한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
심방세동(Atrial fibrillation)은 가장 흔한 부정맥 질환 중 하나입니다. 고령화 사회의 진행으로 인해 심방세동의 유병률과 발생률이 증가하고 있으며, 이로 인해 동반된 합병증과 사망률 및 사회적 비용도 증가하고 있습니다. 심방세동을 치료하기 위한 방법 중에 시술적인 치료 방법이 있으며, 그 근간에는 심방세동의 원인으로 생각되는 폐정맥을 목표로 전기적으로 고립시키는 폐정맥고립술 (pulmonary vein isolation)이 있습니다. 불완전한 폐정맥고립술 (Incomplete PVI) 또는 시술 이후의 폐정맥 재연결 (pulmonary vein reconnection)은 시술 후 재발의 주요 인자 중 하나로 알려져 있습니다. 폐정맥고립술의 특성을 이해하기 위해서는 PVI의 조건을 변경해보며 분석해야 하는데 실제 환자에게서 직접 비교하는 연구는 윤리적 제한이 있을 수밖에 없습니다. 본 연구는 이를 극복하고자 심방세동으로 시술한 환자의 전기 해부학 지도 (electro-anatomical map, EAM)와 computed tomography (CT) 데이터를 기반으로 컴퓨터 모델링 기법을 이용하여 digital twin을 구축하고, digital twin에서 PVI의 조건을 다양하게 변경하면서 가상의 심방세동을 유도하였을 때 발생되는 변화를 연구하였습니다. 본 연구를 통해 좁은 범위의 고립술 (ostial PVI), PVI의 gap이 많을수록 (more PVI gaps), 폐정맥 바깥의 trigger가 있을 경우 (extra-PV trigger) 심방세동이 종결되지 않고 유지되는 것을 확인할 수 있었습니다.
Digital twin은 예방의학과 환자맞춤의학(preventive medicine, personalized medicine)에 맞추어 점차 부각되고 있는 분야입니다. 발전하는 그래픽 기술과 성능, 그리고 방대해지는 임상 자료들을 통합하여 환자의 진단, 예후 판정 및 맞춤 치료를 하는 시대가 다가오고 있습니다. 전세계 다양한 분야에서 digital twin에 대한 연구가 진행되고 있으며, 특히 부정맥 분야에서는 영상자료 (magnetic resonance imaging(MRI) 또는 CT)와 심장의 전기적인 신호 (비 침습적인 자료: 심전도, 침습적인 자료: EAM) 등을 이용하여 digital twin을 만들고 이에 대해 분석하는 연구들이 이루어지고 있습니다. 기술이 발전할수록 해당 분야는 더 정교해지고 빠르고 정확해질 것입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
신촌 세브란스병원의 심혈관병원 부정맥센터는 한국에서 가장 큰 부정맥 센터입니다. 전국의 다양한 환자분들이 찾아오시며 아침부터 저녁까지 시술 및 치료와 연구, 교육에 힘쓰고 있습니다. 임상 환자의 진료, 시술 및 케이스, 저널, 연구 미팅이 진행되며 다양한 피드백을 통하여 성장을 할 수 있는 교육기관입니다. 본 연구는 연세대학교 의과대학 심장내과 박희남 교수님 지도하에 진행되었습니다. 제가 소속된 연구실은 artificial intelligence (AI), patient specific computational modeling (digital twin), genome-wide association study (GWAS) 등의 다양한 도구들을 활용하여 부정맥 질환의 병인, 위험인자, diagnostic marker, therapeutic target, prognostic marker or response 등을 규명하는 연구를 진행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
제가 지금 하고 있는 일은 치료에 참여하기로 동의해주신 환자분들이 없었더라면 할 수 없었을 일이기에 참여해주신 환자분들에게 감사의 마음을 가집니다. 연구활동을 하다 보면 생각한 대로 진행이 될 때도 있지만 그렇지 않을 때도 있습니다. 이 때, 차분하게 무엇이 맞는 것인지를 생각할 수 있게 항상 격려해주시고 옳은 방향으로 인도해주시는 훌륭한 교수님들이 계셔서 방황하지 않고 연구를 계속할 수 있었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
제가 지도교수님과 면담할 때. “자네의 꿈은 무엇인가?”라는 물음에 “가정적인 아버지가 되어 행복하게 살고 싶습니다.”라고 소박하게 말씀드렸는데 더 구체적인 꿈을 가지시라는 조언이 생각이 납니다. 어떤 꿈을 가지게 되는지는 본인의 평소 생각, 말, 그리고 행동에서 만들어집니다. 내가 오늘 하는 일들이 작은 것일지라도 결국 나의 구체적인 꿈과 목표가 만들어지고 이를 향해 나아가는 한걸음이 됩니다. 흘러가는 시간이 후회되지 않도록 구체적인 꿈을 가지세요.
두 번째로 열심히 사는 것도 중요하지만 잠깐의 휴식은 반드시 필요합니다. 심적으로 혹은 물리적으로 힘들고 답답할 때 자신만의 휴식 방법이나 취미를 통해서 스트레스 관리를 하셨으면 좋겠습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
앞으로도 부정맥 분야에서 기초, 중개, 임상 등 다양한 연구를 진행하려고 합니다. Digital twin을 이용한 연구뿐만 아니라 인공지능, big data 등의 다양한 tool을 활용하여 사회와 환자들에게 도움을 주려 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
학생때부터 학생 연구의 기회를 마련해 주신 박희남 교수님께 감사드립니다. 부족한 저를 열심히 지도해주시고 이끌어 주셨기에 제가 포기하지 않고 끝까지 연구를 진행하고 새로운 꿈을 가질 수 있게 되었습니다. 연구 전반에 걸쳐서 도움을 주신 이문형 교수님, 정보영 교수님, 엄재선 교수님, 김태훈 교수님, 유희태 교수님, 박제욱 선생님, 김대훈 선생님, 김문현 선생님 모두에게도 감사 인사를 올립니다. 그리고 기초 연구실에서 digital twin의 모델링을 전적으로 도와준 권오석 박사님, 임병현 박사님, 김상빈 연구원께도 감사드립니다. 그리고 논문의 컨셉과 초안을 구상하였던 진제에게도 진심으로 감사의 인사를 드립니다. 마지막으로, 제가 연구에 매진할 수 있게 응원해주고 격려해준 사랑하는 아내와 무럭무럭 크는 저희 딸에게 고맙고 사랑한다고 말하고 싶습니다. 감사합니다.
#atrial fibrillation
# digital twin
# pulmonary vein isolation
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