AI 홀로그래피 기술로 건강한 혈액 알아낸다

[파이낸셜뉴스]대구경북과학기술원(DGIST) 로봇및기계전자공학과 문인규 교수팀이 간단하고 빠르게 수혈 받을 혈액 품질을 자동으로 검사할 수 있는 인공지능(AI) 홀로그래피 시스템을 개발했다. 이 기술은 홀로그래피 기술과 인공지능(AI) 기술을 결합해 검사전 혈액에 화학적이거나 물리적 처리가 필요없다.

문인규 교수는 10일 "수혈하기 위한 적혈구를 저장기간에 따라 변화하는 3차원적 형상을 자동으로 분석할 수 있을 뿐만 아니라, 수혈이 가능한 건강한 적혈구인지를 판단하는 원천기술"이라고 설명했다.

또한 문 교수는 "저장된 적혈구세포 상태를 보다 세밀하게 확인하고 환자에게 수혈 전에 안전한 적혈구인지를 검사할 수 있어 향후 수혈 후 부작용 발생 최소화하는데 도움이 될 것"이라고 말했다.

적혈구는 산소를 운반하는 혈액의 주성분이다. 헌혈로 얻은 적혈구는 필요할 때 수혈되기까지 일정기간 저장해 수혈 전 건강한 적혈구인지를 확인해야 한다.

건강하지 못한 적혈구는 급성 폐 손상 등 치명적인 부작용으로까지 이어질 수 있다.

건강한 적혈구(discocyte)는 둥그런 원판 모양이지만, 시간이 지나면 막에 짧은 돌기가 나 있는 유극적혈구(echinocyte)로 변한다. 더 오래 되면 구 모양의 구상적혈구(spherocytosis)로 바뀐다. 오래된 적혈구는 혈액 속 산소와 이온 전달 능력이 떨어진다.

연구진은 홀로그래피 기술로 획득한 적혈구 3차원구조 영상데이터와 생성적 적대 신경망 기술(GAN)을 결합했다.

연구진은 이 기술을 이용해 8일부터 최대 57일 저장해 놓은 적혈구를 검사했다.

그결과 홀로그래피 영상에서 초당 150개 이상의 적혈구세포를 분할하고 동시에 분류해냈다. 또 8일 저장한 혈액에는 둥그런 원판모양의 적혈구가 많았으나 57일 저장한 혈액은 구상적혈구와 유극적혈구가 더 많이 확인됐다.

문 교수는 "앞으로 혈액관련 난치병 치료와 진단용 도구개발을 위해 혈액을 구성하는 적혈구, 백혈구 및 혈소판 특성을 홀로그래피 기술로 고속으로 자동 분석할 수 있는 방법 개발 연구를 진행할 예정"이라고 말했다.

[e-mail] 김만기 기자