설명: 귓불의 대각선 주름
귓불에 깊이 파인 대각선 주름, 혹시 보신 적 있으신가요? 단순한 노화 현상으로 여겨졌던 이 주름이 실제로는 뇌혈관 손상을 알리는 신호일 수 있다는 연구 결과가 나왔습니다. 분당서울대병원 연구팀이 세계 최초로 뇌 MRI 영상에서 귓불 주름을 자동으로 찾아내는 인공지능(AI) 모델을 개발하고, 이 주름이 유전성 뇌소혈관 손상 정도와 밀접한 관련이 있다는 사실을 규명했습니다.
■'프랭크 징후'란 무엇인가
'프랭크 징후'는 귓불에 약 45도 각도로 비스듬히 파인 주름을 말합니다. 1973년 미국 의사 샌더스 프랭크가 협심증 환자에게서 이 주름이 자주 나타난다는 사실을 처음 보고하면서 알려졌습니다.
오랫동안 단순한 노화 현상으로 치부됐지만, 최근 들어 심근경색, 뇌졸중, 혈관성 치매 등 심뇌혈관질환과의 연관성이 제기되며 주목받고 있습니다. 다만 그동안은 "혈관성 질환 환자에게 이 주름이 많다"는 상관관계만 확인됐을 뿐, 정확한 원인이나 발생 기전은 밝혀지지 않았습니다.
게다가 프랭크 징후를 판별하는 표준화된 방법이 없어 연구자마다 평가 기준이 달랐습니다. 같은 환자라도 누가 보느냐에 따라 결과가 달라질 수 있다는 한계가 있었습니다.
출처: 분당서울대병원
■ 세계 최초, AI가 귓불 주름 자동 탐지
연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 3D 뇌 MRI 영상을 활용했습니다. 뇌 MRI를 촬영하면 얼굴과 양쪽 귓불도 함께 찍힌다는 점에 착안한 것입니다.
분당서울대병원에서 수집한 뇌 MRI 400건을 바탕으로 전문가가 직접 표시한 프랭크 징후를 AI에 학습시켰습니다. 이후 별도의 분당서울대병원 데이터 600건으로 1차 검증을, 충남대병원·강원대병원·세브란스병원 등 다기관 데이터 460건으로 2차 검증을 진행했습니다.
검증 결과, 전문가 판단과 AI 분석의 일치도를 나타내는 DSC(Dice 유사도 계수, 1에 가까울수록 유사) 값이 각각 0.734, 0.714로 나타났습니다. 이는 AI가 찾아낸 영역이 전문가 판단과 70% 이상 일치했습니다.
프랭크 징후 유무를 얼마나 정확히 구분하는지 보여주는 AUC(분류 성능, 1에 가까울수록 우수) 값도 모두 0.9 이상을 기록했습니다. AI 모델이 다양한 병원 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있음을 입증한 것입니다.
■ 뇌백질변성 심할수록 귓불 주름 발생률 '껑충'
연구팀은 개발한 AI 모델을 활용해 유전자 돌연변이로 발생하는 뇌소혈관질환인 '카다실(CADASIL)' 환자에서 프랭크 징후와 뇌혈관 손상의 연관성을 분석했습니다.
카다실은 뇌 중심부 주변이 손상돼 하얗게 변하는 '뇌백질변성'이 특징입니다. 손상이 누적돼 부피가 커질수록 뇌졸중과 치매 위험이 커집니다. 발병 원인이 단일 유전자 변이로 비교적 명확해, 프랭크 징후가 실제 혈관 손상 정도를 반영하는지 확인하기에 적합한 질환입니다.
연구팀은 유전자 검사로 확진된 카다실 환자 81명과 연령·성별을 맞춘 일반인 54명을 비교했습니다.
분석 결과, 카다실 환자의 프랭크 징후 발생률은 약 67%로 일반인(약 43%)보다 훨씬 높았습니다. 연령 등 다른 요인을 보정한 뒤에도 카다실 환자는 일반인보다 프랭크 징후가 있을 확률이 약 4.2배 높았습니다. 프랭크 징후가 있는 카다실 환자는 없는 환자보다 뇌백질변성 부피가 약 1.7배 컸습니다.
특히 주목할 점은 카다실 환자의 뇌백질변성 부피 기준으로 세 그룹으로 나눴더니, 프랭크 징후 발생률이 하위 그룹 37%, 중위 그룹 약 67%, 상위 그룹 약 74%로 뚜렷하게 증가했습니다. 뇌혈관 손상이 심할수록 귓불 주름이 나타날 가능성도 높아진다는 것입니다.
■ "귓불 주름만으로 진단은 어렵지만, 추가 신호 될 수 있어"
김기웅 분당서울대병원 정신건강의학과 교수는 "이번 연구로 프랭크 징후가 단순 노화 지표가 아니라 유전성 뇌소혈관 손상 정도를 객관적으로 반영한다는 과학적 근거를 제시했다"고 밝혔습니다.
다만 김 교수는 "프랭크 징후만으로 질환을 진단할 수는 없다"면서도 "고혈압이나 당뇨 등 다른 혈관성 질환 위험인자가 있는 분이라면 귓불 주름이 추가적인 경고 신호가 될 수 있다며 전문의 상담을 받아보시길 권한다"고 조언했습니다.
이번 연구는 보건복지부·한국보건산업진흥원 보건의료기술연구개발사업과 보건복지부·과학기술정보통신부 치매극복연구개발사업단의 지원으로 수행됐습니다.
연구 결과는 국제학술지 'Scientific Reports'와 'Journal of Clinical Medicine'에 각각 게재됐습니다.
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