작성일 : 21-01-03 15:38
KIST 이관희 생체재료연구센터 박사팀과 정인갑 서울아산병원 교수 연구팀이 공동 연구, 전립선암 여러 인자 AI 분석 '고정밀 진단' 성공 , 소변으로 암 진단, AI로 정확도 90% 이상 끌어올렸다
 글쓴이 : happy
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소변으로 암 진단, AI로 정확도 90% 이상 끌어올렸다

  •  김지영 기자
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  •  승인 2020.12.27 16:00
 

KIST-서울대, 전립선암 여러 인자 AI 분석 '고정밀 진단' 성공
소변 활용 다른 암 정밀 진단 활용 가능

KIST와 서울대가 AI를 통해 소변으로 전립선암 진단을 100%가까운 정확도로 끌어올릴 바이오센서를 개발했다. 사진은 연구진이 개발한 초 고감도 바이오 센서다. [사진=KIST 제공] 
국내 연구진이 소변검사로 전립선암 진단을 100% 가까운 정확도로 끌어올리는데 성공했다.

KIST(한국과학기술연구원·원장 윤석진)는 이관희 생체재료연구센터 박사팀과 정인갑 서울아산병원 교수 연구팀이 공동 연구를 통해 소변에서 전립선암을 20분 만에 100% 가까운 정확도로 진단하는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 고감도 전기신호 기반 바이오센서에 스마트 AI(인공지능) 분석법을 도입해 기술개발에 성공한 것이다.

전립선암은 기존에는 혈액검사를 통해 일차적으로 판별한다. 하지만 정확도가 30%에 불과해 많은 환자가 혈액검사 후 침습적인 조직검사를 받아야 하고 그에 따른 출혈과 고통의 부작용을 겪는다. 

소변을 활용한 진단검사는 환자 편의성이 뛰어나고 부작용이나 환자 고통 없이 암을 진단할 수 있지만, 소변에는 암 인자의 농도가 낮아 소변 기반의 바이오센서는 그동안 정밀 진단보다는 위험군을 분류하는 데 활용됐다.

이관희 박사팀은 그동안 전기신호 기반의 초고감도 바이오센서를 활용해 소변에서 질병을 진단하는 기술을 개발해왔다. 암 진단과 관련해 단일한 암 인자로는 진단 정확도를 90% 이상으로 끌어올리는 데는 한계가 있었다. 연구진은 이 문제를 극복하기 위해 한 종류의 암 인자가 아닌 서로 다른 여러 종의 암 인자를 동시에 활용해 진단 정확도를 획기적으로 높이는 데 성공했다.

연구진은 전립선암 진단을 위해 기존의 전립선 특이항원 기반 검출의 문제점을 해결하기 위해 소변에서 극미량의 네 가지 암 인자들을 동시에 측정할 수 있는 초고감도 반도체 센서 시스템을 개발했다. 

이 센서를 통해 얻은 네 가지 암 인자와 전립선암 사이의 상관관계를 AI에게 기계학습 시키고, 얻어진 검출 신호들의 복잡한 패턴에 따라 암 여부를 진단할 수 있는 알고리즘을 개발해냈다. 이 AI 분석법을 활용전립선암을 진단한 결과, 76개의 소변 표본에서 전립선암 환자를 95.5%로 진단했다. 

연구진은 향후 임상을 확대해 더 많은 환자의 정보 학습과 진단 알고리즘 정확성을 높일 계획이다. 

이관희 박사는 "소변만으로 100%에 가깝게 전립선암을 신속히 진단할 수 있는 스마트 바이오센서의 개발은 소변을 활용한 다른 암종의 정밀 진단에 활용될 수 있을 것"이라고 전망했다.  

연구내용은 ACS Nano 최신호에 게재됐다.