초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
o 폐렴 확산의 사회적 문제 해결을 위해, 호흡에 대한 다중감각 센싱 정보를 크로스모달* 특성에 맞춰 분석하여 손쉽고 정확하게 폐질환을 인식할 수 있는 자택 및 집단생활시설용 폐질환 조기 스크리닝 시스템 기술 개발
* 크로스모달: 외부 현상이 서로 다른 감각에 걸쳐서 연관되어 발생하는 양상
o End Product
- 청진 측정 및 폐음 이상 인식 시스템
- 폐기능 측정 및 폐포 호흡 채집용 샘플러 장치
- 폐포 호흡내 호기 가스 분석 시스템
- 폐

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
o 폐렴 확산의 사회적 문제 해결을 위해, 호흡에 대한 다중감각 센싱 정보를 크로스모달* 특성에 맞춰 분석하여 손쉽고 정확하게 폐질환을 인식할 수 있는 자택 및 집단생활시설용 폐질환 조기 스크리닝 시스템 기술 개발
* 크로스모달: 외부 현상이 서로 다른 감각에 걸쳐서 연관되어 발생하는 양상
o End Product
- 청진 측정 및 폐음 이상 인식 시스템
- 폐기능 측정 및 폐포 호흡 채집용 샘플러 장치
- 폐포 호흡내 호기 가스 분석 시스템
- 폐질환 자가측정 및 스크리닝 모바일 어플리케이션
- 다중감각 앙상블 기계학습 폐질환 선별 시스템

◼ 전체 내용
【연구개발 내용】
o 모바일단말 기반 폐 청진음의 지능형 인식 기술 개발
- 폐음 통합 분석 서비스 및 서버 기술
- 청진기 소리 특징 분석 기반 폐질환 인식 기술
o 직접 주입식 호기 분석 및 샘플링 기술 개발
- 직접 주입 방식 호기 가스 분석 기술
- 호흡기 유량/압력 감지 기반의 폐포 호흡 샘플링 기술
o 다중감각 앙상블 기반 폐질환 자가측정 기계학습 기술 개발
- 다중감각 크로스모달 적응 앙상블 기계학습 스크리닝 기술
- 자가 호흡 유도 추출 인터랙티브 콘텐츠 기술
o 폐질환 스크리닝 임상시험(Development Test/Validation Test)
- 다중감각 융합 스크리닝 임상시험을 통한 성능 분석
- 폐질환 스크리닝 시스템 기능/성능 시범 적용
【연구개발 추진전략】
o 주관연구기관과 공동연구기관은 산학연 공동연구 체계에서 도출된 요구사항과 기 보유한 원천기술을 기반으로 다중감각 인식 기반의 폐질환 스크리닝을 위한 과제 핵심기술을 개발
o 공동연구기관은 보급형, 집단생활시설 및 정밀형 다중감각 폐질환 자가측정 시스템 보급을 위한 스마트 청진기 공동 개발 및 사업화 추진
o 위탁연구기관인 병원은 다중감각 폐질환 스크리닝 도구의 제품화를 위한 의료 분야 요구사항 도출 및 R&D 결과물의 유효성, 안정성, 효과성 검증을 위한 임상시험을 추진

□ 연구개발성과
o 폐질환 스크리닝 호기 분석 장치 기술
- 폐질환 스크리닝 호기분석 장치 프로토타입 개발
- 폐기능 검사를 위한 폐활량계 장치 개발
o 다중감각 인식 앙상블 폐질환 기계 학습 기술
- 다중감각(폐활량/호기분석) 앙상블 기반 폐질환(COPD) 분류
o 자가 유도 호흡 측정 가이드 및 스크리닝 콘텐츠
- 폐질환 스크리닝 장치 실시간 연동 기술 개발
- 호기 주입 데이터 반응형 인터랙션 기술 개발
o 폐질환 스크리닝 프로토타입 데이터 수집 임상시험
- 강원대학교병원의 임상연구 프로토콜 수립 및 임상시험 진행
o 폐기능 측정 및 폐포 호흡 채집용 샘플러
- 호기 채집을 위한 샘플러 장치 개발
- 호기의 최대양 및 세기 측정 기술
o 폐음 특징 분석 및 스크리닝 기술
- 호흡 주기 추출 기반 폐음 전처리 기술 개발
- 스펙트로그램 변환의 폐음 특징 패턴인식 기술 개발

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
【연구개발성과 활용계획】
o 보급형 스마트 폐음 청진 시스템
- 폐의 정상 호흡 경로내 이상 측정을 위한 폐음 검출
- 호흡 유도 콘텐츠 자가진단으로 가정(일반수요자) 중심 활용
o 집단생활시설 폐질환 측정 시스템
- 폐기능 측정과 폐잡음 정보 통합 기반 폐질환 측정
- 모바일 단말을 포함한 어플리케이션으로 집단생활시설 중심 활용
o 정밀형 다중감각 폐질환 스크리닝 시스템
- 폐의 염증 반응 측정용 호기 가스 분석과 폐잡음 정보 융합
- 호기 분석/청진 융합의 폭넓은 스크리닝으로 폐질환 자가측정
【기대효과】
o (기술적 기대효과) 다중감각의 상호이질적인 특성을 융합 분석하는 기술 개발을 통해 호흡기 관련 헬스케어 및 인공지능 기술경쟁력 확보
o (경제적 기대효과) 자각증상이 없고 생명에 치명적이어서 막대한 비용이 발생하는 폐질환을 조기에 발견하고 치료하여 사회경제적 비용 감소
o (사회적 기대효과) 노인 사망률의 주원인 폐렴을 선별하여 국민 건강을 관리하고 비대면 스크리닝 검사 통해 전염병 감염 확산 방지

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 가. 개발 대상 기술의 도출 배경 ... 9
• 나. 개발 대상 기술의 개념과 구성 ... 10
• 다. 개발 대상 기술의 개요 ... 11
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 12
• 2-1. 1차년도(2021년) 기술개발 수행 내용 ... 12
• 2-2. 2차년도(2022년) 기술개발 수행 내용 ... 33
• 2-3. 3차년도(2023년) 기술개발 수행 내용 ... 56
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 79
• 1) 연구수행 결과 ... 79
• 2) 목표 달성 수준 ... 86
• 4. 목표 미달 또는 미흡한 사항에 대한 원인분석 ... 88
• 1) 목표 미달 또는 미흡한 연구결과에 대한 원인(사유) 자체분석 내용 ... 88
• 2) 미달 또는 미흡한 결과물에 대한 보완 활동 ... 88
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 88
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 89
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 91
• 1) 향후 5년간 성과활용·확산 활용방안 및 계획(활동계획) ... 96
• 2) 주요 성과활용 (기대)성과목표 ... 97
• 3) 성과활용·관리 추진체계 ... 97
• 4) 기타 ... 97
• 7. 연구개발성과에 대한 후속연구 및 추가 개발 계획 ... 98
• 8. 연구개발비 사용실적 ... 99
• 1. 연구개발비 사용명세서 ... 99
• 2. 발생이자 사용명세서 ... 99
• 3. 반납액 명세서 ... 100
• 끝페이지 ... 101