AI가 자폐 치료길도 열어주길...2~4세 초기진단법 개발

뇌의 백질(白質) 경로를 따라
물 분자 이동 패턴 분석하는 기술
AI 기술도 적용해 정확도 98.5%

자폐 스펙트럼 장애(ASD)를 2∼4세 때 조기 진단할 수 있는 인공지능(AI) 기술이 개발됐다. 정확도 역시 98.5%에 달해 이른 나이에 자폐증을 진단하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

25일(현지시간) UPI 통신은 미국 루이빌(Louisville)대학 생명공학과의 아이만 엘-바즈 박사 연구팀은 확산 텐서 자기공명 영상(DT-MRI) 분석으로 자폐아를 진단할 수 있는 AI 시스템을 개발했다고 보도했다.

자폐 스펙트럼 장애는 일차적으로 뇌의 신경 연결망이 올바르지 못한 질환이다. 연구진이 뇌의 신경망을 들여다볼 수 있는 DT-MRI 기술을 사용한 이유다.

DT-MRI는 물 분자의 확산 정도를 파악하는 MRI 기법으로, 이 기술을 이용하면 뇌의 백질(white matter) 경로를 따라 물 분자가 어떻게 이동하는지를 잡아낼 수 있다고 연구팀은 설명했다.

이를 통해 사회적 소통 손상, 반복 행동 같은 자폐 증상으로 이어질 수 있는 비정상적인 신경 연결을 포착할 수 있다.

DT-MRI 스캔 후엔 뇌 조직 이미지를 분리하고 뇌 영역 간의 연결 수준을 나타내는 영상 마커를 추출한다. 이후엔 AI 알고리즘 기술이 적용된다. 기계학습 알고리즘을 통해 자폐 아동의 뇌에 있는 특징적 패턴을 정상적으로 발달한 정상아의 뇌와 비교하는 방식이다.

실제로 연구팀은 ‘자폐증 뇌 영상 자료’(ABID)에서 생후 24~48개월 된 아이 226명의 DT-MRI 뇌 영상을 이 AI 기술로 분석했다. 이 아이들 중 126명은 자폐아였고 100명은 정상아였다. 이 AI 시스템은 98.5%의 정확도로 자폐아를 구분해 냈다.

연구진에 따르면 현재 자폐 장애 진단에 사용되는 도구들은 주관적이다. 특히 자폐아와 정상아의 경계에 있는 아동일수록 진단이 더욱 어렵다. 따라서 자폐 장애 조기 진단을 위한 새롭고 객관적인 기술 개발이 시급하다고 연구팀은 강조했다.

미국 질병 통제 예방 센터(CDC)의 ‘2023 자폐 장애 지역사회 보고서’에 따르면 3세 이전에 발달 평가를 받는 자폐아는 절반에도 못 미친다. 자폐 스펙트럼 장애 기준에 해당하는 아이들도 30%는 8세가 될 때까지 공식 진단을 받지 못하고 있는 상황이다.

이에 새로 개발된 AI 기술로 먼저 자폐장애를 평가하고 이어서 심리전문가가 결과 확인을 하면 이들의 작업 부담을 최대 30%까지 줄일 수 있을 것이라고 연구팀은 말했다. 연구팀은 이 AI 기술을 식품의약청(FDA)으로부터 승인받아 상품화할 수 있기를 기대하고 있다.

한편 이 연구 결과는 시카고에서 열린 북미 영상의학 학회(RSNA) 연례 학술회의에서 발표됐다.