초록 ▼

□ 연구개요
프로포폴 (Propofol) 마취 시술 중의 환자 의식수준 및 마취심도 예측을 위한, 딥러닝 (Deep Learning) 기술을 이용하여 기능적 근적외선 분광법 (functional near-infrared spectroscopy, fNIRS) 뇌신호 분석 기술 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
◯ 프로포폴 마취 시술 하의 fNIRS 기반 의식수준 예측을 위한 멀티모달 뇌신호 (기능적 근적외선 분광법 (fNIRS) - 뇌전도 (Electroencephalogram, EEG) 데이터 분석 및 특징 추

□ 연구개요
프로포폴 (Propofol) 마취 시술 중의 환자 의식수준 및 마취심도 예측을 위한, 딥러닝 (Deep Learning) 기술을 이용하여 기능적 근적외선 분광법 (functional near-infrared spectroscopy, fNIRS) 뇌신호 분석 기술 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
◯ 프로포폴 마취 시술 하의 fNIRS 기반 의식수준 예측을 위한 멀티모달 뇌신호 (기능적 근적외선 분광법 (fNIRS) - 뇌전도 (Electroencephalogram, EEG) 데이터 분석 및 특징 추출 목표
- 마취시술 중 변화하는 EEG/fNIRS 뇌신호에 대한 시간-주파수-공간 및 특징 분석진행을 통하여, 뇌전도와 fNIRS 간의 연관관계 특징을 성공적으로 추출함.
◯ fNIRS 딥러닝 모델 개발 및 마취심도 바이오마커 추출 목표
- 기존 방식의 fNIRS 특징 기반의 의식수준/마취심도를 예측이 불가하여 새로운 fNIRS 바이오마커 필요하였고, 본 연구를 통해 마취심도와 연관성 높은 fNIRS 바이오마커 발굴함.
◯ 발굴한 fNIRS 의식수준/마취심도 바이오마커를 이용한 딥러닝 기반 마취심도 예측 기술 개발 목표
- fNIRS 기반의 새로운 마취심도 바이오마커 제시하였음.
- 발굴한 fNIRS 바이오마커를 이용한 기계학습 모델 기반의 마취심도 예측 기술 개발에 성공함.
- 뇌-컴퓨터 인터페이스 대표 딥러닝 모델을 적용하여 마취심도 예측 기술 고도화 진행함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
◯ 대부분의 수면마취 사고와 연관된 약물은 프로포폴로 식품의약품안전처에서 프로포폴 사용시 주의사항에서 마취과 전문의의 중요성을 강조하고 있으나, 여전히 대부분의 국내 병·의원에서는 마취과 전문의 없이 수면마취 시술이 진행되고 있는 실정
◯ 프로포폴은 수면에 이르는 반응 시간이 1-2분으로 매우 짧고, 회복도 빨라 수면내시경이나 간단한 시술, 성형 수술 등에 주로 쓰이고 있으며, 특히, 두통, 어지럼증 등 다른 수면 마취제에서 발생하는 후유증이 없어 환자 선호도가 높지만, 강력한 호흡 억제력으로 오남용할 경우 일시적으로 호흡이 멈추거나 저혈압등 합병증이 발생위험 높고, 심한 경우 호흡정지로 사망에 이를 수도 있기에 적정 마취약제량 조절로 적정 마취심도를 유지하는 것이 매우 중요
◯ 뇌전도 기반 Bispectral Index (BIS)가 현재 의료 현장에서 마취심도 모니터링 시스템로써 널리 활용되고 있으나, 특히 수면마취에는 매우 취약한 성능을 보이고, 다양한 마취 환경에 대한 대처 미흡
◯ 또한, 성형 수술, 치과 시술 등 안면에서 이루어지는 수술/시술에는 필연적으로 발생하는 잡음에 뇌전도 특성상 매우 취약하여, 새로운 마취심도/의식수준 모니터링 기술에 대한 필요성 대두
◯ 따라서, 제안한 해당 기술은 의료 현장에 적용될 수 있는 확장성이 높은 핵심 원천 기술로, 이러한 마취심도/의식수준 관련 새로운 fNIRS 바이오바커 제시 및 예측기술 개발을 통해, 특히 수면 마취 관련 마취 전문 인력 수요 충족되지 못하고 있는 상황에서 의료 수요에 대한 문제 해결 방안 제시 기대


(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발과제의 최종 목표 ... 4
• 2) 기존 마취심도 모니터링의 한계 및 제안 연구의 도전성/창의성 ... 4
• 3) 선행 연구 수행 ... 4
• 4) 연구 범위 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 1) 연구개발과제 수행 과정 ... 7
• 2) 연구개발과제 수행 내용 ... 8
• 3) 연구개발과제의 추진체계 ... 10
• 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 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 1) 예상되는 연구개발성과의 활용분야 및 활용방안 ... 11
• 2) 연구개발성과의 기대효과 ... 11
• 3) 추가연구의 필요성 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 12
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 14
• 끝페이지 ... 25