늙어서 생겼나 했던 귓불 주름, 뇌혈관 손상 때문? “위험신호일 수 있어” > 뉴스

일본인 협심증 환자에게서 관찰된 귓불 주름. 위키피디아

귓불이 깊게 파인 사선형 주름을 일컫는 ‘프랭크 징후’가 실제 뇌혈관질환에 따른 손상과 연관된다는 점을 밝힌 연구 결과가 나왔다.

분당서울대병원 정신건강의학과 김기웅 교수 연구팀은 프랭크 징후에 관한 연구 2건을 발표했다고 12일 밝혔다. 해당 연구는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports)와 ‘임상의학저널’(Journal of Clinical Medicine)에 각각 게재됐다.

뇌소혈관은 뇌 속에 촘촘히 퍼져 있는 아주 작은 혈관을 말한다. 이 혈관들은 뇌 깊숙한 곳까지 산소와 영양분을 공급하는 역할을 하는데, 크기가 작은 만큼 손상에 취약하다. 뇌소혈관이 망가지면 혈류 장애가 서서히 누적되며 뇌 기능을 떨어뜨리는 특징이 있다.

프랭크 징후란 한쪽 또는 양쪽 귓불에 약 45도 각도로 깊게 파인 사선형 주름을 가리킨다. 1973년 미국 의사 샌더스 프랭크가 협심증 환자에게서 이 주름이 자주 관찰된다는 사실을 처음 보고하면서 알려졌다.

과거엔 단순한 노화 현상으로 여겨졌으나 점차 심근경색, 뇌졸중, 혈관성 치매 등 심뇌혈관질환과의 연관 가능성이 제기돼왔다. 그러나 프랭크 징후를 식별하는 표준화된 방법이 없고, 연구자마다 평가 기준이 제각각이라 동일한 환자라도 평가자에 따라 결과가 제각각인 문제가 있었다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 뇌 MRI를 찍을 때 뇌뿐 아니라 양쪽 귓불을 포함한 얼굴이 함께 촬영된다는 점에 주목했다. 뇌 MRI 영상에서 얼굴을 추출한 뒤, 귓불 부위를 분석해 프랭크 징후를 자동으로 찾아 표시하는 인공지능(AI) 모델을 개발했다.

연구팀은 분당서울대병원에서 수집한 400건의 뇌 MRI를 바탕으로 전문가가 수동으로 구분하고 표시한 프랭크 징후를 AI에게 학습시켰다. 이후 학습에 사용하지 않은 별도의 데이터셋(총 600건)으로 1차 검증, 충남대병원·강원대병원·세브란스병원 다기관 데이터셋(총 460건)으로 2차 검증을 진행했다.

그 결과 전문가가 수동으로 표시한 영역과 AI가 자동으로 분할한 영역의 일치 정도를 측정하는 DSC(Dice 유사도 계수, 1에 가까울수록 유사) 값이 두 차례의 검증에서 0.734, 0.714로 나타났다. 이는 AI가 찾아낸 영역이 전문가의 판단과 70% 이상 부합한다는 뜻으로, 의료영상 분야에서 높은 수준으로 인정받는다.

3차원 원본 이미지(A)를 토대로 전문가가 수동으로 직접 표시한 주름(B)과 AI가 예측해 자동으로 표시한 영역(C). DSC 값은 두 영역의 겹침 정도를 수치화한 것으로, AI가 전문가와 거의 일치하게(약 87%) 주름을 찾아냈다는 의미를 가진다. 분당서울대병원 제공

또 프랭크 징후의 유무를 얼마나 정확히 구분하는지를 나타내는 AUC(분류 성능, 1에 가까울수록 우수) 값은 모두 0.9 이상을 기록했다. 이로써 AI 모델이 다양한 임상 현장에서 안정적으로 작동할 수 있음을 연구팀은 입증했다.

연구팀은 이 AI 모델을 활용해 유전자 돌연변이로 생기는 뇌소혈관질환인 카다실 환자의 뇌 손상 정도와 프랭크 징후 간 연관성 분석했다. 카다실 환자의 뇌에선 중심부를 둘러싼 부위가 손상돼 하얗게 변하는 뇌백질변성이 나타나며, 그 범위가 넓어질수록 뇌졸중 및 치매 위험이 증가한다.

유전자 검사로 확진된 카다실 환자 81명, 그리고 이들과 연령·성별을 일치시킨 일반인 54명을 대상으로 프랭크 징후와 뇌백질변성 간 연관성을 분석한 결과 카다실 환자군의 프랭크 징후 발생률(66.7%)은 일반인(42.6%)보다 유의미하게 높았다. 다른 요인을 통제한 뒤에도 카다실 환자는 일반인보다 프랭크 징후가 나타날 확률이 4.2배 높은 것이 확인됐다.

김기웅 교수는 “이번 연구를 통해 논란을 거듭해 온 프랭크 징후가 단순 노화 지표가 아니라 유전성 뇌소혈관 손상의 정도를 객관적으로 반영한다는 과학적 근거를 제시했다”며 “프랭크 징후만으로 질환을 진단할 수는 없지만, 다른 혈관성 질환 위험인자가 있다면 귓불 주름이 추가적인 신호가 될 수 있으므로 전문의 상담을 받아보는 것이 좋다”고 말했다.