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연구개요
만성 신장병은 신부전으로 발전하면 투석 또는 신장이식이 필요하고 사망률 또한 높아지는 심각한 질환으로, 고령화, 당뇨병, 고혈압 등 관련 위험요인 증가로 인해 유병률이 높아지고 있음. 본 연구는 신장병 진단에 필요한 혈액검사를 망막영상에 대한 인공지능 분석으로 대체하는 비칩습적 현장진단검사용 혁신의료기술 개발을 통해 신장병의 조기진단 방법을 제안하고자 함.

연구 목표대비 연구결과
1. 망막영상 빅데이터 구축
· 신장병 진단 인공지능 개발용 망막영상 빅데이터 1건과 눈질환 검출 인공지능 개발용 망

연구개요
만성 신장병은 신부전으로 발전하면 투석 또는 신장이식이 필요하고 사망률 또한 높아지는 심각한 질환으로, 고령화, 당뇨병, 고혈압 등 관련 위험요인 증가로 인해 유병률이 높아지고 있음. 본 연구는 신장병 진단에 필요한 혈액검사를 망막영상에 대한 인공지능 분석으로 대체하는 비칩습적 현장진단검사용 혁신의료기술 개발을 통해 신장병의 조기진단 방법을 제안하고자 함.

연구 목표대비 연구결과
1. 망막영상 빅데이터 구축
· 신장병 진단 인공지능 개발용 망막영상 빅데이터 1건과 눈질환 검출 인공지능 개발용 망막영상 빅데이터 1건 구축함.
2. 인공지능 기반 영상분석기술 확보
· 망막영상에 대한 전처리, 좌우 구분처리 등 영상처리기술 개발
· 인공지능분야 석사 2명 양성하고, 인공지능 전문회사인 (주)스파이더코아와 협업
3. 데이터 분석팀 및 의학자문팀 구성
· 안과전문의, 데이터과학자, 내과전문의 등으로 팀을 구성하여 SCI급 논문 4편 보고하고 현재 3편 더 작성 중임.
4. Estimated glomerular filtration rate (eGFR)을 예측하는 영상분석인공지능 개발 및 평가
· Wide-ResNet 28-10 딥러닝알고리듬으로 개발 완료
5. 영상분석결과 평가 및 피드백
· Isolated eGFR 감소 검출 성능(eGFR-IO 모델)은 우수하였으나, 단백뇨 검출 성능은 미흡. 단백뇨는 소변검사로 검출하고 망막영상으로는 eGFR 감소만 검출할 때 높은 성능 기대
· Isolated eGFR 감소 검출 성능이 65세 이상, 당뇨병, 고혈압 등 조건에서 감소하였음.
6. 영상분석인공지능의 성능개선
· 망막영상에 나이와 성별 정보를 추가하면 성능 향상(eGFR-IS 모델)
· eGFR-IS 모델에 소변검사결과를 추가하는 multimodal deep learning을 하면 고혈압 뿐 아니라 당뇨병에서도 의미있게 성능 향상
· 65세 이상에서는 성능 개선 미흡
7. 새로운 망막영상을 활용한 영상분석인공지능 성능 평가
· 당뇨병 환자를 대상으로 한 외부검증에서는 나이에 관계없이 성능 저하
· 당뇨병이 없는 사례에 대한 추가 외부검증 시행 예정

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
1. 활용계획
· 전체 연구결과를 정리하여 신장병을 검출하는 망막영상 인공지능 기술의 임상적 한계와 의미에 대한 SCI급 논문 출판
· 구축된 망막영상 빅데이터를 활용하여 건진센터 맞춤형 인공지능기반 망막영상 판독보조시스템 사업 추진 예정
· 망막영상 인공지능 기술을 발전시켜 심뇌혈관계 이상을 검출하는 건진센터 맞춤형 서비스 개발 예정
2. 기대효과
· 안저사진촬영을 기본검사로 시행하고 있는 건강검진프로그램에 인공지능 기술 도입 가속화
· 소형 소변분석기 개발 등 비침습적 현장진단검사 시장 활성화
· 신장병 조기 발견을 통한 의료비 절감 및 국민건강증진

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구과제 목적 및 중요성 ... 4
• 2) 연구 배경 및 가설 ... 4
• 3) 최종 목표 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 1년차 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2) 2년차 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3) 3년차 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 1) 의료 분야 ... 13
• 2) 기술 및 산업 분야 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 1) 성과 관리 추진체계 ... 13
• 2) 예상되는 활용분야 ... 14
• 3) 활용방안 ... 14
• 4) 추가연구의 필요성 ... 14
• 5) 타 연구에의 응용 ... 14
• 6) 기술이전 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 15
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 21
• 끝페이지 ... 34