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, 3D

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 발전 시켜 가상공간상에서 다양한 실험 및 의료기기 시제품 개발이 가능하게 함으로써 국가 의료 및 관련 산업 발전을 유도할 것으로 기대한다.

Abstract ▼

5. Expected Results
● Acquisition of reliable, economic, advanced IT-based medical support technologies that can be used in the diagnosis and treatment of degenerative spinal diseases
● Vitalization of related research fields and industries by providing the developed human spinal information d

5. Expected Results
● Acquisition of reliable, economic, advanced IT-based medical support technologies that can be used in the diagnosis and treatment of degenerative spinal diseases
● Vitalization of related research fields and industries by providing the developed human spinal information database, model, and virtual simulator to relevant researchers
● Strengthened market competitiveness for Korea's medical equipment industry through the utilization of e-Spine
● Extension to a comprehensive "e-human" model integrating information about the entire body, which will enable diverse experiments and R&D on prototype medical devices in virtual space, and ultimately contribute to the advancement of Korea's medical and related industries
● Potential attainment of an advantageous negotiating position when importing advanced medical technologies from abroad, resulting from the possession of core support technologies for preventing and treating degenerative spinal diseases

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약 ... 5
• SUMMARY ... 40
• 목차 ... 42
• Ⅰ. 연구과제의 개요 ... 44
• 1. 연구의 목표 ... 44
• 가. 총괄 연구 목표 ... 44
• 나. 해당단계 연차별 연구 목표 ... 44
• 다. 연구개발 목표 ... 46
• 라. 연구개발 목표 설정의 근거 ... 51
• 2. 연구의 필요성 ... 52
• 가. NA 관련 사회․경제적 이슈와 NAP와의 관계 ... 52
• 나. NA 해결의 미래상 및 NAP의 중요성 ... 55
• 3. 연구의 범위 ... 58
• 가. 총괄 연구의 내용 및 범위 ... 58
• 나. 해당단계 연차별 연구수행 방법 및 결과 ... 63
• 다. 기술 로드맵 ... 85
• Ⅱ. 국내·외 기술개발 현황 ... 90
• 1. 기술동향 분석 ... 90
• 2. 기술수준 및 기술역량 분석 ... 91
• 가. 기술군의 기술수준 ... 91
• 나. 경쟁기관 대비 소관기관 기술개발 역량 ... 92
• Ⅲ. 연구수행 내용 및 결과 ... 97
• 1. 1차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 97
• 가. 중점과제 1: 핵심 척추 정보 데이터베이스 구축 및 관리 체제의 기반 마련 ... 97
• 나. 중점과제 2: 가상 척추 플랫폼 개발을 위한 생체공학 기반 기술 개발 ... 115
• 다. 중점과제 3: 슈퍼컴 기반 시뮬레이션 환경 프로토타입 개발 ... 131
• 2. 2차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 139
• 가. 중점과제 1: 핵심 척추 정보 데이터베이스 구축 및 데이터 연계 강화 ... 139
• 나. 중점과제 2: 의료영상, 동작, 생체 신호 기반 퇴행성 척추 분석 기술 확복 ... 168
• 다. 중점과제 3: 슈퍼컴 기반 시뮬레이션 환경 기능 확장 개발 ... 185
• 3. 3차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 212
• 가. 중점과제 1: 핵심 척추 정보 데이터베이스 구축 및 데이터 제공 체계 마련 ... 212
• 나. 중점과제 2: 퇴행 척추 모델 개발 완료 및 개발 모델을 이용한 의료기기 평가 ... 252
• 다. 중점과제 3: 슈퍼컴 기반 시뮬레이션 환경 개발 통합 완성 ... 279
• 4. 4차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 323
• 가. 중점과제 1: 온톨로지 기반 유형별 척추 정보 데이터베이스 기반 구축 ... 323
• 나. 중점과제 2: 척추 모델 통합 및 의료기기 성능 평가 ... 359
• 다. 중점과제 3: 척추 정보 데이터베이스 연동 e-Spine 시뮬레이터 환경 개발 ... 403
• 5. 5차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 428
• 가. 중점과제 1: 온톨로지 기반 유형별 척추 정보 연계 체제 구축 ... 428
• 나. 중점과제 2: 척추 모델 고도화 및 척추 근골격 분석 기술 개발 ... 447
• 다. 중점과제 3: 다중 메쉬 모델 지원 e-Spine 시뮬레이터 환경 개발 ... 488
• 라. 중점과제 4: 가상 척추 메쉬 모델 유효성 검증 연구 ... 525
• 6. 6차년도 연구수행 내용 및 결과 ... 533
• 가. 중점과제 1: 온톨로지 기반 유형별 척추 정보 DB 및 연계 체제 활용 ... 533
• 나. 중점과제 2: 척추 모델 고도화 완성 및 의료기기 시제품 개발 ... 566
• 다. 중점과제 3: e-Spine 시뮬레이터를 위한 웹기반 전후처리기 기술 개발 ... 602
• 라. 중점과제 4: 노인성 척추 질환 치료를 위한 포커스 초음파 활용 선행 연구 ... 630
• Ⅳ. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 645
• 1. 연구개발 목표의 달성도 ... 645
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 658
• Ⅴ. 연구결과의 활용 계획 ... 660
• 1. 연구결과물 성과활용 ... 660
• 2. 과학․기술적 성과활용 ... 662
• 3. 사회․경제적 성과활용 ... 663
• Ⅵ . 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 664
• 1. 생체 내 척추 관절력 및 근력 예측 기술 ... 664
• 2. 마이크로 채널을 통한 전단응력이 세포증식과 골형성에 미치는 영향 ... 684
• Ⅶ. 참고문헌 ... 714
• 부록 ... 718
• 부록-1. 연구성과 집계 ... 718
• 부록-3. 국내·외 기술개발 현황 ... 771
• 부록-4. 2015년 평가의견 반영 보완내역 ... 818
• 끝페이지 ... 831