초록 ▼

연구의 목적 및 내용
심전도, 심근특성, 자율신경을 적용한 심장 부정맥 가상분석 시스템 솔루션을 개발하고 약제반응성 시뮬레이션에 최적화 및 임상검증을 하고자 함.

연구개발성과
예상 결과물
⦁ 개인의 심장구조, 조직, 심근 특성, 및 심전도 특성을 반영한 3차원 증강현실 심장 부정맥 모델
⦁ 임상활용 가능 수준의 정밀의학 기반 심장 부정맥 가상분석 소프트웨어 및 시스템 솔루션
정성적 성과목표
⦁ 원천기술확보: 심장구조, 조직, 심근특성 및 심전도 반영, 3차원 Realistic 심장부정맥

연구의 목적 및 내용
심전도, 심근특성, 자율신경을 적용한 심장 부정맥 가상분석 시스템 솔루션을 개발하고 약제반응성 시뮬레이션에 최적화 및 임상검증을 하고자 함.

연구개발성과
예상 결과물
⦁ 개인의 심장구조, 조직, 심근 특성, 및 심전도 특성을 반영한 3차원 증강현실 심장 부정맥 모델
⦁ 임상활용 가능 수준의 정밀의학 기반 심장 부정맥 가상분석 소프트웨어 및 시스템 솔루션
정성적 성과목표
⦁ 원천기술확보: 심장구조, 조직, 심근특성 및 심전도 반영, 3차원 Realistic 심장부정맥 모델
⦁ 실용화기술확보 1. 심방세동 시술적 치료효과 가상 평가 기술
⦁ 실용화기술확보 2. 심방세동 약물치료 효과 가상 평가 기술
⦁ 실용화기술확보 3. 독립형(standalone) 심장부정맥 위험분석/ 예측시스템
정량적 성과목표
⦁ SCI 논문 연간 평균 3편, 1편/억 (국내평균 0.34편/1억*)
⦁ 국내특허 출원 및 등록 연간 평균 1건, 0.3건/억 (국내평균 0.15/억*)
⦁ 해외특허 출원 연간 평균 0.67건, 0.22건/억 (국내평균 0.02/억*)
⦁ 심전도 및 자율신경 반영 부정맥 가상분석 시스템 솔루션 제품화 (1건)
(*2014년 국가연구개발사업 성과분석)

연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
○ 개인맞춤형 정밀의학(Precision medicine) 대표사례 제공
⦁ 심장 부정맥/급사 조기발견, 약물효과 예측을 위한 가상분석 시스템
⦁ 임상-컴퓨터시뮬레이션 융합으로 심장 부정맥 분야 정밀의학 대표사례 제시
⦁ 심전도, 전극도, 심장영상을 활용한 새로운 환자맞춤형 부정맥 치료기술 제공
⦁ 부정맥 적정치료 근거를 발견하고 유전적 특성 기반 부정맥 위험예측시스템 구축 및 활용으로 국민 보건 기여
○ 관련 산업 연구 활용 및 실용화
⦁ 환자 맞춤형 약제 효과 시뮬레이션 시스템의 상품화가 가능한 기술로 발전
⦁ 향후 IT기술과 접목하여 영상장비 혹은 3차원 맵핑 장비와 연동이 가능하며, 초음파, OCT를 활용한 영상 기술과 융합이 가능
⦁ 개발된 시스템 상용화를 위한 기술이전 활성화 및 국가 경쟁력 제고
○ 기술적 측면
⦁ 컴퓨터 기반 미래의학연구 플랫폼/데이터베이스 제공 및 실용화
⦁ 심근병리 적용가능 가상세포모델 및 심실모델 제공
⦁ 환자 맞춤형 이온통로 재구도를 적용한 새로운 정밀의학 플랫폼 제공
⦁ 심장부정맥 예측/진단을 위한 약물/임상연구기반 부정맥 연구 플랫폼
⦁ 이온통로 리버스 엔지니어링 후 임상유전학적 검증을 통한 융합진단/치료법
⦁ 부정맥 진단, 치료 및 예후평가에 활용 가능한 유전자 데이터베이스 실용화
⦁ 부정맥 치료제 효과평가에 있어 다기관 임상연구를 위한 유전자 네트워크 구축
⦁ 병렬 시스템은 심장 외 CUDA 다양한 생리/생체모델 해석에 범용적 활용이 가능
⦁ 고속 병렬 컴퓨팅 및 최적화 프로그래밍 적용을 통하여 가격 절감 및 구동 시간 단축으로 상용화 가능성 제고
○ 경제적․산업적 측면
⦁ 심장 부정맥 약제 개발 시, 임상적용 전 시뮬레이션 검증으로 비용절감 및 안정성 확보
⦁ 융합연구 플랫폼 구축 및 융복합 실무인력 양성
⦁ 의학-전기생리학-수학-컴퓨터공학-의공학 융합연구 플랫폼 구축
⦁ 훈련된 시뮬레이션 및 임상 유전학 연구/개발 인력 양성

(출처 : 요약문 16p)

Abstract ▼

Purpose&Contents
We develop a cardiac arrhythmia virtual analysis system solution that applies ECG, myocardial characteristics, and autonomic nerves, and optimizes and performs clinical verification for drug responsiveness simulation.

Results
○ Expected outcome
⦁ 3D cardiac arrhythmi

Purpose&Contents
We develop a cardiac arrhythmia virtual analysis system solution that applies ECG, myocardial characteristics, and autonomic nerves, and optimizes and performs clinical verification for drug responsiveness simulation.

Results
○ Expected outcome
⦁ 3D cardiac arrhythmia model reflecting individual heart structure, tissue, myocardial characteristics, and electrocardiogram characteristics
⦁ Cardiac arrhythmia virtual analysis software and system solution based on precision medicine at the level of clinical use
○ Qualitative Goals
⦁ Source technology: heart structure, tissue, myocardial characteristics and ECG reflection, 3D realistic heart arrhythmia model
⦁ Practical use technology 1. Virtual evaluation technology for atrial fibrillation treatment effect
⦁ Practical use technology 2. Virtual evaluation technology of atrial fibrillation drug treatment effect
⦁ Practical use technology 3. Standalone cardiac arrhythmia risk analysis/prediction system
○ Quantitative performance target
⦁ SCI papers annually average 3
⦁ Domestic patent application and registration annual average of 1
⦁ Overseas patent applications annual average of 0.67
⦁ Commercialization of a virtual arrhythmia analysis system solution reflecting ECG and autonomic nerves (1 case)

Expected Contribution
○ Provide representative examples of personalized precision medicine
⦁ Virtual analysis system for early detection of cardiac arrhythmia
⦁ Presenting a representative case of precision medicine in the field of cardiac arrhythmia through clinical-computer simulation convergence
⦁ Providing new patient-specific arrhythmia treatment technology using electrocardiogram, electrode diagram, and heart image
⦁ Contributing to public health by discovering the basis for proper treatment of arrhythmia and establishing and utilizing a system for predicting arrhythmia risk based on genetic characteristics.
○ Application and practical use of related industry research
⦁ Advances to technology that enables commercialization of patient-specific drug effect simulation systems, and Facilitating technology transfer and enhancing national competitiveness for commercialization of the developed system
○ Technical aspect
⦁ Computer-based future medical research platform/database provided and commercialized, and Providing a new precision medicine platform that applies patient-specific ion channel reconfiguration
⦁ Drug/clinical research-based arrhythmia research platform for cardiac arrhythmia prediction/diagnosis, and Convergence diagnosis/treatment through clinical genetic verification after reverse engineering of the ion channel
⦁ Commercialization of genetic database that can be used for arrhythmia diagnosis, treatment and prognosis evaluation
⦁ High-speed parallel computing and application of optimized programming improves commercialization potential by reducing cost and operating time
○ Economic and industrial aspects
⦁ When developing cardiac arrhythmia drugs, cost reduction and stability are secured by simulation verification before clinical application
⦁ Establish a convergence research platform and foster working people for convergence, and Medical-electrophysiology-math-computer engineering-medical engineering convergence research platform establishment
⦁ Trained simulation and clinical genetics research/development personnel training

(source : SUMMARY 17p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 보고서요약 ... 2
• 제 출 문 ... 14
• 보고서 요약서 ... 15
• 국문 요약문 ... 16
• SUMMARY ... 17
• 목차 ... 18
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 20
• 1-1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 20
• 1-2. 연구개발의 중요성 ... 23
• 1-3. 연구개발의 범위 ... 25
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 26
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 30
• 3-1. 연구개발 추진전략·방법 ... 30
• 3-2. 연구개발 추진체계 ... 31
• 3-3. 추진 일정 ... 32
• 3-4. 정량적 연구성과 ... 33
• 3-5. 세부별 연구성과 ... 35
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 90
• 4-1. 목표달성도 ... 90
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 90
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 91
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 92
• 7. 연구개발성과의 보안등급 ... 92
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 92
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 92
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 93
• 11. 기타사항 ... 93
• 12. 참고문헌 ... 94
• 끝페이지 ... 96