초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
• 초음파 진단기에 의해 획득된 초음파 영상을 기반으로 함.
① 신경회로망과 고급 신호 처리를 통한 영상품질 개선,
② 인공지능에 의해 환자의 위험도(지방간, 간경병증, 간암, 태아와 산모, 혈전)를 판정하기 위한 screening 검사를 수행하는 인공지능 네트워크 개발
③ 의료진의 보조수단, 응급 대처 및 비대면 원격 진료(간암, 태아 진단)로 이어지는 가상 의사 플랫폼 연구개발
④ 인공지능에 의해 태아 및 기형아 위험도를 판정하기 위한 인공지능 네트워크 개

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
• 초음파 진단기에 의해 획득된 초음파 영상을 기반으로 함.
① 신경회로망과 고급 신호 처리를 통한 영상품질 개선,
② 인공지능에 의해 환자의 위험도(지방간, 간경병증, 간암, 태아와 산모, 혈전)를 판정하기 위한 screening 검사를 수행하는 인공지능 네트워크 개발
③ 의료진의 보조수단, 응급 대처 및 비대면 원격 진료(간암, 태아 진단)로 이어지는 가상 의사 플랫폼 연구개발
④ 인공지능에 의해 태아 및 기형아 위험도를 판정하기 위한 인공지능 네트워크 개발
• 인공지능 및 ICT 융합 관련 전문 연구 인력 40명 이상 양성.
• 삼성서울병원과 가천의대 길병원으로부터 IRB 승인 절차와 영상 심의가 완료된 임상 초음파 영상을 통해 주요 간질환과 태아 위험도를 자동 진단하는 가상 의사 플랫폼의 성능평가 진행.
• 광대역 초음파 센서를 개발, 경동맥 혈전의 두께 및 혈전의 탄성도를 분석하는 인공지능 네트워크 개발

◼ 전체 내용
인공지능에 의해 초음파 진단을 수행하는 가상의사 플랫폼 구축을 위한 세부과제 진행
세부프로젝트1
인체 혈전 경동맥 모델을 사용하여 혈전의 두께를 측정하는 Thrombus Thickness Prediction Neural Network와 혈전의 탄성도를 분석하는 Thrombus Elasticity Prediction Neural Network 연구 (제4세부 공조 연구)
세부프로젝트2(기업체공동연구)
인공지능기법을 이용한 지방간 및 간경변증, 간암에 대한 위험도 판단 및 유무 판별을 위한 liver all in one diagnosis network 및 이의 비대면 원격진료 플랫폼 연구
세부프로젝트3
레디오믹스(radiomics) 및 semi-supervised 학습기법을 적용하여 태아 상태 및 출산 위험도를 산출하고, 기형아(다운증후군)를 진단하는 인공지능형 가상 의사 플랫폼 연구 개발
세부프로젝트4
제 1세부와 공조 연구를 통해 인체 혈전 경동맥 모델을 사용하여 혈전의 두께를 측정하는 Thrombus Thickness Prediction Neural Network와 혈전의 탄성도를 분석하는 Thrombus Elasticity Prediction Neural Network 연구

◼ 1단계
❏ 목표
• 초음파 진단기에 의해 획득된 초음파 영상을 기반으로 함.
① 신경회로망과 고급 신호 처리를 통한 영상품질 개선,
② 인공지능에 의해 환자의 위험도(지방간, 간경병증, 태아와 산모, 혈전)를 판정하기 위한 screening 검사를 수행하는 알고리즘 연구,
③ 인공지능 및 ICT 융합 관련 전문 연구 인력 40명 이상 양성.
• 광대역 초음파 센서를 개발, 인공지능 가상 의사 플랫폼을 통한 경동맥의 혈전 진단
❏ 내용
인공지능에 의해 초음파진단을 수행하는 가상의사 플랫폼 구축을 위한 세부과제 진행
세부프로젝트1
경동맥 혈관 분석을 위한 광대역 정밀 집속초음파 트랜 스듀서 시스템 개발
세부프로젝트2(기업체공동연구)
인공지능기법을 이용한 지방간 및 간경변증 위험도 판단을 위한 자동화된 초음파 영상분석 기술 개발
세부프로젝트3
태아 상태 및 출산 위험도를 진단하는 인공지능형 가상 의사 플랫폼 연구
세부프로젝트4
경동맥 혈전 유무를 분석/진단하는 인공지능형 가상의사 플랫폼 연구
• 성능평가 항목 및 목표

◼ 2단계
❏ 목표
• 성능평가 항목 및 목표
❏ 내용
[세부과제 1, 4 공조 연구]
• 혈전의 응고 시간에 따른 후방산란신호 획득 및 DB 구축
• 혈전 두께를 4단계로 판별하는 인공지능 네트워크인 Thrombus Thickness Prediction Neural Network (TTP N.N)의 연구개발
• 탄성도 분석을 통한 응고 정도 및 단계를 3단계로 판별하는 인공지능 네트워크인 Thrombus Elasticity Prediction Neural Network (TEP N.N)의 연구개발
• Thrombus Thickness Prediction Neural Network (TTP N.N)와 Thrombus Elasticity Prediction Neural Network (TEP N.N)의 최적화 및 평가
[세부과제 2]
• 간암에 대한 초음파 이미지 DB의 확보 및 인공지능형 간암 lesion detection 알고리즘 연구개발
• 1~4차년도까지 연구, 개발한 지방간, 간경화 네트워크에 간암 네트워크를 통합하여, 인공지능으로 주요 간 질환에 대한 자동으로 진단하는 liver all in one diagnosis network 개발
• 최종적으로는 지방간, 간경화, 간암 진단을 위한 비대면 원격 진료 플랫폼 연구
[세부과제 3]
• 1단계에서 개발한 태아 상태 및 출산 위험도 측정 기술에 semi-supervised learning을 추가 도입하여, 진단의 정확도를 고도화하는 동시에,
• 기능적으로는 기형아 (다운증후군)를 판단하는 네트웍을 추가하여 기능을 고도화한 fetal diagnosis 네트웍 연구 개발
• 최종적으로는 제2세부와의 공조 연구를 통한 태아 위험도 진료를 위한 비 대면 원격진료 플랫폼 구현

◼ 해당 연도
❏ 목표
인공지능형 가상 의사를 통한 비대면 원격 진료 플랫폼 연구와 확장된 진료 항목에 대한 성능 테스트,및 핵심 요소 기술, 혈전의 탄성도를 판별하는 인공지능 네트워크인 Thrombus Elasticity Prediction Neural Network (TEP N.N) 를 연구, 간 질환 진단용 인공지능 네트워크를 추가한 liver all in one diagnosis network 및 비대면 원격진료 플랫폼 연구, 및 제2세부와의 공조 연구를 통한 태아 위험도 진료를 위한 비대면 원격진료 플랫폼 구현
❏ 내용
제1세부: Thrombus Elasticity Prediction Neural Network (TEP N.N)를 연구 개발 및 이의 최적화 (제4세부 공조)
제2세부: 1~4차년도까지 개발한 지방간, 간경화 네트워크에, 간암 진단용 인공지능 네트워크를 추가한 liver all in one diagnosis network 및 비대면 원격진료 플랫폼 연구
제3세부: 기형아 (다운증후군)의 판단 근거를 제시하는 Semantic Segmentation 기반의 Explainable AI (XAI) 기능을 탑재한 fetal diagnosis 네트웍 연구 개발하고, 최종적으로는 제2세부와의 공조 연구를 통한 태아 위험도 진료를 위한 비대면 원격진료 플랫폼 구현
제4세부: 제1세부와 공조하여 혈전의 탄성도를 판별하는 인공지능 네트워크인 Thrombus Elasticity Prediction Neural Network (TEP N.N)를 연구개발 및 최적화

□ 연구개발성과

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
◾ 사회적인 측면:
- 조기진단에 따른 의료 보건의 질 향상과 가족의 행복 추구
- 정기적인 의료검진이 어려운 바쁜 현대인들에게 예방 중심 의료서비스
- 의료 낙후 지역의 산전검사 활성화로 산모 및 태아의 건강한 출산 도모
◾ 경제적인 측면:
- AI 신기술 과 의료기술 접목에 따른 신시장 진출로 국가의 수출 증대와 일자리 창출
- 조기진단에 따른 국가차원의 의료비 절감 효과
- 미래의 원격 진료 및 진단에 따른 의료 통신 시장 선점에 따른 경제 유발 효과
◾ 인재 양성의 측면:
- 4차 산업혁명을 주도할 인공지능 및 ICT 융합 분야의 고급 인력 양성
- 산업 밀착형 실무형 인재 육성과 기업가 정신을 바탕으로 한 우수인재의 창업 유발

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 9
• Ⅰ. 계획 대비 달성도 ... 14
• 1. 연구개발 목표 및 내용 ... 14
• 2. 연차별 추진계획 및 실적 ... 19
• 3. 연구개발 결과 ... 118
• 4. 추진전략 및 체계 ... 150
• Ⅱ. 사업수행 실적 ... 158
• 1. 센터의 연구 인프라 구축실적 ... 158
• 2. 정책 중점추진사항 추진실적 ... 171
• Ⅲ. 연구개발 성과 ... 207
• 1. 연구성과 총괄 ... 207
• 2. 지표별 대표성과 ... 209
• 3. 연구성과의 우수성 ... 281
• Ⅳ. 인력양성 성과 ... 301
• 1. 인력양성 추진전략 및 방안 ... 301
• 2. 인력양성 실적 ... 311
• Ⅴ. 기대효과 ... 330
• 1. 연구결과의 산업적/경제적 기여도 ... 330
• 2. 연구결과의 기술적 기여도 ... 330
• 3. 연구결과의 활용가능성 ... 331
• Ⅵ. 연구개발비 사용실적 ... 333
• 끝페이지 ... 341