바이오인

핵심내용

약물투입, 와이어 삽입 없이 관상동맥 질환 예측
- 컴퓨터 시뮬레이션으로 고통없이 저렴하게 협심증, 심근경색 예측 -
-『신산업 창조 프로젝트』지원으로 2년만에 기술사업화 성과 창출 -

□ 미래창조과학부(장관 최양희, 이하 미래부)는「신산업 창조 프로젝트*」를 수행한 강원대 사업단(단장 심은보 교수)이 약물 투입도, 가이드 와이어(guide-wire) 삽입도 필요 없이 컴퓨터 시뮬레이션으로 관상동맥 질환을 예측하는 서비스 개발에 성공했다고 밝혔다.

   * 기초‧원천기술의 융합 및 후속 R&D와 기술사업화를 동시 지원하여 신속한 시장진출과 신산업‧시장 창출을 견인(국정과제 ‘과학기술을 통한 창조경제 기반조성’)

 ㅇ 이는 CT(컴퓨터 단층촬영) 장비로 촬영한 영상을 활용하는 SW 기반 시뮬레이션 방법으로, 빠르게 성장 중인 국내‧외 심장질환 진단 시장*에서 새로운 의료영상 SW 시장을 개척할 것으로 기대된다.

    * 심장질환 진단 시장 전망(2013 중소기업 기술로드맵, 중소기업청) : (세계시장) 9.7조원(’12)→13.6조원(’16), (국내시장) 405억원(’12)→597억원(’16), 年10.2% 성장

□ 한국인 사망원인* 2위로 알려진 심장질환의 대부분이 협심증, 심근경색 등의 관상동맥 질환인데, 현재 이를 치료하기 위해서 임상에서는 스텐트를 이용한 중재시술이 시행되고 있다.
    * 한국인 사망원인(통계청, 2014) : 1위 암(10만명당 146.5명), 2위 심장질환(10만명당 52.5명), 3위 뇌혈관 질환(십만명 당 51.5명)

 ㅇ 이러한 스텐트 시술여부를 판단하기 위해 사용되는 임상적 지표가 FFR(Fractional Flow Reserve, 심근분획혈류예비력) 검사로, 환자에게 아데노신이라는 약물을 주입해 심장을 운동상태로 만든 후 압력센서가 부착된 가이드 와이어를 혈관에 삽입하여 협착이 나타난 부위 전후의 압력을 측정한다.

 ㅇ 이 방식은 와이어 삽입이라는 침습(생체에 대한 상해)적인 방법을 사용한다는 문제점과 함께 약물에 따른 부작용이 우려되며, 약 150~200만원의 고비용이 든다.

□ 강원대 사업단이 개발한 ‘심혈관 시뮬레이션을 활용한 의료영상 서비스(CT-FFR 시뮬레이션 모델)’는 관상동맥 CT영상과 간단한 생리적 데이터(혈압, 심박동수 등)를 컴퓨터 시뮬레이션 기술을 활용해 분석하는 비침습적 FFR 예측 방법이다.

 ㅇ 기존 침습적 방법의 약물 투여나 가이드 와이어 삽입이 필요 없어 환자의 고통이 없고 비용도 크게 절감할 수 있다는 것이 장점이다.

 ㅇ 동 분야 선도기업인 미국 Heartflow社가 심근질량을 이용해 심장의 말초저항을 계산한 반면, 강원대 사업단은 간단하게 혈관 길이를 이용한 방식으로 계산시간과 계산량을 단축하는 성과*를 거둬,

   * 국제 SCI학술지 유럽생리학회지(Pflugers Archiv-European Journal of Physiology) ’16.6월호 게재

 ㅇ 기존에 시뮬레이션에 활용되는 고성능 클러스터 컴퓨터가 아닌 일반 PC에서 케이스당 3시간 정도에 분석이 가능한 시스템을 구현하였다.

 ㅇ 또한, 사업단은 환자 189명, 혈관 323개를 대상으로 울산대, 서울대, 인제대, 계명대, 부산대, 강원대 등과 CT-FFR 시뮬레이션의 임상유용성 평가를 진행한 결과, 기존 최고기술(Heartflow社) 수준의 임상결과*를 확보하였다.

   * 임상결과 중 일부는 국제 SCI학술지인 국제심장학저널(International Journal of Cardiology) ’16.8월호에 online 게재

□ 사업단은 연구성과의 조기 사업화를 위해 2014년 ㈜실리콘사피엔스를 창업한 데 이어, 금년 6월 식약처로부터 CT-FFR 제품 수출용 의료기기 제조허가, CT-FFR 서비스를 위한 GMP(Good Manufacturing Practice)를 획득했다.

 ㅇ 실리콘사피엔스는 동 기술을 바탕으로 최근 ‘관상동맥 질환 예측 분석 시범서비스’(HeartMediTM)를 출시하고 부산대 병원과 서비스 추진을 위한 MOU를 체결하는 등 사업화를 본격 추진할 계획이다.

< 관상동맥 질환 예측 분석 서비스 HeartMediTM 리포트 주요내용 >

□ 심은보 사업단장은 “신산업 창조 프로젝트 기술사업화 전문가단의 지원으로 해외 선도기업의 특허장벽을 뛰어넘는 독창적인 원천기술과 시장성이 높은 서비스를 구현할 수 있었다”면서, “동 서비스가 의료 현장에 본격 적용되면 관상동맥 질환의 편리하고 빠른 진단, 의료비용 절감 등 국민편익 증진에 크게 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

상세내용

■ 서비스 개요 및 국내‧외 기술 비교

□ 관상동맥 질환 예측 분석 시범서비스 개요

 ㅇ HeartMediTM는 흉통 등으로 내원하여 관상동맥 질환이 의심되는 환자의 진단을 보조하기 위한 서비스

 ㅇ 병원‧의료기관에서 환자의 관상동맥이 포함된 CT영상을 전송하고, 전송받은 CT영상을 활용하여 FFR 예측 후 분석결과 리포트를 작성하여 병원‧의료기관에 전송

   - 의사는 결과 리포트를 활용하여 진단시 보조데이터로 활용

 ㅇ CT-FFR 계산결과 뿐만 아니라 관상동맥 협착의 원인이 되는 관상동맥 내부의 석회화 정도를 분석하여 의사 및 환자에게 서비스를 제공하고,

   - 협착이 있는 환자의 경우에는 ‘가상 스텐트 시술 시뮬레이션’을 수행하여 시술 이후의 환자 혈관의 상태변화 등을 제공

< 관상동맥 질환 예측 분석 서비스 프로세스 >

□ 실리콘사피엔스와 선도기업(미국 Heartflow Inc) 기술비교

※ LPM(Lumped parameter model) : 관상순환계의 생리학적 전기회로 모델

...................(계속)

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