AI로 20분만에 소변으로 전립선암 판단

전립선암은 남성 암 중 가장 많이 발생하는 암 중 하나다. 현재는 혈액검사를 통해 일차적인 전립선암 여부를 판별하고 있다. 하지만 진단 정확도가 30%에 불과해 많은 환자들이 혈액검사 후 침습적인 조직검사를 받아야 하고, 그에 따른 출혈과 고통 등의 부작용을 겪고 있다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 생체재료연구센터 이관희 박사팀이 서울아산병원 정인갑 교수 연구팀과 공동 연구로 소변에서 전립선암을 단 20분 만에 100%에 가까운 정확도로 진단하는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 연구팀은 초고감도 전기신호 기반 바이오센서에 스마트 인공지능 분석법을 도입해 기술 개발에 성공했다.

소변을 활용한 진단검사는 환자 편의성이 뛰어나고 침습적인 조직 검사가 필요하지 않아 부작용이나 환자의 고통 없이 암을 진단 할 수 있는 장점이 있다. 그럼에도 소변에는 암 인자 농도가 낮아 소변 기반 바이오센서는 정밀진단보다 위험군을 분류하는 데 주로 활용됐다.

KIST 이관희 박사팀은 전기신호 기반의 초고감도 바이오센서를 활용해 소변에서 질병을 진단하는 기술을 개발해왔다. 그동안 암 진단과 관련, 단일한 암 인자로는 진단 정확도를 90% 이상 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(PSA) 기반 검출의 문제점을 개선하기 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 인공지능에 기계학습 시키고, 얻어진 검출 신호들의 복잡한 패턴에 따라 암 여부를 진단할 수 있는 알고리즘을 개발했다.