 치료 전략과 이를 뒷받침할 제도적 기반 마련의 필요성도 커지고 있다. 이러한 상황에서 약물치료나 체외막산소공급장치(Extracorporeal Membrane Oxygenation, ECMO)로 버티기 어려운 말기 심부전 소아에게 LVAD는 심장이식 전까지 생존을 유지할 수 있도록 돕는 중요한 치료 옵션으로 자리 잡고 있다. 다만 소아 대상 LVAD 삽입은 성인에 비해 국내 사례가 매우 제한적인 상황이다. 의료진은 이번 사례가 향후 유사한 조건의 환아 치료에 중요한 기준점이 될 것으로 기대하고 있다. 특히 삽입형 장치를 통해 장기간 입원 없이 일상생활이 가능해졌다는 점에서 치료 패러다임 변화의 의미도 크다. 신유림 교수는 “이번 사례는 단순한 수술 성공을 넘어, 중증 심부전 소아 환자도 병원 밖 일상으로 복귀할 수 있다는 가능성을 보여줬다”며 “앞으로도 환아의 성장과 삶의 질을 함께 고려한 치료 전략을 지속적으로 발전시켜 나갈 것”이라고 밝혔다.

미성숙 난자 이용한 임신 성공

기존 호르몬 치료에 반응 없던 난임 환자에게 새로운 희망 제시 다낭성난소증후군·호르몬 주사 무반응 환자 임신 성공 차 의과학대학교 차병원 난임센터

미성숙 난자 이용한 임신 성공

매일 반복되는 호르몬 주사의 고통과 부작용으로 치료를 힘들어 하는 난임 환자들에게 새로운 희망이 열렸다. 차 의과학대학교 차병원 난임센터는 일반적인 체외수정 방식으로 배아 생성이 어려운 환자에게 호르몬 주사 없이 진행하는 ‘미성숙 난자 체외 배양(IVM)’ 치료의 한 방법인 CAPA-IVM을 적용해 잠실차병원과 일산차병원에서 잇단 임신 성공 사례를 확인했다고 8일 밝혔다. ▲잠실차병원 난임센터 이학천 원장 잠실차병원 난임센터(원장 이학천)는 다낭성난소증후군으로 자연임신이 어려웠던 B씨(32세)에게 CAPA-IVM 치료를 적용해 임신과 출산에 성공했다. 다낭성난소증후군 환자는 과배란 유도 시 난소과자극증후군(OHSS) 위험이 높아 기존 시험관 시술 과정에서 치료 부담이 큰 경우가 많다. B씨 역시 이러한 위험을 고려해 호르몬 자극을 최소화하는 CAPA-IVM 치료를 선택해 두 차례 시술을 받았다. 이후 자궁경 시술로 자궁 내 환경을 개선한 뒤 2025년 1월 동결배아이식(T-ET)을 시행해 임신에 성공했고, 같은 해 9월 건강한 남아를 출산했다. 일산차병원 난임센터(원장 송재만)는 호르몬 치료에 반응하지 않아 성숙 난자를 얻기 어려웠던 환자에게 CAPA-IVM 치료를 진행해 임신 성공 사례를 처음으로 확인했다. 이번에 임신에 성공한 A씨(만 37세)는 5차례 이상 호르몬 자극 치료를 받았음에도 불구하고 성숙 난자가 생기지 않아 난임 치료에 어려움을 겪어왔다. 이에 호르몬 자극에 의한 과배란 유도 없이 채취한 미성숙 난자의 핵과 세포질의 성숙에 시간차를 주어 안정적으로 성숙·배양하는 IVM 치료 방법 중 한가지 방법인 CAPA-IVM을 시행했다. 여기에 피에조(Piezo) 미세 정밀 수정 기술을 이용한 ICSI(미세수정)를 결합해 난자 손상을 최소화하고 수정 과정에서 안정성을 높였다. 그 결과 배아 형성에 성공했고, 태아의 심장 박동을 초음파로 확인했다. A씨는 현재 임신 안정기에 접어들어 정기적인 산전 진료를 받으며 건강하게 임신을 유지하고 있다. 이러한 성과는 다낭성난소증후군(PCOS) 환자와 반복적인 호르몬 자극 치료에도 성숙 난자를 확보하지 못했던 환자 등 기존 난임 치료가 어려웠던 다른 환자군에서 CAPA-IVM을 통해 임신 성과가 확인됐다는 점에서 의미가 크다. 차병원은 지난 1989년 미성숙 난자의 임신과 출산에 성공하면서 이 분야의 선구자로 자리매김했다. 미성숙 난자는 태아로 발달할 수 없다는 당시 학계의 통념을 깨뜨리며 전 세계의 주목을 받았고, 이후 비약적인 기술 발전과 임상 경험의 축적으로 임신 성공률이 향상되면서 IVM은 난임 치료의 새로운 대안으로 재조명되고 있다. 이 같은 연구와 임상 경험을 바탕으로 현재 차병원은 기존 IVM보다 한 단계 발전 CAPA-IVM을 임상에 적용하고 있다. CAPA-IVM은 기존 IVM에 전성숙 단계를 추가해 난자의 세포 내 신호 전달과 성숙 과정을 보다 생리적으로 조절하는 것이 특징이다. 난자의 ‘수’보다 질과 발달 환경 개선에 초점을 둔 차세대 IVM 기술로 반복적인 시험관 시술에도 배아의 질이 기대에 미치지 못하는 환자나 호르몬 주사 부담이 큰 난임 환자들에게 새로운 치료 가능성을 제시하고 있다. 잠실차병원 이학천 원장은 “과거보다 진일보 된 배양 기술로 인하여 그동안 IVM의 한계점들을 극복할 수 있게 되었다”고 말했다.

전자담배 폐 뿐아니라 전신의 여러 장기에 독성 유발

전담에어로졸 벽지등의 ‘표면 침착, 3차 간접흡연 위험성 전자담배 사용자 비흡연자 대비 대사증후군 위험 최대 1.4배

전자담배 폐 뿐아니라 전신의 여러 장기에 독성 유발

전자담배에서 발생하는 에어로졸이 대기오염을 야기하고, 흡연자는 물론 간접흡연자의 전신 건강에도 악영향을 끼친다는 연구 결과가 발표됐다. 이번 연구는 일반 담배에 비해 비교적 가볍게 여겨지던 전자담배의 유해성을 입증했다. 연세대 강남세브란스병원 호흡기내과 변민광 교수(사진)는 미국 전자담배 연구 그룹인 오하이오주립대학교 의과대학 로렌 E. 월드(Loren E. Wold) 교수, UC 샌디에고 의과대학 로라 E. 크로티 알렉산더(Laura E. Crotty Alexander) 교수와 함께 전자담배가 인체 여러 장기에 미치는 영향을 분석한 리뷰 논문을 발표했다. 변민광 교수팀은 전세계 140여 편의 핵심 연구 사례를 종합 분석해, 전자담배 노출이 인체 여러 장기에 미치는 영향을 집대성했다. 최근 여러 연구에서는 전자담배에 함유된 유해물질과 흡연 과정에서 생성되는 에어로졸의 위험성을 제기해왔다. 전자담배 기기로 가열된 액상은 미세먼지보다 작은 나노 입자 형태의 에어로졸로 바뀌어 공기 중에 부유하거나, 흡연을 통해 흡연자의 신체 내로 들어가게 된다. 나노 단위의 니코틴과 중금속, 독성 물질들은 대기오염을 일으키고, 흡연 시에는 폐포와 혈관에 더욱 깊숙이 침투한다는 것이 연구팀의 설명이다. 전자담배 노출에 의한 가장 흔한 영향은 산화 스트레스 증가와 염증 반응이다. 연구팀은 전자담배가 단순히 폐 건강에만 영향을 주는 것이 아니라 뇌와 심혈관, 대사 시스템 등 거의 모든 장기에서 독성을 유발한다는 사실을 확인했다. 전자담배 사용자는 비흡연자 대비 대사증후군 발병 위험이 최대 1.4배 높았으며, 일반 담배와 전자담배를 혼용하는 여성의 경우 중성지방 수치가 3.9배까지 치솟는 사례가 보고됐다. 또한 니코틴과 나노 입자가 혈관 내피세포를 손상시켜 동맥경화와 혈압 상승, 동맥 경직도 증가를 유발하는 것으로 나타났다. 그 밖에도 뇌의 에너지 대사를 방해하고 직접적인 염증을 유발해 인지 능력을 떨어뜨리는 한편, 뇌의 포도당 이용률을 떨어뜨려 뇌졸중 발생 시 뇌 손상을 더욱 심각하게 만드는 것이 확인됐다. 전자담배 에어로졸이 벽지나 가구에 달라붙는 ‘표면 침착’으로 인한 3차 간접흡연의 위험성도 제기됐다. 이는 환기 후에도 수개월간 남아, 영유아나 반려동물에게 직접적인 독성 노출을 일으킬 수 있다. 아울러 연구팀은 전자담배 에어로졸이 야기하는 대기오염의 위험성을 경고했다. 현재의 대기 오염물질 배출 시나리오가 지속될 시, 대기오염으로 인한 사망률이 2050년까지 두 배로 증가할 것이라는 네이처(Nature)지의 전망을 인용해 경각심을 더했다. 변민광 교수는 “이번 연구는 전자담배가 단순히 폐 건강에만 국한되지 않고 머리부터 발끝까지 전신에 걸쳐 여러 장기에 독성을 유발한다는 학계의 공통된 결론을 도출해 낸 것”이라며 “달콤한 향기에 가려진 전자담배의 위험성을 일반 대중과 정책 입안자, 의료 전문가 모두가 인지할 필요가 있다”고 말했다. 이번 논문은 약리학 분야의 최신 지견을 다루는 연간 리뷰 저널 ‘연간 약리학 및 독성학 리뷰(Annual Review of Pharmacology and Toxicology, IF 13.1)’에 게재됐다.







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쉰 목소리 2주 이상 지속되면 `‘성대폴립’, 의심
대학 강사 J씨(42)는 반복되는 강의로 인해 목에 피로감과 쉰 목소리를 느꼈다. 처음에는 감기나 일시적인 음성 피로로 여겨 별다른 조치를 취하지 않았지만, 2주 이상 증상이 지속되자 이비인후과를 찾았다. 검사 결과 J씨는 성대 점막에 용종이 형성된 성대폴립(성대혹) 진단을 받았다. 성대폴립은 과도한 성대 사용으로 점막의 미세혈관이 손상되면서 발생한다. 혈액이 점막 아래에 고여 부종이 형성되고, 이러한 상태가 지속되면 돌출된 형태의 폴립으로 발전하게 된다. 2주 이상 쉰 목소리가 지속되거나 목소리가 갈라지는 증상과 함께 기침이 유발되기도 하며, 심한 경우에는 음성 생성이 어려워지고 호흡에도 불편을 느낄 수 있다. 또한, 장시간 음성을 사용할 경우 음성 피로가 쉽게 나타나며 목 이물감, 발성 시 통증 등이 동반될 수 있다. ▲고려대 안암병원 이비인후과 백승국 교수 성대폴립의 치료는 병변의 크기와 위치, 증상의 지속 기간, 환자의 음성 사용 정도 등을 고려해 결정된다. 초기에는 염증을 완화하는 약물치료와 음성 휴식을 통해 충분히 회복할 수 있다. 그러나 증상이 오래 지속되거나 병변의 크기가 큰 경우에는 후두미세수술을 고려하게 된다. 후두미세수술은 전신마취 하에

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국립암센터, ‘희귀암정보포털’ 오픈, 정보 불균형 해소 본격화
국립암센터(원장 양한광) 희귀암연구사업단(단장 김준혁)은 희귀암 환자와 가족에게 정확한 건강정보를 제공하고 전문 의료진과의 연결을 지원하기 위한 ‘희귀암정보포털(rarecancer.kr)’을 구축해 공식 오픈했다고 2일 밝혔다. 희귀암은 개별 질환의 발생 빈도가 낮아 정보 접근이 어려워 환자들은 진단과 치료 과정에서 어려움을 겪어왔다. 현재 국내 환자들은 인터넷 검색이나 온라인 커뮤니티를 통해 제한적이고 검증되지 않은 정보를 얻는 경우가 많아, 신뢰할 수 있는 공공 정보 플랫폼 구축의 필요성이 지속적으로 제기되어 왔다. 이에 국립암센터 희귀암연구사업단은 미국 국립보건원(NIH)의 GARD*와 미국 희귀질환 단체 NORD** 등 해외 공식 정보를 참고하고 국내 희귀암 연구그룹과 협업을 통해 국내 실정에 맞는 공익적 희귀암 정보 제공 플랫폼을 구축했다. 희귀암정보포털은 ▲희귀암 질병정보 검색부터 임상시험 정보연계 ▲환우회 및 커뮤니티 정보 ▲전문 의료진 및 병원 검색 ▲온라인 상담(Q&A) 서비스 등 환자에게 통합 서비스를 제공한다. 또한 국립암센터 발전기금과 연계된 후원 시스템을 갖추어 희귀암 치료를 위한 사회적 관심도 함께 독려할 예정이다. 이번 포털

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