초록 ▼

연구개요
턱관절 질환 유병률 증가, 높은 콘빔시티 보급률에 비해 낮은 진단 활용도, 턱관절 질환 진단을 위한 골변화의 정량화 및 객관화 필요 등의 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 콘빔시티 영상 내 턱관절 질환 자동 진단 통합 솔루션을 구축함. 해당 솔루션은 다음과 같은 순서로 진행됨. 1)콘빔시티 영상에서 하악과두가 포함된 슬라이스만을 추출, 2)추출된 영상에서 하악과두 영역을 자동 인식 및 분할, 3) 자동 분할된 하악과두 이미지를 스택하여 3D 모델로 렌더링하고 피질골의 두께 값을 자동 측정하여 제시.
이는 3차

연구개요
턱관절 질환 유병률 증가, 높은 콘빔시티 보급률에 비해 낮은 진단 활용도, 턱관절 질환 진단을 위한 골변화의 정량화 및 객관화 필요 등의 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 콘빔시티 영상 내 턱관절 질환 자동 진단 통합 솔루션을 구축함. 해당 솔루션은 다음과 같은 순서로 진행됨. 1)콘빔시티 영상에서 하악과두가 포함된 슬라이스만을 추출, 2)추출된 영상에서 하악과두 영역을 자동 인식 및 분할, 3) 자동 분할된 하악과두 이미지를 스택하여 3D 모델로 렌더링하고 피질골의 두께 값을 자동 측정하여 제시.
이는 3차원 영상을 사용한 턱관절 질환 판독에 어려움을 겪는 일반 치과의사에게 진단 보조적 역할을 할 수 있을 것으로 생각되며 골변화에 대한 정량적 비교 분석이 가능할 것으로 예상됨.

연구 목표대비 연구결과
◯ 치과용 콘빔시티 영상에서 턱관절 질환 진단 자동화를 위한 인공지능 기반 통합 알고리듬 구축
● 콘빔시티 영상 학습 데이터 구축
학습을 위한 데이터 셋 구축을 위해 정상 및 턱관절 질환 군에서 연령과 성별 구성이 일정하도록 랜덤 방식으로 콘빔시티 영상을 수집함. 또한, 학습에 같이 사용될 콘빔시티 영상 내 하악과두 분할 이미지를 생성하기 위해 marking 프로그램을 개발하여 데이터 셋을 구축함.
● 콘빔시티 영상 내 하악과두 인식 및 분할을 위한 인공지능 기반 알고리듬 구축
콘빔시티 영상 내 하악과두 분할을 위해 콘빔시티 영상 내 하악과두 포함 단면 자동 추출, 하악과두 자동 인식 및 분할 인공지능 기반 알고리듬을 개발 후 최적화를 진행함.
● 피질골 자동 측정 및 3D 하악과두 모델 렌더링 알고리듬 구축
콘빔시티 영상에서 분할된 하악과두 이미지를 스택하여 3D 하악과두 모델을 렌더링함. 또한 3D 모델에서 피질골과 해면골의 경계를 분리하여 피질골의 두께 값을 측정하고 측정된 두께 값에 따라 3D 하악과두 모델에 컬러맵을 설정함. 따라서 하악과두의 피질골 두께 값을 정량적으로 나타내고 골변화를 직관적으로 표현하여 하악과두 영역에 대한 진단 보조 정보를 제공하게 됨. 이로써 임상의가 2D슬라이스 분석만으로 탐지할 수 없었던 병리학적 위치를 식별하고 과두 표면의 정량적 골변화를 평가할 수 있을 것으로 예상됨.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구에서 개발한 인공지능 기반 턱관절 질환 진단 자동화 알고리듬은 정상군, 질환군에서 턱관절 구조물의 골변화에 대한 정보를 손쉽게 얻을 수 있어 질환의 단계별, 연령별, 남녀별 골변화 양상의 정량적 분석이 가능해짐. 이를 통해 턱관절 질환의 초기 진단이 가능하고 예후 예측이 용이하게 됨으로써 국민 삶의 질 향상에 기여할 수 있음.
또한, 본 연구에서 개발한 하악과두 자동 분할 인공지능 모델 고도화를 통해 콘빔 시티 영상 내 해면골 영역을 자동 인식 및 분리하여 골변화를 예측할 수 있는 영상 바이오마커 확립 및 골변화 예후 예측의 통합 자동화 모델 개발을 하는 후속 연구를 진행할 예정임. 본 연구 과제와 후속 연구 기술이 결합 된다면 콘빔시티 영상에서 골변화를 정량적으로 평가 가능할 뿐 아니라 판독이 어려운 질환의 초기 단계에서 골변화 악화를 예측할 수 있는 통합 솔루션으로 활용될 수 있음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 및 필요성 ... 4
• 2) 연구가설 및 최종목표 ... 4
• 3) 연구범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• ◯ 1년차 목표 ... 6
• ◯ 2년차 목표 ... 7
• ◯ 3년차 목표 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 1) 연구개발성과의 활용분야 및 방안 ... 17
• 2) 추가연구의 필요성 및 타 연구에의 응용 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 18
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 39