최근 미국 식품의약청(FDA)는 Personalized Medicine의 중요성을 강조하고 있는 추세다. 같은 병명의 질병을 가졌다고 할지라도 사람마다 유전적인 특징이 다를 수가 있고, 생물학적으로 약물에 반응하는 정도가 모두 다르기 때문에다. 이에 따라 함께 강조되고 있는 것이 환자들을 아형에 따라 하위그룹으로 나누는 "Phenotypic Subgrouping"이다. 

Subgrouping을 위해 사용할 수 있는 비지도 기계 학습(Unsupervised Machine Learning) 방법은 여러가지가 있을 수 있지만, 질환을 범주화 하기에는 어려움이 있다. 이제 새롭게 등장한 것이 토폴로지 데이터 분석(Topological Data Analysis, TDA)이다. TDA는 일종에 Partial Clustering 방법으로 질병이 Spectrum 형태로 분포하는 경우에, 매우 유용하게 적용할 수 있는 클러스터링 방법이다.

토폴로지 데이터 분석에서 Input Features를 선택하는 방법은 많이 있지만, 이번 연구에서는 로지스틱 회귀분석을 이용해서 수술후 섬망 발생에 영향을 미치는 위험인자를 우선적으로 찾아냈다. 이렇게 찾아낸 위험인자는 노인 인지기능 평가 지수(MMSE), 심경증, 성실성, 수술시 마취의 종류이다. 이 4개의 특징 변수의 Principal Component를 찾아내서, 이를 Mapper의 filter metric으로 사용했다. 아래 그래프에서 노드의 색깔은 filter metric이다. Mapper에 input으로 사용된 distance metric으로는 L2-distance를 사용했고, 클러스터링 알고리즘으로는 single-linkage dendrogram을 적용했다. 

분석 결과로 생성된 Topology of patient-patient networks에 여러 임상 변인들을 mapping해보니, 섬망의 하위 그룹이 2개 정도로 나눠지는 것을 발견했다. 하나의 섬망 그룹은 인지기능 평가지수가 낮으면서 수술시에 부분마취를 했던 환자그룹(G1)이고, 또 다른 섬망 그룹은 인지기능 평가점수는 보통이지만, 신경증 지수가 매우 높고, 성실성 점수가 낮으며 수술시에 전신마취를 했던 환자 그룹(G2)임을 밝혔다.

재미있는 것은 로지스틱 회귀 분석에서는 혈액내 단백질 총량이나 알부민 수치가 섬망의 위험인자가 아닌것으로 나타났지만, 이 두 변인을 Patient-patient network에 Mapping 했더니, 섬망이 발생한 그룹에도 단백질과 알부민 수치가 낮은 것으로 나타났다. 이 두 수치가 환자의 영양상태와 관련 있음 고려했을때, 수술 전에 환자의 영양 상태가 섬망 발생에 영향을 미칠 수 있음을 밝힌 셈이다. 이는 같은 데이터에 로지스텍 회귀분석을 적용했을때는 발견할 수 없던 결과로, TDA 연구의 중요성이 강조되는 부분이다.

본 연구는 2016년 11월에 BMC Psychiatry 학술지에 게제되었다.
저널 바로가기: https://bmcpsychiatry.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12888-016-1079-z



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박사학위를 마친지 반년 정도가 지났다. 졸업한 연구실에서 1년 반 정도는 더 있을 수 있고, 그렇게 하기로 교수님과 약속을 한 상태이기 때문에 아직은 해외 포닥을 전투적으로 알아보고 있지는 않다. Job opening에 지원을 많이하더라도 인터뷰 까지 가는 경우가 많지는 않겠지만, 인터뷰에 합격하고 나면 대부분 4-5개월 이내에 일을 시작할 수 있는 포닥을 찾는 채용 공고가 많기 때문이다. 또, 아내와 만 2살이 안된 아이와 함께 외국에서 생활하는 것을 결심하는 것은 쉬운 일이 아닌것 같다. 여러 지인들은 "외국에 가게되면 살아지게 된다." 라며 응원해 주셨지만, 막상 제주도 갈때 말고는 비행기를 타본적이 없는 아내가 외국에서 두려움 없이 잘 생활할 수 있을 것인가? 는 조금 다른 문제 인것 같다는 생각을 하고 있었다.

그러던 중에 마침 기회가 좋아서 오스트리아 비엔나에서 열리는 Resting State Brain Connectivity 학회에 참석할 수 있었고, 짧은 기간이지만 아내에게 외국에서 생활을 체험시켜 주고 싶었다. 그래서 이번 출장은 "나의 학문적 발전" 과 "아내의 유럽생활 체험" 두가지 목표가 있었다. 첫번째 목표는 학회장에 열심히 출석해서 발표를 듣고 외국인들과 교류하는 것인데, 늘 해오던 것이라 문제 없고, 두번째 목표인 "아내의 유럽생활 체럼"을 위해서 1주일간 현지인처럼 살아보는 것을 목표로 했다. 그래서 숙소를 호텔이 아닌 도시 스타일 Flats으로 정했고, 근처에 전통시장에서 장도보고, 아침 식사는 매일 직접 해먹고 있다.

생각보다 전통시장의 (채소/과일 등) 물가는 서울 물가와 비슷했고 이정도면 포닥 월급으로도 3인 가족이 살아가는 것에는 크게 무리는 없어 보입니다. 학회 시작 3일 전에 비엔나에 도착해서 2일 정도 아내와 같이 시내 구경을 했다. 3일차 부터는 아내 혼자서 시내를 잘 돌아 다니고 비엔나에 잘 적응하는 것 같아 보였다. 이정도면 유럽권 국가에서 포닥을 한다면, 가족 모두가 잘 생활해 나갈 수 있지 않을까? 생각해 본다. 미국은 조금 다른 느낌이기에, 내년에 미국에서 출장이 있다면 체험삼아 함께 가보고 싶다.

숙소에서 직접 해먹는 식사는 2-3만원짜리 호텔식보다 훨씬 훌륭한것 같습니다.



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2009년에 폴란드 Krakow에서 열린 Europhysics 학회가 나의 첫 해외 학회였다.

첫 해외 학회를 동료없이 혼자 참석해서 그런지, 학회에 혼자 오는 것이 여럿이 함께하는 것보다 더욱 익숙하다. 물론 모두 함께 올때는 나름의 재미가 있다. 제네바에서 있었던 OHBM 학회가 그랬다.

여튼 2009년 첫 학회 부터 지금까지 야외 포스터 세션은 처음이다. 야외 포스터 세션은 아마도 비엔나 대학에서만 가능하지 않을까? 정말이지 낭만이 있는 포스터 세션이다. 포스터 보다가 지치면 앉아서 쉬기도 하고, 동료와 자연스럽게 복잡한 포스터 세션장으로부터 빠져나와 벤치에 앉아서 토의도 할 수 있고.


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