초록 ▼

□ 연구개요
1. 전체 목표
딥러닝 기법을 이용하여 영상/빅데이터에 기반한 골절 예측 모델을 개발함.
2. 세부 연구 목표
- 딥러닝을 이용한 영상 기반 골절 예측 모델을 개발함.
- 딥러닝을 이용한 빅데이터 기반 골절 예측 모델을 개발하고, 영상기반 모델과 통합하여 통합 모델을 구축함.

□ 연구 목표대비 연구결과
• X-ray 기반 골절 예측 모델 개발: X-ray를 기반으로 한 모델에서 향후 골절이 발생할지에 대하여 예측한 결과는 C-index 0.54 – 0.61로, 해당 연구 내에

□ 연구개요
1. 전체 목표
딥러닝 기법을 이용하여 영상/빅데이터에 기반한 골절 예측 모델을 개발함.
2. 세부 연구 목표
- 딥러닝을 이용한 영상 기반 골절 예측 모델을 개발함.
- 딥러닝을 이용한 빅데이터 기반 골절 예측 모델을 개발하고, 영상기반 모델과 통합하여 통합 모델을 구축함.

□ 연구 목표대비 연구결과
• X-ray 기반 골절 예측 모델 개발: X-ray를 기반으로 한 모델에서 향후 골절이 발생할지에 대하여 예측한 결과는 C-index 0.54 – 0.61로, 해당 연구 내에서 FRAX에 비해 성능이 좋았지만 기존에 알려져 있는 골절 예측 모델들의 성능인 0.65
– 0.70에 비해 다소 낮은 성능을 보였음 (EnM published).
• CT 기반 골절 예측 모델 개발: 복부 CT영상에서 척추뼈 및 근처의 근육 영상을 이용하여 예측한 결과 Image only 모델도 5년 째 AUROC기준 0.74 정도의 성능을 보였음. 뼈 단독으로 분석하였을 때 보다 근육과 함께 분석하였을 때 더 좋은 성능을 보였으며, image model만으로도 임상변수만으로 분석한 모델에 비해 더 골절을 잘 예측하는 것을 확인하였음.
• 빅데이터 기반 골절 예측 모델 개발: CDM 기반 모델에서는 각 골절 별 주요 위험인자를 확인하고 각 인자의 위험도를 고려하여 점수 system을 구축함. 점수 시스템의 성능이 주요 골다공증성 골절에서는 C-index 0.789, 고관절 골절에서는 0.860으로 확인되었음. 보험공단데이터 기반 모델에서는 골절력, 천식/만성폐쇄성폐질환 과거력, 낙상력, 당뇨병, 뇌혈관 질환이 유의한 인자로 최종 모델에 포함되었고, 골감소증 여성 환자에서 주요 골다공증성 골절 및 고관절 골절을 예측하는 모델의 예측력은 각각 AUC는 0.726, 0.745로 확인되었음.
• 영상 + 임상 정보 통합 모델 개발: 영상 모델 중 성능이 우수하였던 CT 기반 모델에 임상정보 중 골절의 위험인자들을 추가로 더하여 성능 향상 여부를 실험해보았고, 추가적인 성능 향상을 확인하지 못함. 다만 임상 정보만 분석하였을 때의 성능 보다는 영상 정보로 골절을 예측하고자 하였을 때 더 우수한 성능을 보인 바, 향후 영상에서 얻을 수 있는 정보의 가치가 임상정보 없이 영상 단독으로도 의미있을 것으로 판단됨.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1. 경제적 파급 효과
- 골다공증성 골절의 예방 및 골다공증의 효율적 치료로 국민 보건향상 및 의료비 절감에 기여함.
- 골밀도 검사 보다 접근성이 좋은 영상의학 검사로 골절 발생률을 예측할 수 있게 될 경우 골밀도 검사 시행으로 발생하는 경제적인 손실을 줄일 수 있음.
2. 학문적 의의
- 예측 모델에 대해서는 아직 개발된 알고리즘이 많지 않은 상태로, 학문적 선도 그룹으로써의 의미가 있을 것으로 판단됨.
3. 사회적 의의
- 골밀도가 널리 보급되지 않은 지역에서도 X-ray 혹은 검진으로 촬영한 CT 등의 기계에 프로그램만 추가로 설치하면 골다공증 위험을 파악할 수 있게 됨으로써, 의료의 불균형을 해소함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구 목표 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 3) 연구 범위 및 방법 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• (1) 영상 기반 골절 예측 모델 개발 ... 5
• (2) 빅데이터 기반 골절 예측 모델 개발 ... 9
• (3) 영상과 임상 정보 통합 골절 예측 모델 개발 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 21
• 끝페이지 ... 24