초록 ▼

연구개요
최근 인구 고령화와 향상된 의료 서비스에 대한 수요 증가와 맞물려 스마트 헬스케어 시장이 급성장하는 추세이다. 그중에서도 임상 의사결정 지원시스템(CDSS)은 인공지능이 활용되는 가장 중요한 분야 중 하나이다. 그러나 딥러닝을 이용해 추론한 결과는 부족한 설명력 때문에 의료 분야에서 제한적으로 이용된다. 의료 분야에서 인공지능을 사용하기 위해서는 그 결과를 설명할 수 있어야 한다. 본 연구과제는 설명력을 개선한 심층신경망 기반 임상 의사결정 지원시스템 개발을 목표로 한다.
즉, 다양한 특성을 가지는 멀티 모달 의

연구개요
최근 인구 고령화와 향상된 의료 서비스에 대한 수요 증가와 맞물려 스마트 헬스케어 시장이 급성장하는 추세이다. 그중에서도 임상 의사결정 지원시스템(CDSS)은 인공지능이 활용되는 가장 중요한 분야 중 하나이다. 그러나 딥러닝을 이용해 추론한 결과는 부족한 설명력 때문에 의료 분야에서 제한적으로 이용된다. 의료 분야에서 인공지능을 사용하기 위해서는 그 결과를 설명할 수 있어야 한다. 본 연구과제는 설명력을 개선한 심층신경망 기반 임상 의사결정 지원시스템 개발을 목표로 한다.
즉, 다양한 특성을 가지는 멀티 모달 의료 데이터를 융합해 빅데이터를 구축하고, 빅데이터를 토대로 학습된 딥러닝 모델의 향상된 정확도와 설명력을 이용해 의료진의 진료 행위 전 과정을 지원하고 그 결과를 설명할 수 있는 인공지능 기반 임상 의사결정 지원시스템을 개발하고자 했다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구의 최종 목표는 멀티모달 의료정보를 활용해 임상 의사결정을 지원하는 인공지능 기반 헬스케어 시스템을 구축하는 것이다. 본 연구에서는 심장 질병 조기 진단 및 예측 정확도 향상과 모델이 추론한 결과에 대한 해석력 개선 부분에 집중했다.
연구에 이용되는 의료 정보는 임상(Text), CT, MRI, X-ray, 초음파 등 텍스트와 이미지를 비롯한 모든 종류의 의료 데이터를 대상으로 했으며, 연구 초기에는 심장 질환 중심으로 예측 및 진단 정확도 향상을 진행하고 이후 점진적으로 대상 질병을 넓혀나가고자 했다. 연구 개발과제 수행을 위해 개발과제는 세 가지 세부영역별로 나눠 수행했다.
각 단계는 멀티모달 빅데이터 구축, 질병 조기 진단 및 예측 정확도 향상, 의사결정 지원시스템 해석력 개선으로 나뉘어진다. 첫 번째 단계인「멀티모달 빅데이터 구축」을 위해 심장 질환 관련 의료 데이터인 심전도, 심장 초음파 및 임상 데이터를 수집해 의료 빅데이터를 구축했다. 두 번째 단계인「질병 조기 진단 및 예측 정확도 향상」의 경우, 질병 조기 진단 및 예측 정확도 향상을 위해 멀티 모달 의료 데이터를 대상으로 각 데이터 특성에 맞는 딥러닝 기반 모델을 활용해 심장 질환 진단에 이용하였다. 마지막으로「의사결정 지원시스템 해석력 개선」은 의사결정 과정에 대한 설명을 제시하기 위한 학문적 시도를 목표로 했다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구는 기존 단순 질병 경계 찾기에 초점을 맞추었던 컴퓨터 보조 진단 분야 모델들과 달리, 질병을 조기에 예측하고, 예측 정확도와 예측 결과에 대한 설명력을 더해 질병을 사전에 예방, 관리할 수 있는 건강 서비스를 제공하고자 했다. 딥러닝 모델을 기반으로 심전도 데이터를 분석하여 정상 및 4가지 상태의 심혈관 질환으로 분류하는 연구를 수행한 결과 높은 분류 정확도를 얻을 수 있었다. 제안한 방법은 누적된 의료 데이터가 점점 많아질수록, 더 향상된 추론 능력을 얻을 수 있을 것이며, 그 결과 더 정밀하고 정확한 임상 의사결정 지원 서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 개인에게 가장 적절한 맞춤형 치료법을 선택하는데 활용될 수 있을 것이며, 이를 통해 선제적인 건강 관리 및 지원이 가능할 것으로 기대된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 3) 목표 달성 수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 10
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 6. 참고문헌 ... 12
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 14
• 끝페이지 ... 17