보고서 정보
주관연구기관 |
한국과학기술원 Korea Advanced Institute of Science and Technology |
연구책임자 |
최경철
|
참여연구자 |
김대식
,
김선창
,
김기웅
,
이현주
,
제민규
,
박스티브
,
정용
,
한진희
,
이강희
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2017-07 |
과제시작연도 |
2017 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201800023306 |
과제고유번호 |
1711064122 |
사업명 |
다부처공동기획연구지원 |
DB 구축일자 |
2018-07-14
|
DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201800023306 |
초록
▼
제1장 추진배경 및 현황 분석
1. 추진배경 및 사업필요성
ㅇ 세계적 인구 고령화에 따른 퇴행성 뇌질환의 발병률 증가와 이로 인한 사회적 문제 증대
ㅇ 치매 등 퇴행성 뇌질환 치료제 및 예방을 위한 연구가 활발하지만,여전히 답보 상태
ㅇ 광유전학을 비롯한 퇴행성 뇌질환 치유 및 기전 규명을 위한 광 치료법이 대두되었고, 치매 조기 진단 및 효과적인 치료법 개발을 통한 경제사회적 비용 절감 가능
ㅇ 최근 ICT 기술의 진보로 디바이스의 경박단소화가 가능해져 일상 생활 속 웨어러블 맞춤형 웰니스케어 기술과 의
제1장 추진배경 및 현황 분석
1. 추진배경 및 사업필요성
ㅇ 세계적 인구 고령화에 따른 퇴행성 뇌질환의 발병률 증가와 이로 인한 사회적 문제 증대
ㅇ 치매 등 퇴행성 뇌질환 치료제 및 예방을 위한 연구가 활발하지만,여전히 답보 상태
ㅇ 광유전학을 비롯한 퇴행성 뇌질환 치유 및 기전 규명을 위한 광 치료법이 대두되었고, 치매 조기 진단 및 효과적인 치료법 개발을 통한 경제사회적 비용 절감 가능
ㅇ 최근 ICT 기술의 진보로 디바이스의 경박단소화가 가능해져 일상 생활 속 웨어러블 맞춤형 웰니스케어 기술과 의료기기 개발을 통한 치매 치유 및 예방을 동시에 실현 가능
ㅇ 이러한 학제적인 융·복합 연구는 각 부처 간 긴밀한 협력이 요구되며, 범부처적인 국가연구개발 사업으로 추진 필요
2. 현황 분석
ㅇ 현재의 치매 진단 기술은 대학병원 및 전문병원 급에서 고가의 정밀검사를 통해 진행되어 낮은 심리적, 지리적, 경제적 접근성을 보임
- 현재 치매환자의 검진률 45%에 불과 (4대암 유병자 90% 이상)
ㅇ 치매 환자의 비침습 치매 진단법은 다양한 분야에서 제안이 되었으나, 실시간 모니터링을 통해 정보를 종합하여 진단하는 연구는 진행된 바 없음
ㅇ 치매 치료제 개발 실패율은 약 99.6%이며, 많은 기대를 모은 아밀로이드 베타 표적 치료제인 솔라네주맙은 최근 임상 3상 시험에서 최종 실패를 발표하는 등 답보 상태
- 치매 치료제 개발 성공률이 1%에 미치지 못하는 이유는 치매의 발병 기전을 아직 명확히 밝혀내지 못했기 때문
ㅇ 광 치료적 접근법과 딥러닝 분석을 통해 치매의 기전 규명
- 효과적인 치매 치료 방법을 유도하여 개발 비용 및 시간 단축
ㅇ 또한, 광 자극을 통한 치매 치료 효과 검증을 통해 비침습 치매 치료 가능성을 확인
3. 시장 전망
ㅇ 국내 치매환자 수는 2050년 약 237만 명까지 증가, 이에 따른 사회 경제적 비용은 약 134조원으로 전망
ㅇ 2015년 기준 전 세계 치매 환자 수는 4천 6백만 명에서 2050년 1억 3천만 명까지 증가 예상, 치료 및 보호 등 발생하는 사회경제적 비용은 2030년 2조 달러 (약 2,200조원)에 달할 것으로 예상
ㅇ 치매 조기 진단 및 효과적인 치료제를 통한 치매 발병 지연만으로도 2050년 42%의 치매 인구 감소 전망, 이로 인한 367억 달러(전체의 33%)의 치료 및 보호비용 절감 가능
ㅇ 전 세계 치매 치료제 시장은 2014년 기준 129억 달러에서 2020년 212억 달러 이상 성장 예상
ㅇ 끊임없는 치매 치료제 수요가 있지만, 현재 근본적인 치료제가 없는 상황으로 수요를 충족시키지 못하고 있음
제2장 다부처 추진 필요성
1. 기존사업과의 차별성
ㅇ 치매 관련 기존 진행사업 조사결과, 퇴행성 뇌질환의 조기진단 및 치료에서부터 기전 규명까지 포괄적으로 다루는 과제는 전무한 것으로 판단
ㅇ 또한, 광을 이용한 기존 치매 사업은 주로 형광 마커 개발이나 MRI, PET 등 영상기법을 통한 조기 치매진단 기술에 한정적
ㅇ 웨어러블 플랫폼 형태로써 일상생활 불편을 초래하지 않는 “지속적 진단·치료 피드백 퇴행성 뇌질환 극복 모델”은 전례에 없던 연구로 신규성이 있음
ㅇ 퇴행성 뇌질환의 근본적인 발병 및 치료기전 규명뿐만 아니라 궁극적인 치유를 목적으로 하는 사업 기획상, 기존 광유전학적 뇌과학 연구사례 대비 차별성 및 연구 실효성을 가질 수 있음
2. 다부처 추진 필요성
ㅇ 고령화 사회에 따른 사회적인 비용 증가 및 사회 전반에 걸친 2차적인 문제를 예방하기 위해 다부처간의 협력관계를 구축할 책임
ㅇ 제시하고자 하는 퇴행성 뇌질환 극복 모델이 갖고 있는 기술 개발 범위가 광범위하여 단독부처 진행으로는 기술 개발 달성 불가
ㅇ 플랫폼 의료기기화 및 전임상/임상 단계 진입 시 발생가능한 법·제도적 장벽에 대해 유기적인 대처 가능
ㅇ 다부처 연계를 통한 딥러닝 기반 광 치료 메커니즘 연구 질적 수준 향상
3. 다부처 추진 시너지 효과
ㅇ 단독부처 진행시 발생할 연구 개발 내용 간에 중복투자 가능성을 제거하고, 일관된 기술체계를 구축하여 연구 효율성 제고
ㅇ 과학기술정보통신부·보건복지부·산업통상자원부 및 식품의약품안전처 간의 공동참여를 통해 단독부처 주관 대비 고비용의 개발예산 확보 및 규모의 경제 실현 가능
ㅇ 퇴행성 뇌질환 발병률 증가는 국내 상황에만 한정적이지 않은 전세계적인 추세로, 플랫폼 개발 시 관련 산업 시장 창출을 통한 경제적 가치 및 국가 경쟁력 확보가능
제3장 사회문제 해결방향
1. 퇴행성 뇌·신경 질환(치매)의 사회적 문제
ㅇ 인구고령화에 따른 치매 환자 급증, 사회경제적 비용 부담 증가
- 치매 인구 수 '15년 64.8만 명(유병률, 9.6%)으로 추산되고, '30년 127.2만 명(10.0%), '50년 271만 명(15.1%)으로 증가 예상
- 치매로 인한 진료비는 '04년 415억 원에서 '09년 4528억 원, '14년 1조 6,142억원으로, 연평균 30% 이상 증가하는 추세
ㅇ 우리나라의 치매 관리 사업: 보건복지부 산하의 중앙치매센터를 중심으로, 광역치매센터, 치매상담센터로 연계되어, 국민건강보험공단의 관리 및 감독하에서 요양병원과 요양시설이 서비스를 제공
2. 문제점(한계점) 및 이슈 분석
ㅇ 효율적인 퇴행성 뇌질환 사업 관리 지표의 부재
ㅇ 미래 급증할 치매환자, 사회경제적 비용 문제 대비 전략 부족
- 현재 환자에 대한 요양치료 등 사후대책에 치중
ㅇ 현재 치매예방 및 조기검진 기술방식의 한계, 효과적 치료제 부재
3. 문제해결을 위한 기본 방향
ㅇ 퇴행성 뇌·신경 질환(치매) 메커니즘, 진단, 치료에 대한 다각도 및 새로운 연구를 통한 웨어러블 맞춤형 기기 개발 및 보급을 통해, 관련 질환의 유병률, 환자 수, 사회적 비용 감소 및 효율적 대응
- 퇴행성 뇌질환의 비침습적 조기 진단 기술 개발
- 퇴행성 뇌질환의 비침습적 광 치료 기술 개발
- 맞춤형 웰니스케어 기술 기반, 개개인의 실생활 건강관리 플랫폼 구축
- 치매 지원 센터와의 연계를 통한 국민 치매 복지 환경 개선
제4장 사업내용
1. 사업목표 : 인구 고령화에 따라 급증하는 퇴행성 뇌질환 질병의 조기 진단 및 치유 기능의 광 치료 웨어러블 맞춤형 웰니스케어 기술 개발을 통해, 퇴행성 뇌·신경 질환 사회문제 해결에 기여
2. 사업범위
ㅇ 중점 퇴행성 뇌질환 질병 : 알츠하이머성 치매
ㅇ 사업의 핵심기술 개발 내용 : 웨어러블 광 치료·진단 의료기기 기술의 개발, 광 치료에 의한 퇴행성 뇌질환 메커니즘 규명 및 전임상/임상 연구, 웨어러블 치매 치료·진단 기기 상용화 개발
3. 세부사업내용
□ 주요사업 구성(안)
ㅇ 과학기술정보통신부
- 주요사업 : 퇴행성 뇌질환과 광 자극 관계 메커니즘 규명 연구
- 사업주요내용 : 광 치료에 따른 퇴행성 뇌질환 메커니즘 규명,광 자극에 의한 뇌회로 및 염증반응 변화 기전 분석, 광 자극에 의한 뇌신경 기능 표시자 모니터링을 통한 메커니즘 연구, 광 자극에 의한 치매 유발인자 연구, 딥러닝 분석 기반 광 치료메커니즘 연구
ㅇ 보건복지부
- 주요사업 : 퇴행성 뇌질환 웨어러블 광 치료·진단기기의 전임상/임상 연구
- 사업주요내용 : 광 치료 기술의 전임상/임상 시험, 뇌영상 및 신경 심리 평가를 통한 광 치료 개선 검증 및 비교연구, 진단 기준 및 예측 모델 개발을 위한 종단연구, 광 치료에 따른 부작용 전임상/임상 연구,웨어러블 광 치료 의료기기 인체 안전성 검증,웨어러블 광 치료 기기의 실증화 평가
ㅇ 산업통상자원부
- 주요사업 : 퇴행성 뇌질환 웨어러블 광 치료 및 웨어러블 진단 의료 기기 개발 및 상용화
- 사업주요내용 : 웨어러블 소자기반 퇴행성 뇌질환 광 치료 및 진단 기반기술 개발, 웨어러블 광 치료 플렉시블 광원 개발, 웨어러블 광 치료용 배터리, 구동회로, 센서, 전원 등의 기술개발 및 집적화 플랫폼 연구개발, 퇴행성 뇌질환 진단 기기의 웨어러블화 연구, 광 치료 및 진단 모듈 결합 및 상용화 개발 연구
제5장 사업 추진전략
1. 사업 추진체계 및 역할분담
ㅇ 사업 추진 협의회를 구성·운영하여 각 참여 부처의 수요가 적극 반영된 퇴행성 뇌질환 치유 및 예방 광 치료 웨어러블 맞춤형 웰니스케어 기술 개발사업 추진
ㅇ 앞서 명시된 과학기술정보통신부, 보건복지부, 산업통상자원부의 각각의 주요사업 내용을 담당하되, 동시에 단계별로 유기적 사업을 추진하고 최종 융합된 사업 결과 도출
- 각 부처간 체계공학적 개발관리를 진행하며, 세부과제별 주기적 진도점검 회의를 통해 문제점 해결
- 부처간 협력 통해, 통합적으로, 기초/개발/상용화의 3단계 사업진행
2. 사업 추진방안 및 전략
ㅇ 1단계 기초 연구 (1~2차년도)
- 광 치료용 웨어러블 플랫폼 단위기술 뇌질환 응용 기초 연구
- 진단 기기의 소형화 및 웨어러블화 기초 연구
- 광 치료 효과에 대한 기초 연구
- 광 치료 기술의 전임상 동물 적용 모델 개발
- 광 치료 기기임상 시험 기준 마련 기초 연구 및 부작용 실험 방법구축
ㅇ 2단계 개발 연구 (3~4차년도)
- 광 치료용 웨어러블 플랫폼과 진단 플랫폼 결합 연구 개발
- 광 치료 메커니즘 규명에 따른 웨어러블 치료 및 진단 기기 플랫폼의 최적화 연구
- 광 치료 메커니즘 확립 및 검증
- 진단기준 및 예측 모델 개발
- 전임상/임상 부작용 연구
ㅇ 3단계 상용화 연구 (5~7차년도)
- 웨어러블 치료 기기의 인체 안정성 검증
- 광 치료 임상 연구
- 웨어러블 광 치료 기기의 신뢰성 및 실증화 평가
- 웨어러블 광 치료 및 진단기기의 성능 평가와 식약청 인증 (1,2 등급)
- 3,4 등급 의료 기기에 대한 사업화 추진
3. 성과활용 방안
ㅇ 광 자극에 의한 퇴행성 뇌질환 메커니즘 연구 결과 활용
- 비침습 진단 및 치료 모니터링 시스템 개발 및 활용
- 뇌영상 데이터베이스 구축 기반 마련 및 공유
- 딥러닝 분석을 활용한 기타 퇴행성 뇌질환 치료에 적용
- 새로운 광 치료 기법 도출 및 제안
ㅇ 퇴행성 뇌질환 진단 플랫폼 활용
- 개발된 기술을 활용하여 기존의 고비용·고위험 척수액 진단법 대체
- 퇴행성 뇌질환 외 다른 뇌질환에 대한 새로운 분자 표적 도출
ㅇ 퇴행성 뇌질환 이외의 여타 광 치료 플랫폼 활용
- 우울증 및 정신 질환 장애 등 다방면의 웨어러블 맞춤형 광 치료확장
ㅇ 퇴행성 뇌질환 광 치료·진단 통합 맞춤형 의료기기 활용
- 시제품 구현 및 상용화
- ‘치매국가 책임제’의 지역 치매센터와 연계를 통한 활용 극대화
4. 기술적·사회적·경제적 기대효과
ㅇ 기술적 기대효과
- 퇴행성 뇌질환에 대한 시간적 공간적 제약 없이 진단·치료 기술확보
- 첨단 의료 분야 경쟁력 확보 및 퇴행성 뇌질환 분야 연구 선도
ㅇ 사회적 기대효과
- 일상생활에서의 손쉬운 퇴행성 뇌질환 진단 및 치료
- 노령 인구의 사회참여 활동 증가로 인한 생산성 향상
ㅇ 경제적 기대효과
- 불필요한 의료비 발생 등의 사회적 비용 감소
- 퇴행성 뇌질환 웨어러블 기기 개발의 세계 의료기기 시장 진출
- IT 산업과 의료 및 보건 산업의 융합, 활성화 및 성장
( 출처: 요약본 4p )
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 2
- 요약본 ... 4
- 목차 ... 12
- 그림목차 ... 13
- 표목차 ... 14
- 제1장 추진배경 및 현황 분석 ... 15
- 제1절 추진배경 및 사업필요성 ... 15
- 제2절 현황분석 ... 22
- 제2장 다부처 추진 필요성 ... 34
- 제1절 부처별 기존사업 현황 ... 34
- 제2절 다부처 추진 타당성 ... 38
- 제3장 사회문제 해결방향 ... 44
- 제1절 퇴행성 뇌·신경 질환(치매)의 사회적 문제 ... 44
- 제2절 문제점(한계점) 및 이슈 분석 ... 46
- 제3절 문제해결을 위한 기본 방향 ... 48
- 제4장 사업내용 ... 50
- 제1절 사업목표 및 범위 ... 50
- 제2절 세부사업내용 ... 54
- 제5장 사업 추진전략 ... 60
- 제1절 사업 추진체계 및 역할분담 ... 60
- 제2절 사업 추진방안 및 기술획득 전략 ... 63
- 제3절 성과활용 및 기대효과 ... 70
- 별첨. 전문가 검토의견 반영현황 ... 74
- 끝페이지 ... 74
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