우리대학 자연과학대학 스포츠의학과의 김철현 교수는 의료과학대학 의약공학과 송건형교수, 건국대병원 정소정교수, 교원대학교 김혜진교수, Salisbury University 전권찬 교수 연구팀과 함께 생체전기저항법(BIA, Bioelectrical Impedance Analysis)에서 사지골격근량의 분석을 위해 2MHz 인피던스와 5kHz 리액턴스가 적용된 인체성분 분석 알고리즘을 개발하였다.

최근 질병으로 등재된 근감소증(ICD10-CM: M62.84)의 진단에는 DXA(Deul X-ray Energy Absorptionmetry)가 주로 사용되어 왔다. DXA는 2개의 에너지준위에 있는 방사선을 사용하여 사지의 제지방(appendicular lean mass)을 분석해 사지골격근량을 진단하는 장치이다. 그러나 DXA는 인체에 유해한 방사선을 사용하고 고가의 장비로 제한된 공간을 사용하는 문제가 있다. 따라서 안전하고 의료현장에서 쉽게 사용할 수 있는 사지골격근량 분석 장치의 개발이 최근 주요 관심을 받고 있는 실정이다. 특히, 생체전기저항법은 인체에 70μA~300μA의 미세한 전류를 보내어 체성분의 저항과 세포막의 리액턴스(전기용량)를 얻어내는 비침습적이고 안전하며 접근성이 용의한 현장친화형 인체성분 분석장치로 주목받고 있다.

이 결과로 근감소증을 진단하는데 생체전기저항법을 적용하는 것이 세계적인 추세가 되고 있다. 현재 각국의 선진국에서는 국민들의 근감소증을 진단할 수 있는 생체전기저항법 장치와 함께 근감소증 진단 알고리즘을 활발하게 개발하고 있는 실정이며, 국내는 김철현 교수 연구팀이 ㈜인바디와 협력하여 개발하게 되었다.

김철현 교수 연구팀은 한국인에서 근감소증을 진단하기 위한 생체전기저항법의 사지골격근 분석 알고리즘을 개발하였다. 기존의 인바디의 생체전기저항분석법이 사용하던 1kHz, 5kHz, 50kHz, 250kHz, 500kHz, 1MHz의 주파수 영역대를 확장하여 2MHz와 3MHz까지 확장하여 임피던스의 골격근에 대한 세포막의 투과도(permeability)와 사지의 체수분에 대한 전도성(conductivity)을 높여 임피던스를 이용한 사지골격근량을 정밀하게 검사할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 특히, 다주파수 임피던스 중에서 2MHz 임피던스와 1kHz 리액턴스(Reactance)가 사지의 제지방 (Appendicular Lean Mass)을 정밀하게 분석할 수 있는 알고리즘 인자로 발견하였다.

이 결과로 고주파수 및 다주파수 임피던스 파라미터를 이용한 사지골격근량 알고리즘이 매우 정밀한 수준에서 개발이 되었으며, 실제로 기존에 국가별로 보고된 사지골격근량 알고리즘을 비교한 결과 김철현 교수 연구팀의 알고리즘이 가장 높은 정밀도와 정확도를 증명하게 되었다.

교신저자인 김철현 교수는 “근감소증을 진단에 인바디와 같은 생체전기저항분석법을 이용하려는 것이 세계적인 추세이며, 근감소증을 진단하기 위한 많은 나라들이 자국민의 근감소증을 진단해서 생체전기저항분석법 알고리즘을 앞 다투어 개발하고 있는 추세이다. 우리나라도 고령사회가 되어 근감소증 유병률이 급격히 증가하고 있어 안전하고 간편하면서도 정밀한 골격근량의 검사 장치의 개발이 매우 중요한 실정이며, 본 연구는 ㈜인바디와 협력하여 임상현장에 적용이 용이하면서도 정밀하게 근감소증을 진단할 수 있는 알고리즘을 개발하게 되었다”고 말했다.

연구결과는 최근 ‘한국인 노인에서 2MHz 임피던스지수의 사지골격근 추정식 개발(Two-megahearz impedance index prediction equation for appendicular lean mass in Korean odler people)’라는 제목으로 국제학술지 BMC Geriatrics (IF: 3.97, Geriatics and Gerontology 분야 상위 Q1, 2021 JCR 기준) 06월호에 게재됐다.