새 연구: 비침습적 방법으로 외상 후 두개내압 모니터링 혁신적 발견

Seoul존스 홉킨스 의학 연구진은 인공지능(AI)을 활용한 새로운 비침습적 뇌압 측정 방법을 발견했습니다. 이 방법은 기존의 침습적인 기술을 대체할 수 있습니다.

현재 뇌압을 모니터링하는 방법은 외부 뇌실 배액관(EVD) 또는 뇌 내 실질 감시장치(IPM)을 삽입하기 위해 두개골에 구멍을 뚫어야 합니다. 이러한 절차는 상당한 위험을 수반합니다.

카테터 오삽입: 15.3% 위험 감염: 5.8% 위험 출혈: 12.1% 위험

이러한 방법들은 숙련된 외과의와 특수 도구가 필요하며, 이는 항상 준비되어 있지는 않습니다. 새로운 연구는 좀 더 간단하고 희망적인 대안을 제시합니다.

존스 홉킨스 대학의 로버트 스티븐스 박사가 이끄는 팀이 AI를 활용하여 비침습적인 방법으로 뇌압에 대한 중요한 데이터를 얻을 수 있는지 연구했습니다. 그들은 심각한 뇌 손상과 높은 뇌압이 중추 자율 신경계의 문제로 심장과 혈류 패턴을 변화시킬 수 있다고 생각했습니다. 이는 뇌 외부의 신체 데이터가 뇌압 수준을 이해하는 데 도움을 줄 수 있음을 의미합니다.

그들은 중환자실 환경에서 자주 기록되는 세 가지 다른 생리적 파형과 ICP 파형 간의 관계를 연구했습니다.

• 침습적 동맥혈압(ABP) 측정
• 광용적맥파기록법(PPG)
• 심전도(ECG)

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연구진은 이 데이터 세트를 이용하여 다양한 심층 학습 알고리즘을 훈련시켰다. 결과적으로 AI가 비침습적 신호를 통해 두개내압을 정확하게 예측할 수 있음을 보여주었다. 그 효율성은 현행 침습적 방법에 필적하거나 더 뛰어났다.

비침습적인 두개내압 측정 기술은 획기적인 발전입니다. 특히, 수술이 필요한 기존 방법의 도구가 없는 지역에서 더욱 쉽게 이용 가능할 것입니다.

스티븐스 박사는 이 AI 방법이 충분한 테스트를 거치면 뇌압을 모니터링하는 일을 더 간편하게 만들 수 있다고 생각합니다. 이는 뇌 손상이나 뇌졸중, 혹은 뇌의 액체 축적 문제를 가진 환자들이 빠르고 효과적인 치료를 더 많이 받을 수 있게 하여, 그들의 치료 결과를 향상시킬 수 있다는 것을 의미합니다.

이 연구는 Computers in Biology and Medicine 저널에 게재되었습니다. 본 연구에는 여러 전문가들이 참여했으며, 이들은 생의학 공학 전공 졸업생인 Shiker Nair, Alina Guo, Arushi Tandon, Joseph Boen, 석사 과정 학생 Meer Patel, 생의학 공학 전공의 고학년 학생인 Atas Aggarwal, Ojas Chahal, Sreenidhi Sankararaman, 그리고 샌프란시스코 캘리포니아 대학교의 Nicholas D. Durr 교수, 레지던트 신경외과 의사 Tej D. Azad, 교수 Romain Pirracchio입니다.

비침습적 두개내압 모니터링은 뇌압을 검사하는 안전한 방법을 제공합니다. 이 새로운 방법은 중증 뇌 손상 환자 치료 방식을 변화시킬 수 있습니다. 다양한 전문가들로 구성된 팀이 이 기술을 의료 실무에 적용할 수 있도록 함께 노력하고 있습니다.