눈 안쪽 망막에 위치한 혈관의 구조와 패턴을 이용해 뇌졸중 위험을 예측할 수 있다는 연구 결과가 심혈관계 학술지 「하트(Heart)」 온라인판에 게재됐다. 망막 이미지를 촬영해 분석하는 간단한 방법만으로 검사할 수 있는 것으로 알려져 주목할 만하다.
망막 이미지로 뇌졸중 예측
호주 멜버른 대학, 하버드 의대, 홍콩 이공대학, 중국 베이징 동인 안과센터 등 국제적으로 구성된 공동연구팀은 망막의 혈관망에 주목했다. 이로부터 혈관 건강에 관한 29가지 지표를 확인할 수 있다는 설명이다.
망막의 혈관 구조와 패턴은 마치 지문처럼 고유한 특성을 보이기 때문에 ‘망막 혈관 지문(Retinal vascular fingerprint)’라 부르기도 한다. 미세한 혈관 네트워크가 뇌혈관과 동일한 해부학적, 생리학적 특성을 보이며, 이를 통해 당뇨 등으로 인해 발생하는 손상을 평가하는 데 적합하다는 것이 연구팀의 설명이다.
연구팀은 인공지능을 활용해 망막 이미지를 촬영하고 분석하는 ‘망막 기반 미세혈관 건강 평가 시스템(RMHAS)’을 이용해, 침습적 검사 없이 뇌졸중 위험을 정확하게 예측할 수 있을 것으로 보고 있다.
망막 혈관 지표와 뇌졸중 위험
연구팀은 영국 바이오뱅크를 통해 약 6만8천 명의 안저 이미지(눈의 뒤쪽 부분을 촬영한 것)를 확보했다. 그런 다음 이미지를 통해 확인할 수 있는 혈관 구조를 토대로 총 30가지 지표를 측정했다. 그런 다음 이를 혈관 직경, 혈관 밀도, 꼬임 정도, 분기 각도, 복잡성의 5가지 범주로 나눴다.
여기에 잠재적으로 뇌졸중 위험에 영향을 미칠 수 있는 요인들을 살펴보았다. 생활방식, 혈압, 콜레스테롤, 혈당 수치, 체중 등 일반적인 건강 관련 데이터들이다.
잠재적 위험 요인까지 반영하여 참가자를 선별한 다음, 최종 분석 대상으로 약 4만5천 명이 남았다. 이들의 평균 연령은 55세였으며, 12.5년에 걸친 모니터링 기간 동안 749명의 참가자가 뇌졸중을 겪었다. 발병 환자들은 대체로 나이가 많고, 남성이 많았으며, 흡연을 하고 및 당뇨를 앓고 있는 경우가 많았다.
망막 혈관 이미지를 분석한 결과, ‘혈관 밀도’가 평균치를 벗어날 경우 뇌졸중 위험이 최소 10%에서 최대 19%까지 늘어날 수 있는 것으로 나타났다. ‘혈관 직경’ 역시 평균치를 벗어나면 뇌졸중 위험이 10~14% 높아질 수 있는 것으로 나왔다.
한편, ‘꼬임 정도’와 ‘복잡성’ 지표도 뇌졸중 위험과 뚜렷한 연관성을 보였다. 이들은 혈관이 복잡하게 얽혀있는 정도를 나타내는 것으로, 그 정도가 감소할 경우 뇌졸중 위험이 최소 10.5%에서 최대 19.5%까지 높아지는 것으로 나타났다.
의료 인프라 부족할 때 유용
연구팀은 이번 연구 결과에 한계가 있다는 점을 명확히 했다. 첫 번째는 관찰 연구라는 점이다. 별도의 변인을 설정하거나 조작을 하지 않았으므로, 인과관계에 대해 확실한 결론을 내리기 어렵다는 것이다.
두 번째는 인구 집단의 편향성이다. 영국 바이오뱅크를 통해 확보한 참가자 데이터는 대부분 백인이기 때문에, 다양한 민족의 특성을 충분히 반영하기 어렵다. 마지막으로, 뇌졸중의 유형이 여러 가지라는 점을 짚었다. 뇌졸중 유형에 따라 망막의 혈관 패턴이 어떻게 달라지는지를 평가할 필요가 있다.
그럼에도 불구하고, 연구팀은 의료적 인프라가 부족한 환경에서 이 모델이 유용하게 활용될 수 있을 거라고 이야기했다. 나이와 성별은 쉽게 확인할 수 있고, 안저 이미지 촬영은 비교적 쉽게 얻을 수 있기 때문이다.
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