초록 ▼

본 사업은 IT 기술/슈퍼컴을 활용하여 인체 척추 정보 데이터베이스, 3D 고정밀 모델과 가상 척추 시뮬레이터를 구현하고 진단/수술/재활을 담당하는 의사, 의료 기기 업체 및 비의료 헬스케어 등 연구자, 의료인 및 산업체에 제공하여 이를 활용한 의료기기 시제품을 선도적으로 개발함으로써 신뢰성, 안정성 및 경제성을 갖춘 IT 기반의 척추 퇴행성 질환 대응 기반을 목표로 한다. 본 사업은 목표 달성을 위해, 인체 척추 정보 데이터베이스, 관련 정보 간 연계 • 융합을 위한 온톨로지 기반의 관리 • 서비스 체제 및 인체 척추 모델 구축,

본 사업은 IT 기술/슈퍼컴을 활용하여 인체 척추 정보 데이터베이스, 3D 고정밀 모델과 가상 척추 시뮬레이터를 구현하고 진단/수술/재활을 담당하는 의사, 의료 기기 업체 및 비의료 헬스케어 등 연구자, 의료인 및 산업체에 제공하여 이를 활용한 의료기기 시제품을 선도적으로 개발함으로써 신뢰성, 안정성 및 경제성을 갖춘 IT 기반의 척추 퇴행성 질환 대응 기반을 목표로 한다. 본 사업은 목표 달성을 위해, 인체 척추 정보 데이터베이스, 관련 정보 간 연계 • 융합을 위한 온톨로지 기반의 관리 • 서비스 체제 및 인체 척추 모델 구축, 3D 고정밀 인체 척추 정보 모델링을 위한 인체 정보 분석 • 융합 기술 개발 그리고 기기 제품화 지원을 위한 슈퍼컴퓨터 기반의 가상 척추 시뮬레이터 구현 및 이를 활용한 의료기기 시제품 개발을 수행한다. 결론적으로 본 사업의 연구성과를 통해 퇴행성 척추 질환 진단 및 치료에 적용 가능한 신뢰성과 경제성을 갖춘 IT 기반의 첨단 의료 지원 기술을 확보하고 인체 정보 전반을 통합한 e-human으로 발전시켜 가상공간상에서 다양한 실험 및 의료기기 시제품 개발이 가능하게 함으로써 국가 의료 및 관련 산업 발전을 유도할 것으로 기대한다.

Abstract ▼

1. Goal of e-Spine
Development of a human spine information database and a high-precision 3D model the human spine to serve as the basis for devising economical, reliable, and stable countermeasures against degenerative spinal diseases
Implementation of an e-Spine virtual spine simulator an

1. Goal of e-Spine
Development of a human spine information database and a high-precision 3D model the human spine to serve as the basis for devising economical, reliable, and stable countermeasures against degenerative spinal diseases
Implementation of an e-Spine virtual spine simulator and development of medical equipments through integration of the database and 3D model
2. Research Content
Construction of a human spine information database, an ontology-based management/service system for linkage and integration of related information, and a model of the human spine
Development of human body information analysis/integration technology for high-precision 3D human spinal information modeling
Implementation of a super computing-based virtual spine simulator to support device commercialization, and development of prototype medical devices using the implemented simulator
3. What is e-Spine?
A computer-run simulation model created by mathematically modeling collected human spinal image data, which allows virtual testing without using a real spine
Comparison with a vehicle's navigation system

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약 ... 4
• SUMMARY ... 19
• 목차 ... 21
• Ⅰ. 연구과제의 개요 ... 23
• 1. 연구의 목표 ... 23
• 가. 총괄 연구 목표 ... 23
• 나. 해당단계 연차별 연구 목표 ... 23
• 다. 연구개발 목표 ... 24
• 라. 연구개발 목표 설정의 근거 ... 29
• 2. 연구의 필요성 ... 30
• 가. NA 관련 사회 • 경제적 이슈와 NAP와의 관계 ... 30
• 나. NA 해결의 미래상 및 NAP의 필요성 ... 33
• 3. 연구의 범위 ... 36
• 가. 총괄 연구의 내용 및 범위 ... 36
• 나. 해당단계 연차별 연구수행 방법과 결과 ... 38
• 다. 기술 로드맵 ... 46
• Ⅱ. 국내 • 외 기술개발 현황 ... 51
• 1. 기술동향 분석 ... 51
• 2. 기술수준 및 기술역량 분석 ... 52
• 가. 기술군의 기술수준 ... 52
• 나. 경쟁기관 대비 소관기관 기술개발 역량 ... 53
• Ⅲ. 연구수행 내용 및 결과 ... 58
• 1. 1차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 58
• 가. 중점1과제: 핵심 척추 정보 데이터베이스 구축 및 관리 체제의 기반 마련 ... 58
• 나. 중점2과제: 생체 역학적 척추 모델 및 해석 기술 개발 ... 75
• 다. 중점3과제: 슈퍼컴 기반 시뮬레이션 환경 프로토타입 개발 ... 91
• 2. 2차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 98
• 가. 중점1과제: 핵심 척추 정보 데이터베이스 구축 및 데이터 연계 강화 ... 98
• 나. 중점2과제: 인체 정보 분석 융합 기술 개발 ... 127
• 다. 중점3과제: 슈퍼컴 기반 시뮬레이션 환경 기능 확장 개발 ... 144
• 3. 3차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 171
• 가. 중점1과제: 핵심 척추 정보 데이터베이스 구축 및 데이터 제공 체제 마련 ... 171
• 나. 중점2과제: 퇴행 척추 모델 개발 완료 및 개발 모델을 이용한 의료기기 평가 ... 211
• 다. 중점3과제: 슈퍼컴 기반 시뮬레이션 환경 개발 통합 완성 ... 241
• Ⅳ. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 285
• 1. 연구개발 목표의 달성도 ... 285
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 288
• Ⅴ. 연구결과의 활용 계획 ... 291
• 1. 연구결과물 성과활용 ... 291
• 2. 과학 • 기술적 성과활용 ... 292
• 3. 사회 • 경제적 성과활용 ... 293
• Ⅵ. 연구과정에서의 수집한 해외과학기술정보 ... 294
• 1. 해외과학기술정보 수집방법 ... 294
• 2. 해외과학기술정보 수집내용 ... 294
• 3. NAP 사업에서 수집한 정보의 활용 방안 ... 313
• Ⅶ. 참고문헌 ... 314