초록 ▼

○ 연구개발 결과
- 최첨단 진단용 의료영상 기법 연구
⦁ 저선량 CT영상에서 data-driven 사전정보를 이용한 MAP형태의 잡음보정 방법 제안 및 훈련의 안정성 분석
⦁ 2차원 초음파 영상에서 추출한 좌심실 경계의 3차원 위치 결정 모델 제안
⦁ Kirchhoff migration과 direct sampling method를 이용한 전자기파 영상 분석 및 초음파 영상에서 간 섬유화 분류를 위한 딥 러닝 알고리즘 개발
⦁ 두(頭)부 계측 기준점 자동 검출 강화학습 모델 개발 및 악관절 이동을 위한 시

○ 연구개발 결과
- 최첨단 진단용 의료영상 기법 연구
⦁ 저선량 CT영상에서 data-driven 사전정보를 이용한 MAP형태의 잡음보정 방법 제안 및 훈련의 안정성 분석
⦁ 2차원 초음파 영상에서 추출한 좌심실 경계의 3차원 위치 결정 모델 제안
⦁ Kirchhoff migration과 direct sampling method를 이용한 전자기파 영상 분석 및 초음파 영상에서 간 섬유화 분류를 위한 딥 러닝 알고리즘 개발
⦁ 두(頭)부 계측 기준점 자동 검출 강화학습 모델 개발 및 악관절 이동을 위한 시뮬레이션 소프트웨어 고도화
- 의료데이터 분석을 통한 질병과 건강지수 예측 연구
⦁ 쇄석술 성공률에 대해 80% 이상의 정확도를 갖는 예측모델 개발
⦁ 혈액검사 데이터를 활용한 기계학습 기반 전립선암 예측모델 개발
⦁ 보행관련 의료데이터 분석을 통한 건강지수 예측 개발 및 모델 속성의 중요도 분석
- 편미분방정식 기반의 생명현상 수리모델링
⦁ 생체신호 예측을 위한 수학적 모델링 기법 개발, 칼슘/나트륨 역수송체 기반 교종(glioma)침윤 확산 및 대장균 유영 시뮬레이션
⦁ Cahn-Hilliard 및 Allen-Cahn 방정식의 안정적 수치해법 연구
⦁ 다공된 영역에서의 포물형 비발산 형태의 균질화 현상 규명

○ 연구개발 최종 결과물
⦁ 논문 18편: SCI(E) 논문 17편, 국내저널 논문 1편
⦁ 특허 3건: 미국등록 1건, 국내출원 2건
⦁ 소프트웨어 저작권 등록 5건

(출처 : 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
This research project aims to solve various problems in the medical field by integrating the mathematical theory of data analysis and mathematical modeling together with medical imaging technology. It includes the following topics:
◯ Advanced diagnostic medical imaging tec

□ Purpose & Contents
This research project aims to solve various problems in the medical field by integrating the mathematical theory of data analysis and mathematical modeling together with medical imaging technology. It includes the following topics:
◯ Advanced diagnostic medical imaging technique
◯ Predication of disease and health index using medical data analysis techniques
◯ Mathematical modeling of life phenomena based on partial differential equations

□ Results
◯ Advanced diagnostic medical imaging technique
⦁ Proposal of MAP type noise correction method using data-driven prior information in low dose CT images and the stability analysis oftraining
⦁ Proposal of a mathematical model for determining the 3D position of left ventricular boundary extracted from 2D ultrasound images
⦁ Development of deep learning algorithm for analyzing electromagnetic waves by Kirchhoff migration and direct samplingmethod and classifying liver fibrosis in ultrasound images
⦁ Development of reinforcement learning model and advanced simulation software for cephalometry
◯ Predication of disease and health index using medical data analysis techniques
⦁ Development of predictive model with the accuracy more than 80% for lithotripsy success rate
⦁ Development of machine learning-based prostate cancer prediction model using blood test data
⦁ Development of health index prediction model using walking-related medical data and analysis of importance of the model properties
◯ Mathematical modeling of life phenomena based on partial differential equations
⦁ Development of mathematical modeling techniques for predicting bio-signals, simulation of Ca2 /Na antiporter-based glioma diffusion and E. coli swimming
⦁ A study on stable numerical solutions of Cahn-Hilliard and Allen-Cahn equations
⦁ Identification of homogenization phenomena of parabolic non-divergence forms in porous regions

□ Expected Contribution
◯ Utilization in the hospital medical field such as radiology, dental treatment
◯ Utilization as a base technology for researching new diagnosis / prediction / treatment methods
◯ Activation of interdisciplinary research using integrated mathematics theories

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제1절. 연구개발의 필요성 ... 8
• 제2절. 연구개발의 내용 및 범위 ... 10
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 11
• 제1절. 해외 주요 연구기관 ... 11
• 제2절. 국내 연구 현황 ... 12
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 13
• 제1절. 최첨단 진단용 의료영상 기법 연구 ... 13
• 제2절. 의료데이터 분석을 통한 질병과 건강지수 예측 연구 ... 19
• 제3절. 편미분방정식 기반의 생명현상 수리모델링 ... 21
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 24
• 제1절. 목표 달성도 ... 24
• 제2절. 평가 착안점에 따른 자체평가 ... 25
• 제3절. 정량적 연구성과 목표 및 달성도 ... 27
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 28
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 29
• 제7장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 30
• 제8장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 31
• 제9장. 참고 문헌 ... 33
• 제10장. 세부 연구내용 참고자료 ... 34
• 제1절. 짝이 없는 데이터세트를 이용한 영상 보정 방식 개발 및 분석 ... 34
• 제2절. 초음파 영상에서 FCN 모델을 이용한 간 섬유화 분류 ... 39
• 제3절. 딥 러닝 기반 의료영상 소프트웨어 개발: X-ray CT 영상을 이용한 악관절 치아 맞물림 수치모델 연구 ... 43
• 제4절. 3차원 두(頭)부 계측 반자동화를 위한 기계학습 기법 연구 ... 51
• 제5절. 의료데이터를 활용한 기계학습 기반 시술 성공률 및 건강도 예측 모델 연구 ... 59
• 제6절. 기계학습을 활용한 잠복결핵환자 조기진단 ... 66
• 제7절. 미분방정식을 이용한 생명현상 수리모델링 연구 ... 73
• 제8절. 생명현상의 수리적 모델링 및 해석·시뮬레이션 연구 ... 76
• 제9절. 편미분방정식을 활용한 생명현상 모델링 및 분석연구 ... 80
• 제10절. 홀수 주기를 갖는 Swift-Hohenberg 방정식과 Brusselator 모델에 대해 주기변수가 임의의 특이점을 지날 때의 분기 현상에 대한 연구 ... 82
• 끝페이지 ... 88