[메디게이트뉴스 박도영 기자] 근감소증은 나이가 많아지면서 근육의 양과 근력, 근 기능이 감소하는 질환이다. 노인에게 흔하게 발생하며 이동성 감소, 낙상, 골절 위험 증가, 삶의 질 저하를 일으킬 수 있다.

근감소증을 진단하기 위해 신체 성능을 평가하는 다양한 도구가 사용되고 있지만, 기존 방법은 측정자나 환경의 주관적 편견에 영향을 받기 쉽다는 한계가 있었다. 이에 최근 디지털 바이오마커를 활용해 공간 제약 없이 간편하게 수행할 수 있으면서 정확도를 높일 수 있는 접근 방법이 제시되고 있다.

대표적으로 국내 디지털 헬스케어 기업 솔티드(Salted)가 개발한 보행 분석 솔루션 '뉴로게이트(Neurogait)'가 있다. 식품의약품안전처로부터 1등급 의료기기 품목허가를 받은 스마트 깔창인 뉴로게이트 인솔을 사용해 보행 주기, 지면 접촉 시간, 압력 중심 이동 패턴, 분당 걸음 수 등 보행 정보를 수치화해 환자 맞춤형 분석을 할 수 있다.

특히 국내 연구진이 수행한 근감소증 환자 대상 연구에서 스마트 인솔 데이터와 자세 추정 인공지능(AI)을 결합한 모델로 고관절 및 발목 지표의 평가 정확도를 높였다.
 
고관절 골절 환자 신체 평가시 스마트 인솔 사용하면 효율성·정확성 높인다

인하대병원 정형외과 유준일 교수팀의 연구결과에 따르면, '노화 임상 및 실험 연구 저널(Aging Clinical and Experimental Research Journal)'에 게재된 논문에서 고관절 골절 환자를 대상으로 간편 신체 수행평가(SPPB) 시 스마트 인솔과 수동적 방법을 비교했다.

SPPB는 고관절 골절 후 회복 중인 고령자의 신체 기능을 평가하는 데 널리 사용되는 도구지만 기존에는 의료 전문가가 수작업으로 진행해 시간이 오래 걸리고 주관적인 해석이 개입되기 쉬웠다. 그러나 유 교수팀 연구 결과 스마트 인솔을 평가에 사용하면 시간과 자원을 절약하는 동시에 SPPB 측정의 정확도와 표준화를 개선해, 수동적 방법에 대한 신뢰할 수 있고 유효한 대안이 될 수 있음을 보여줬다.

연구팀은 "스마트 인솔 방법과 수동 방법 간의 높은 상관관계는 두 방법이 보행 및 균형의 유사한 측면을 포착하고 신체 기능의 일관된 측정치를 제공한다는 것을 나타낸다. 전체 SPPB 점수 및 개별 하위 검사 점수를 결정하는 데 있어서의 일치성은 스마트 인솔 방법의 타당성을 더욱 뒷받침한다"면서 "이번 연구 결과는 고관절 골절 환자의 SPPB 평가에 스마트 인솔을 일상적인 임상 실무에 도입할 수 있음을 시사한다"고 평가했다.

스마트 인솔의 추가 장점으로 효율성을 꼽았다. 수동으로 진행하는 것보다 완료 시간이 빨라 의료진의 시간을 절약할 수 있도록 해주며, 체력이 제한적이거나 전통적인 평가 절차를 부담스러워하는 환자에게도 도움이 될 수 있다는 것이다.

스마트 인솔과 자세 추정 통합 모델 사용 시 근감소증 환자 정확하고 세밀하게 구별

또 다른 연구에서 유 교수팀은 디지털 바이오마커를 사용해 근감소증 환자를 정상 인구와 더 정확하게 구별할 수 있음을 확인했다. 연구 결과 스마트 인솔과 자세 추정 데이터를 활용해 근감소증 환자의 신체 능력을 평가한 결과 12개 항목에서 유의미한 차이가 나타났다. 

이번 논문은 '사이언티픽리포트(Scientific Reports)'에 게재됐다.

연구팀에 따르면 스마트 인솔은 발의 생체 역학에 대한 자세한 정보를 제공하고 사용이 편리하며 비침습적이고 특별한 설정이 필요하지 않다는 장점이 있다. 카메라를 사용해 신체의 관절 움직임을 추적하는 기법인 자세 추정은 팔다리, 척추, 골반을 포함한 신체 전체를 포괄적으로 볼 수 있어 보행 비대칭과 같은 외부 변수를 더 쉽게 연구할 수 있다.

연구팀은 "근감소증에 대한 연구는 빠르게 발전하고 있는 분야로, 다양한 접근법을 통해 디지털 바이오마커를 식별하려는 노력이 계속되고 있다"면서 "이전 연구에서는 단일 측정 장치를 사용해 바이오마커를 식별하는 데 중점을 뒀지만, 보다 포괄적인 접근 방식이 필요하다는 것이 점점 더 분명해지고 있다"고 설명했다.

유 교수팀이 스마트 인솔과 자세 추정 기술을 활용해 근골격계 환자의 근감소증 분류 모델을 평가한 논문에서 실제로 포괄적인 접근 방식이 우수하다는 것이 확인됐다.

'근감소증 및 근육 저널(Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle)'에 게재된 논문에서 스마트 인솔과 자세 추정 데이터의 특징을 모두 통합한 랜덤 포레스트(random forest) 모델이 특히 엉덩이와 발목 변수에 대해 유의미한 결과를 도출했다.

연구팀은 "자세 추정을 활용한 것은 신체 관절의 위치 변화를 측정하기 위해 신체에 부착하는 웨어러블 기기의 한계를 극복하는 데 유리했다. 스마트 인솔은 미묘한 동작을 포착하는 데 탁월했고 발 밑 압력 변화를 감지해 보행 단계를 보다 세밀하게 구분할 수 있었다"고 말했다.

연구팀은 "최근 측정 기술의 발전으로 근감소증 진단의 정밀도가 크게 향상돼 다양한 평가 기법에서 새로운 디지털 바이오마커가 다시 등장하고 있다"면서 "이러한 발전은 다양한 질환을 관리하는 데 더 많은 디지털 바이오 마커를 식별하고 활용할 수 있는 유망한 방향을 제시한다. AI 기술과 진단 및 치료법의 융합은 근감소증과 같은 질환에 대한 개입을 개선할 수 있는 엄청난 잠재력을 제공한다"고 결론내렸다.