초록 ▼

□ 연구개요
치매, 파킨슨 병 등으로 대표되는 퇴행성 뇌질환은 하나의 질환이 아닌 여러 병태생리에 의해 비슷한 증상이 나오는 경우가 많음. 최근 병태생리를 직접적으로 영상화할 수 있는 PET을 통한 방법이 임상적으로 널리쓰이면서, 퇴행성 뇌질환 환자에서 많은 분자영상 기반 데이터가 축적되고 있음. 이러한 분자영상은 뇌의 대사적 정보나 특정 병리적 이상 소견을 바탕으로 특이적인 뇌 분포를 보여주는데, 이를 데이터 기반으로 구분하여 질병을 보다 세분화 하고 이를 실제 임상상을 비교함으로서 퇴행성 뇌질환을 이해하고 치료하는 밑바탕이

□ 연구개요
치매, 파킨슨 병 등으로 대표되는 퇴행성 뇌질환은 하나의 질환이 아닌 여러 병태생리에 의해 비슷한 증상이 나오는 경우가 많음. 최근 병태생리를 직접적으로 영상화할 수 있는 PET을 통한 방법이 임상적으로 널리쓰이면서, 퇴행성 뇌질환 환자에서 많은 분자영상 기반 데이터가 축적되고 있음. 이러한 분자영상은 뇌의 대사적 정보나 특정 병리적 이상 소견을 바탕으로 특이적인 뇌 분포를 보여주는데, 이를 데이터 기반으로 구분하여 질병을 보다 세분화 하고 이를 실제 임상상을 비교함으로서 퇴행성 뇌질환을 이해하고 치료하는 밑바탕이 됨. 특히, 딥러닝 기반의 비지도학습을 통해 데이터기반으로 질환의 세부유형을 분류, 클러스터링 하고, 비지도학습 기반 뇌영상 패턴을 수치화하여 예후 예측 및 치료 평가가 가능한 모델을 개발함

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구를 통해 기능적 영상 데이터로서, 여러 가지 병태생리학적 현상을 설명할 수 있는 PET데이터베이스를 활용 (포도당 대사, 아밀로이드 축적 및 도파민 수용체 등),영상 정보를 통합하여 활용함.
- 도파민 기반 뇌영상을 파킨슨 병 및 파킨슨증 질환환자에 대한 적용을 통해 비지도학습으로 파킨슨병의 세부 타입을 이미지기반으로 획득하는 성과를 달성함. 비지도학습 기법을 통해 기존의 파킨슨증의 증상 및 임상상 기반 분류체계에서 PET을 통한 분자영상과 비지도학습으로 새로운 형태의 바이오마커 및 하위분류가 가능할 수 있음을 입증함.
- 아밀로이드 PET축적 이미지에 대하여 바이오마커 개발을 위한 과정으로서 정량화 및 수치화 평가가 가능할 딥러닝 기반 알고리즘을 개발함. 해당 알고리즘은 임상적으로 활용할 수 있을지에 대한 객관적 평가를 임상연구로서 수행하여 판독자간 일치도 상승 및 판독의 확신도에서 올라갈 수 있음을 입증함.
- 알츠하이머 치매에서의 아밀로이드 영상에 대해 다양한 종류의 방사성의약품을 활용한 영상이 존재하는 다기관 연구 등에서 공통적 정량적지표를 활용하기 위한 이미지 기반으로 동일한 종류의 PET으로 생성하는 비지도학습기반 방법을 제안함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
- 퇴행성 뇌질환의 다양성을 뇌영상 데이터 기반으로 분석함으로서, 객관적 자료인 뇌영상을 바탕으로 다양한 병태생리 기전을 알아내고, 다양성 바탕으로한 바이오마커로 응용할 수 있을 가능성을 보임.
- 퇴행성 뇌질환의 뇌영상에서 중요한 아밀로이드, 도파민 수용체 등의 정량적 지표에 대해 정교하고 일정한 정량적 지표를 획득하고, 해당 정량적 지표를 임상에서 활용하기 위한 알고리즘을 개발하여, 실제 임상에서 활용한 알고리즘으로서의 가능성을 확인함. 추후 정량지표를 제공할 수 있는 소프트웨어 개발 및 상용화 과정을 통해 임상적으로 유용한 의료기기로 발전할 수 있음.
- 비지도학습 기반의 뇌영상 연구를 통해 딥러닝모델에 대한 전이학습을 통해 목적에 맞게 다양한 종류의 뇌질환에서 감별진단, 예후 예측등으로 활용할 수 있음을 보임.
이는 추후 뇌영상 기반의 바이오마커로서 환자의 진료와 치료를 결정하는데 정량적이고 객관적인 지표로 활용할 수 있을 것이며, 알고리즘 기반의 방법 없이 사람의 눈으로는 평가하기 어려운 정량적 지표로서의 가치를 가지고 있어, 새로운 형태의 정보를 제공하는 인공지능기반 의료기기로서의 확장을 도모할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 6. 참고문헌 ... 12
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 29