초록 ▼

1. 근적외선 동적 분자 영상 시스템 개발: 임상에서 발등의 근적외선 형광을 실시간으로 촬영하고 영상을 입력받아 조직 관류로 계산, 진단 결과를 제시하는 자동화 프로그램이 탑재된 영상 시스템 재발
- 1. 영상 장비와 영상 분석용 프로그램이 탑재된 컴퓨터의 일체화된 영상 시스템 개발. 근적외선 조영제의 형광 영상을 촬영하기 가장 적합한 필터 및 렌즈를 탑재하고 초단위의 실시간 영상을 지원. 동적 영상은 관류 측정 자동화 프로그램을 통해 관류맵과 관류분포도를 제시함.
2. 동적분자영상 기법을 통해 측정된 조직관류의 임상적

1. 근적외선 동적 분자 영상 시스템 개발: 임상에서 발등의 근적외선 형광을 실시간으로 촬영하고 영상을 입력받아 조직 관류로 계산, 진단 결과를 제시하는 자동화 프로그램이 탑재된 영상 시스템 재발
- 1. 영상 장비와 영상 분석용 프로그램이 탑재된 컴퓨터의 일체화된 영상 시스템 개발. 근적외선 조영제의 형광 영상을 촬영하기 가장 적합한 필터 및 렌즈를 탑재하고 초단위의 실시간 영상을 지원. 동적 영상은 관류 측정 자동화 프로그램을 통해 관류맵과 관류분포도를 제시함.
2. 동적분자영상 기법을 통해 측정된 조직관류의 임상적 유용성 검증: 근적외선 형광 조영제인 인도시아닌 그린 (ICG)를 혈관내로 주입하고 개발된 근적외선 동적분자영상 시스템을 이용하여 발등의 ICQ 분자동역학을 실시간 촬영하여 동적 영상 분석을 통해 하지조직 관류를 계산하고 동맥경화 여부를 진단함. 진단 결과는 CT 혈관 촬영 영상 및 ABI(ankle brachial index)와 비교하여 정확성을 계산함.
2.1) 정상하지 40 (20명)과 하지동맥경화 환자 하지 37(20명 중 3명은 한쪽 다리에만 증세) 에서 측정된 각 하지의 평균 관류율 비교 결과, 정상군의 하지의 평균 관류율은 318 %/min로 환자군의 83.1 %/min에 비해 통계적으로 유의하게 차이가 남.
2.2) 각 하지에서 계산된 관류율 분포도를 기준으로, the poor perfusion rate (150%/min) 이하의 관류을 가지는 "Poorly perfused region (%)"을 정상군과 환자군에서 비교한 결과, 환자군에서는 $75\;{\pm}\;6\;%$ 인데 반해 정상군의 경우는 $20\;{\pm}\;4\;%$에 그쳐서 확률적으로 유의한 차이를 보임 (그림2). 따라서 본 연구에서는 환자에 대한 진단 기준으로 Poorly perfused region이 75% 이상을 차지하는 경우로 하였음.
2.3) ABI (Arterial Brachial Index)와 ICG perfusion imaging 방법을 이용한 하지동맥 경화 진단률 비교 : ABI 경우 특이도는 100% 이나, 민감도는 73%로 환자의 경우도 상당수가 0.9 이상으로 진단됨 . ICG의 경우 민감도 81%, 특이도 88%로 양호했음. 또한 PVD가 아니었으 나 환자로 진단된 5 cases의 경우 이 중 4 cases는 고지혈증(dyslipidemia)로 risk factor를 가지 고 있는 것으로 확인 됨.
3. 연구개발결과의 활용계획
- 정상에 포함된 고지혈증 환자 3명 중에 2명이 관류가 환자정도로 아주 낮게 진단된 결과, 해부학적 혈관 질환 (ex. occlusion)이 나타나기 전에 기능적인 혈관기능 저하를 진단할 수 있는 것으로 예상됨. 따라서 기능적 혈관 질환이 의심되는 질환을 가지는 환자 (당뇨, 고지혈증, 고혈압, 흡연)를 대상으로 하지 혈류의 조기 진단 가능성 여부를 임상 시험할 가치가 있는 것으로 보임.
- CT angiogram은 고비용 검사인데 반해 ICG perfusion imaging 검사법은 간단한 근적외 선 영상 장비만으로 검사가 가능하여 임상 활용성이 높아 시장성이 있음. 현재 (주)뷰웍스는 본 시제품 보안을 통해 제품화를 추진 중 임.

Abstract ▼

1. Development of near-infrared(NIR) dynamic-molecular imaging system: The optical imaging system includes the real time imaging part taking the NIR fluorescence emitted from tissues and the automatic image processing part which can evaluate the tissue perfusion rate using the dynamic fluorescence i

1. Development of near-infrared(NIR) dynamic-molecular imaging system: The optical imaging system includes the real time imaging part taking the NIR fluorescence emitted from tissues and the automatic image processing part which can evaluate the tissue perfusion rate using the dynamic fluorescence images and then transfer perfusion rate to the perfusion map and histogram.
- One piece imaging system with NIR CCD camera and automatic imaging processing software. Automatic imaging processing software offer the perfusion map and perfusion profile histogram.
2. Inspecting perfusion rate of lower limbs evaluated by NIR dynamic-molecular imaging
technique: In clinical trials, NIR fluorescence dye, Indocyanine green (ICG) has been injected through the brachial vein, and then, instantly, ICG fluorescences emitted from the back of foot have been taken for 10 mins with 5 sec interval. Dynamics of ICG of the each pixel has been evaluated to the perfusion rate. The volunteer has been diagnosed of the peripheral vascular disease (PVD) based on the perfusion rate. The diagnostic results were compared to the results from the CT-angiography and ABI.
2.1) Tissue perfusions of the 40 lower limbs from the 20 healthy volunteers and 37 lower limbs from the 20 patients with PVD had been evaluated. There was a statistically significant difference between the average perfusion rate from the normal limbs (318 %/min) and ischemic limbs (83.1 %/min).
2.2) From the perfusion histogram (Perfusion distribution) from each limb, "Poorly perfused region (%)" were defined as the region with the poor perfusion rate, lower than 150%/min. The poorly perfused region of the normal limbs ($20\;{\pm}\;4\;%$) showed significant lower compared to that of the ischemic limbs ($75\;{\pm}\;6\;%$).
2.3) Comparative evaluation of ABI and ICG perfusion imaging for the PVD diagnosis: ABI value lower than 0.9 was determined as the PVD with resulting sensitivity and specificity of 100 % and 73 %. In the ICG perfusion imaging, 75% of the poorly perfused region was determined as most optimal cutoff value with resulting sensitivity ad specificity of 81 % and 88 %, respectively (area under the curve, 0.846). Moreover, four cases of the five normal feet which were diagnosed as PVD had dyslipidemia which seemed to have high risk factor for vascular disease.
3. Planning to Use the Research
3.1) We expect that ICG perfusion imaging can diagnose the functional vascular diseases as well as the structural vascular disjunction such as dyslipidemia, hypertension or diabetes. Therefore, we are going to make clinical trials for inspecting early diagnosis of the functional vascular diseases to the patients with hypertension, diabetes, smoker.
3.2) Now, NIR dynamic-molecular imaging system have been commercialized by Veiworks Co. ICG perfusion imaging technique seems to be a highly marketable product because of simple and convenient device and low price examination.

목차 Contents

• II. 총괄연구과제 연구결과 ...14
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ...15
• 2. 국내외 기술개발 현황 ...16
• 2.1 세계적 수준 ...16
• 2.2 국내수준 ...16
• 2.3 국내.외의 연구현황 ...16
• 3. 연구개발과제의 추진체계 ...17
• 4. 연구개발 수행 내용 및 결과 ...18
• 4.1 광학 영상 시스템 개발 ...18
• 4.2 임상적 유용성 검증 ...19
• 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ...21
• 5.1. 총괄연구개발과제의 목표달성도 ...21
• 5.2. 관련분야 기여도 ...22
• 6. 연구개발결과의 파급효과 ...23
• 6.1. 기술적 파급효과 ...23
• 6.2. 경제.산업적 파급효과 ...23
• 6.3. 사회적 파급효과 ...23
• 7. 연구개발과제의 활용계획 ...24
• 7.1. 연구개발결과의 활용계획 및 추가연구의 필요성 ...24
• IV. 제 1 세부 연구과제 연구결과 ...25
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ...26
• 1.1 연차별 목표 ...26
• 1.2 연차별 개발 내용 ...27
• 2. 연구개발과제의 추진체계 ...27
• 2.1. 개발 일정 ...27
• 2.2. 개발 추진 체계 ...28
• 3. 연구개발수행 내용 및 결과 ...29
• 3.1 연구 방법 ...29
• 3.2 연구 결과 ...29
• IV. 제 2 세부 연구과제 연구결과 ...48
• 1. 연구개발과제의 목표 ...49
• 1.1 목표 ...49
• 1.2 연구 배경 및 필요성 ...49
• 2. 연구개발과제의 추진체계 ...50
• 3. 연구개발 수행 내용 및 결과 ...51
• 3.1 연구개발 수행 내용 ...51
• 3.2 연구 결과 ...55
• IV. 첨부서류 ...65
• 1. 자체평가의견서 ...67
• 2. 실적 증빙자료 ...71