초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 경증 외상성 뇌손상 환자군 코호트 구축과 이들 환자들에게 오는 인지장애의 기전을 규명할 수 있는 뇌연결성 구조를 자기공명영상을 이용하여 분석하고 이러한 뇌연결성 변화를 융합 평가할 수 있는 기계학습 분석 알고리즘을 개발하여 환자 개개인에 맞춤형, 객관적, 정량화된 분석 시스템을 구축하고자 하였다. 그 결과 외상성 뇌손상 환자을 치료하거나 관련된 의료행위를 하면서 기술과 질병 치료를 융합할 수 있는 새로운 응용의학 분야 개척을 최종 목표로 하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1)1차년:

□ 연구개요
본 연구는 경증 외상성 뇌손상 환자군 코호트 구축과 이들 환자들에게 오는 인지장애의 기전을 규명할 수 있는 뇌연결성 구조를 자기공명영상을 이용하여 분석하고 이러한 뇌연결성 변화를 융합 평가할 수 있는 기계학습 분석 알고리즘을 개발하여 환자 개개인에 맞춤형, 객관적, 정량화된 분석 시스템을 구축하고자 하였다. 그 결과 외상성 뇌손상 환자을 치료하거나 관련된 의료행위를 하면서 기술과 질병 치료를 융합할 수 있는 새로운 응용의학 분야 개척을 최종 목표로 하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1)1차년: 커넥톰 구현을 위한 MRI 영상 최적화
1-1. 기능적/구조적 커넥톰 구현을 위한 휴지기/작업기반 기능성 MRI, 확산텐서 MRI의 최적화 후 reproducibility test진행 및 평가완료
1-2. 커넥톰 프로세싱을 위한 최적프로그램 발굴 및 원클릭 프로세싱 소프트웨어 파이프라인 개발 완료
2) 2차년: 임상시험을 위한 외상성뇌손상환자의 코호트 구축 및 DNN 머신러닝 진단모델 개발
2-1. 임상시험 진행: 피험자 모집 및 커넥톰 자료 수집
2-2. 환자정보, 커넥톰 데이터베이스 시스템구축완료
2-3. 딥러닝 머신러닝 기법을 이용한 진단 및 예측 알고리즘 개발-다른 자료를 이용한 알고리즘 개발 완료
3) 3차년도: 임상시험 진행및 Semi-supervised Learning 방식의 딥러닝 모델 임상최적화
3-1. 임상시험 진행완료
3-2. 커넥톰 데이터베이스를 이용한 머신러닝 진단모델의 검증과 임상적용 가능성 가치 평가-미완료

□ 연구개발결과의 중요성
• 경증외상성뇌손상은 외국은 주로 스포츠에 관련된 20~30대에서 많은 것과 달리 우리나라는 교통사고나 낙상 등 생활사고에 의한 중년에서 더 많음.
• 따라서 외국의 자료를 국내 환자에게 적용하기 어려우며 이 연구에서 구축한 경증외상성뇌손상 데이터베이스는 국내 환자군의 특성에 맞는 연구 및 의료서비스 적용에 활용이 될 것임.
• 경증외상성뇌손상은 많은 연구에서 외상 후 6개월 이상 지난 시점에서 외상증후군이 발현된 환자를 대상으로 연구되었음.
• 그러나 본 연구는 외상 후 1개월내 환자를 대상으로 연구를 하였으며 이는 해부학적 변화가 오기 전 초기에 진단하기 위한 연구로 효과적임.
• 임상 분석에 앞서 분석 방법 개발자 역량개발과 최적화 알고리즘을 찾기 위한 선행연구(맘모그램 팬텀을 정량하여 판독에 도움을 줄 수 있는 머신러닝 알고리즘 개발)는 사람이 단독으로 평가하는 방법과 달리 기계에 의한 판독의 참조가 관찰자간 변이를 줄여주었기 때문에 실제로 업무에 적용이 가능할 것으로 판단됨.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1.1. 연구의 필요성 ... 5
• 1.2. 연구가설 ... 5
• 1.3. 본 연구의 중요성 ... 6
• 1.4. 본 융합연구의 필요성 및 중요성 ... 6
• 1.5. 연구의 추진전략 및 방법 ... 6
• 1.6. 연구방법 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 8
• 2.1. 1차년도 개발목표: 커넥톰 구현을 위한 MRI 영상 최적화 ... 8
• 2.2. 2차년도 개발목표: 임상시험을 위한 외상성 뇌손상 환자의 코호트 구축 및 DNN 기반 머신러닝 기반 진단모델 개발 ... 12
• 2.3. 3차년도 개발목표: 임상시험 지속진행 및 딥러닝 모델 임상최적화 ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 19
• 끝페이지 ... 20