초록 ▼

□ 연구개요
본 연구를 통해 전기임피던스 장비를 통해 획득한 생체임피던스 정보로부터 복부지방의 분포를 측정하는 알고리즘 및 소프트웨어 개발 하고자한다. 복부비만으로 인한 질병을 관리하고 예방하기 위해, 일상에서 지속적이면서도 간단하게 복부지방 분포를 측정할 수 있는 기술이 필요하다. 전기임피던스 단층촬영 기술(electrical impedance tomography, 이하 EIT)은 이러한 요구들을 만족시키는 비침습적으로 (non-invasive) 단층촬영 기술로서 도전율 분포의 영상을 목표로 한다. 지방 조직의 도전율은 근육

□ 연구개요
본 연구를 통해 전기임피던스 장비를 통해 획득한 생체임피던스 정보로부터 복부지방의 분포를 측정하는 알고리즘 및 소프트웨어 개발 하고자한다. 복부비만으로 인한 질병을 관리하고 예방하기 위해, 일상에서 지속적이면서도 간단하게 복부지방 분포를 측정할 수 있는 기술이 필요하다. 전기임피던스 단층촬영 기술(electrical impedance tomography, 이하 EIT)은 이러한 요구들을 만족시키는 비침습적으로 (non-invasive) 단층촬영 기술로서 도전율 분포의 영상을 목표로 한다. 지방 조직의 도전율은 근육 등 다른 조직에 비해 현저히 낮으므로, 도전율분포로부터 복부지방 분포를 측정하는 것이 가능하다.
본 연구의 주요 목표는 편미분 방정식 이론과 기계학습 이론에 기반 하여 EIT에서 실용적인 앱솔루트 영상 복원 방법을 개발하고 이를 실험을 통하여 검증하는 것이다. 또한, 이를 이용하여 복부지방 분포를 지속적인 간편하게 측정 및 관리할 수 있는 소프트웨어를 개발하는 것이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
복부비만 측정에 특화된 알고리즘 개발을 위하여 기존 영상복원 방법을 복부지방 측정에 적용하였고, 알고리즘의 문제점을 분석하였다. 이를 바탕으로 다양한 수학적 알고리즘을 제안하였고, 딥러닝 기술을 적용한 알고리즘을 개발하였다. 이를 검증하기 위하여 수치실험과 팬텀실험을 수행하였고, 제안된 알고리즘이 기존의 알고리즘에 비하여 우수한 결과를 나타낸다는 것을 확인하였다. 고안된 피하지방 측정 알고리즘이 탑재된 그래픽 유저 인터페이스 소프트웨어를 C# WPF 기반으로 개발하였다. 연구계획서 상에는 인체실험을 통한 알고리즘의 검증을 계획하였으나, 보유중인 다채널 임피던스 측정 장치(Sciospec EIT 16-channel)가 인체실험 허가를 받지 않았다는 것을 알게 되어 인체실험을 수행하지 못하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
기존 EIT 기반 영상 알고리즘은 측정 과정에서의 오차를 제거하기 위해 reference image를 필요로 한다. 하지만, 이는 시간에 따른 변화가 적은 복부지방을 측정하기에는 적합하지 않다. reference data를 필요로 하지 않는 영상복원 알고리즘 개발은 EIT 부분의 중요한 미해결 문제이고, 따라서 이를 해결한다면, EIT 기술이 한 단계 도약하는 계기가 될 것이다.
인바디는 바이오임피던스 기술(Bioelectrical Impedance Analysis)을 활용하여 체성분을 분석하는 기기를 개발하였다. 이 기기는 대부분의 피트니스 클럽에 있을 정도로 상업적으로 매우 큰 성공을 거두었다. 인바디 성공의 주요 요소는, 매우 손쉽고 안전하게 측정할 수 있다는 것에 있다. 우리는 인바디와 마찬가지로 복부지방을 손쉽게 측정할 경우 상업적으로 큰 성공을 거둘 수 있는 제품을 개발할 수 있다고 생각한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 기술개요 ... 4
• 나. 이론적 배경 ... 4
• 다. 연구의 필요성 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 알고리즘 개발 /수치실험 검증 ... 5
• 나. 팬텀실험 ... 6
• 다. 소프트웨어 개발 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 21
• 끝페이지 ... 24