초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
인공지능 기반의 양성자 치료관리 시스템 개발을 통해서 임상성적 및 치료 후 삶의 질에 대한 의료지식 데이터베이스 기반으로 최적의 선량처방을 선택함과 동시에 양성자 치료에서 발생할 수 있는 선량 전달의 불확실성을 사전에 예측, 최적의 치료모드/고정기구/치료계획 파라미터를 추천하여 치료의 정확성을 향상시킬 수 있는 시스템 구축에 목적을 둠. 궁극적으로 완치율을 높임과 동시에 치료 후 환자의 삶의 질 향상 관리와 연계될 수 있는 통합 시스템을 마련함.

※ 통합 연구과제의 최종목표인 “인공지능 치

□ 연구의 목적 및 내용
인공지능 기반의 양성자 치료관리 시스템 개발을 통해서 임상성적 및 치료 후 삶의 질에 대한 의료지식 데이터베이스 기반으로 최적의 선량처방을 선택함과 동시에 양성자 치료에서 발생할 수 있는 선량 전달의 불확실성을 사전에 예측, 최적의 치료모드/고정기구/치료계획 파라미터를 추천하여 치료의 정확성을 향상시킬 수 있는 시스템 구축에 목적을 둠. 궁극적으로 완치율을 높임과 동시에 치료 후 환자의 삶의 질 향상 관리와 연계될 수 있는 통합 시스템을 마련함.

※ 통합 연구과제의 최종목표인 “인공지능 치료관리 시스템”의 개발을 위하여 인공지능핵심 컴퓨팅 시스템은 제 2세부과제가 개발을 담당하고, 제 1세부과제는 임상연구 데이터 및 삶의 질 분석 데이터를 수집하고 제 3세부과제는 최적의 양성자 치료계획 파라미터 데이터를 수집함.

[제 1세부과제]
성인 및 소아 고형암에 대한 양성자치료의 다양한 전향적 임상시험을 통하여 양성자치료의 새로운 응용 및 치료법을 개발하고, 삶의 질 향상 연구를 통해서 양성자치료의 근거를 도출 표준치료지침을 마련
1) 성인 고형암에 대한 양성자치료를 이용한 전향적 임상시험의 시행 및 임상자료 수집
2) 소아 고형암에 대한 양성자치료를 이용한 전향적 임상시험의 시행 및 임상자료 수집
3) 소아뇌종양 환자의 인지적/사회적/정서적 삶의 질 증진 서비스제공 모델 구축
4) 새로운 치료법 개발을 위한 임상시험의 기획

[제 2세부과제]
4차 산업현명의 핵심인 인공지능을 이용하여 양성자치료의 최적화를 위한 치료관리 시스템 개발을 위한 추론 기법 및 프레임워크 개발
1) 방사선 치료에 관련된 의료 온톨로지 및 룰 모델링
2) 워드 임베딩 기법을 이용한 자연어 처리 및 온톨로지 매핑
3) 온톨로지 및 딥러닝 기반의 추론 엔진 설계 및 개발
4) 제1세부과제, 제3세부과제의 연구 결과를 통한 데이터 분석 및 입력을 통한 인공지능 치료관리 시스템 테스트 및 검증
5) QoL (Quality of Life) 예측 시스템 모델링 및 개발

[제 3세부과제]
임상표적부위(CTV) 기반의 양성자 치료계획을 수립함에 있어 종양에는 정확한 처방선량이 전달되면서, 종양 주변의 정상조직의 선량은 최소화할 수 있는 최적의 양성자 빔 파라미터를 결정
1) 양성자 빔 비정 오차 및 환자 셋업 오차 통계 분석
2) 움직이는 종양에 대한 스캐닝 빔의 상호작용(Interplay Effects) 분석을 위한 4D몬테칼로 전산모사 기술 개발
3) 인공지능 치료관리 시스템 적용 치료계획 파라미터 데이터베이스 구축

□ 연구개발성과
< 정성적 성과 >
1) 양성자치료를 이용한 새로운 임상시험 프로토콜 개발, 환자 등재 및 자료 수집
2) 성인 및 소아 고형암 환자에 대한 임상시험 데이터베이스 및 추적검사 자료 축적
3) 소아뇌종양 환자의 인지재활프로그램의 효과성 검증 및 삶의 질 케어프로그램을 개발
4) 최적화된 치료 및 삶의 질과 관련된 예후를 예측, 제시할 수 있는 시스템 마련
5) 움직이는 종양의 스캐닝 빔 조사에 대한 interplay effect 분석용 4D 전산모사 기술개발
6) 치료 부위별 최적의 치료계획 파라미터 결정 (치료모드/빔 방향/빔 마진)

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
< 진료적인 측면 >
1) 고형암 암종별로 최적화된 양성자 치료를 이용한 새로운 치료법을 개발하여 암환자의 생존율 증가 및 삶의 질 개선에 대한 근거 도출
2) 고형암 암종 및 병기별 양성자치료의 표준지침 마련

< 지식 및 기술적 측면 >
1) 의료지식 데이터베이스(임상자료, 삶의 질, 치료계획 파라미터)를 기반으로 한 인공지능 시스템은 환자 맞춤별로 최적화된 양성자 치료계획을 수립을 가능하게 함으로써 치료의 정확성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대됨.
2) 고형암에서 양성자치료로 얻을 수 있는 임상적 이득을 체계적으로 증명하여 양성자 치료의 적응증에 대한 세계적인 기준을 설립함.
3) 소아 뇌종양환자에 대한 다차원적인 평가가 이루어져 진단과 손상부위, 발병연령 등이 반영된 데이터베이스를 구축하고 이들의 rehabilitation에 대한 기본 자료로 활용할 수 있을 것으로 생각됨.
4) 본 연구의 일부로 시행될 인지재활프로그램은 환자에게 가정에서 전문가의 도움 없이 최소의 비용으로 반복적인 훈련을 통해 인지능력향상을 도모할 수 있는 길을 열어줄 것으로 생각됨.
5) 우리나라에서는 항암치료가 주어지는 것 외에 다른 측면에서는 다소 소홀했었다고 할 수 있는 뇌종양 환자의 삶의 질 문제를 해결하기 위한 최초의 체계적 접근이 될것임. 이를 통하여 질병의 종류에 따른 개별화된 삶의 질 케어 서비스제공 모델을 구축하여 우리나라에 전파할 수 있는 결과를 보여줄 것임을 기대함.
6) 본 기관의 양성자 치료기의 특성이 반영된 최적의 치료계획을 수립하고, 새롭게 개발되는 환자 고정기구 및 움직임 추적기술은 치료의 정확성을 향상시켜 줄 것으로 기대됨.
7) 논문 발표를 통하여 세계적인 암 진료 및 치료 기관으로서의 위상을 높임.

(출처 : 국문 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 국문 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 3. 연구결과의 중요성 및 활용 방안 ... 12
• 4. 연구수행 달성도 ... 13
• 5. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 14
• 6. 참여연구원 현황 ... 16
• 7. 기타사항 ... 17
• 8. 참고문헌 ... 17
• IV. 제1세부과제 ... 18
• 제1세부 최종 보고서 ... 19
• 국문 요약문 ... 20
• 목차 ... 22
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 23
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 26
• 3. 연구결과의 중요성 및 활용 방안 ... 29
• 4. 연구수행 달성도 ... 30
• 5. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 30
• 6. 참여연구원 현황 ... 31
• 7. 기타사항 ... 31
• 8. 참고문헌 ... 31
• II. 제2세부과제 ... 32
• 제2세부 최종 보고서 ... 33
• 국문 요약문 ... 34
• 목차 ... 36
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 37
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 39
• 3. 연구결과의 중요성 및 활용 방안 ... 46
• 4. 연구수행 달성도 ... 47
• 5. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 47
• 6. 참여연구원 현황 ... 47
• 7. 기타사항 ... 48
• 8. 참고문헌 ... 48
• IV. 제3세부과제 ... 49
• 제3세부 최종 보고서 ... 50
• 국문 요약문 ... 51
• 목차 ... 52
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 53
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 57
• 3. 연구결과의 중요성 및 활용 방안 ... 62
• 4. 연구수행 달성도 ... 63
• 5. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 63
• 6. 참여연구원 현황 ... 63
• 7. 기타사항 ... 64
• 8. 참고문헌 ... 64
• 끝페이지 ... 64