초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
경두개 집속초음파 자극기의 AI 기반 메디컬 트윈 치료 시스템 개발

◼ 1단계
❏ 목표
경두개 집속초음파 자극기의 AI 기반 메디컬 트윈 치료 시스템 개발
❏ 내용
○ AI 해석/유도 집속초음파 통합 시스템 구현
- 집속초음파 AI 가속 해석/유도 가시화 기술을 LIFU 시스템(NS-US series)에 통합하여, 준실시간 초음파 변환기 유도 기능과 초음파 음압장 가시화 기능을 가진‘AI 유도 집속초음파 시스템’의 시작품을 제작
○ 집속

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
경두개 집속초음파 자극기의 AI 기반 메디컬 트윈 치료 시스템 개발

◼ 1단계
❏ 목표
경두개 집속초음파 자극기의 AI 기반 메디컬 트윈 치료 시스템 개발
❏ 내용
○ AI 해석/유도 집속초음파 통합 시스템 구현
- 집속초음파 AI 가속 해석/유도 가시화 기술을 LIFU 시스템(NS-US series)에 통합하여, 준실시간 초음파 변환기 유도 기능과 초음파 음압장 가시화 기능을 가진‘AI 유도 집속초음파 시스템’의 시작품을 제작
○ 집속초음파 AI 네트워크 학습 기술 및 Pre-Op. AI 학습 SW모듈 개발
- 집속초음파 AI 네트워크 학습 소프트웨어는 시술 전 1) 환자 의료영상을 이용해 2) 고도화되는 전산수치해석 in-house code로 다수(~500개)의 전산수치결과를 생성하 고 3) 이를 학습데이터로 이용해 가속 해석/유도 AI 네트워크를 생성
- 전체 시스템에 통합될 수 있도록 모듈형식으로 SW를 개발
○ AI 집속초음파 유도 기술 및 Intra-Op. AI 유도 SW 모듈 개발
- 목표하는 영역에 집속초음파의 초점을 실시간으로 위치시키는 변환기 위치 유도 기술 개발
- 준 실시간 기준 전산수치해석 결과대비 타겟 적중률 95%이상을 목표로 현재 개발된 기술의 고도화를 진행
- 전체 시스템에 통합될 수 있도록 모듈형식으로 SW를 개발
○ AI 집속초음파 가속 해석 기술 및 Intra-Op. AI 해석 SW 모듈 개발
- 두개골을 고려한 변환기 위치 및 자세에 따른 실시간(<20ms) 집속초음파 음압장 예측 기술 개발
- 전산수치해석 기법의 결과를 이용해 초음파전달 해석을ANN으로 근사하는 대리모델을 구성함으로써 가속 초음파전달 해석 수행
○ 초음파 전달 해석 전산해석 기술 고도화 및 전산해석 SW 모듈 개발
- 기 개발된 in-house code를 해석시간 1-2분 내, 타겟 적중률 75 % 수준으로 높이도록 고도화
○ 통합 Pre-Op. SW 개발
- 개발한 초음파 전달 전산해석 SW모듈과 고려대연구팀에서개발하는 AI 학습 SW모듈을 통합하여 Pre-Op. AI학습 SW개발
- 환자의 CT 의료영상을 제공받으면 데이터의 가공부터 학습까지 자동으로 수행하는 준자동Pre-Op. 소프트웨어를 제공하며, 임상환경에서 비공학자가 쉽게 사용할 수 있는 형태로 개발
○ AI 가속해석 및 유도 결과 가시화 기술 및 통합 Intra-Op.SW 개발
- 2종의 AI　SW모듈의 결과 (음압장 분포, 유도된 변환기 좌표)를 가시화 기술 개발
- 임상의에게 변환기의 위치에 따른 음압장을 시각화함. 또한, 목표 영역에 초점을 위치시키기 위한 변환기 위치를 실시간 3차원 의학영상으로 시각화하여 시술 편의성을 극대화함
- AI 가속해석 SW 모듈, AI 유도 SW 모듈, 가시화 모듈을통합한 통합 Intra-Op. SW를 개발
- 통합 HW시스템에 호환될 수 있도록 SW 개발

□ 연구개발성과
경두개 집속초음파 자극기의 AI 기반 메디컬 트윈 치료 시스템

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1) 개발될 AI 기반 집속초음파 치료 시스템은 기존 집속초음파 기기의 정확도를 크게 높여 초음파 기기를 활용될 수 있는 신경과적ㆍ정신과적 대상 질환이 확대됨
2) 고부가가치의 뇌질환 치료기기 개발을 통해 외산 의료장비의 수입 감소와 국산의료기기 수출을 선도할 수 있음
3) 초고령시대에 발맞춘 안전하고 정밀한 치료기기 개발을 통해 복지 사회구현 및 삶의 질을 향상 할 수 있음

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 16
• 1) 연구수행 결과 ... 16
• 2) 목표 달성 수준 ... 31
• 5. 연구개발성과의 활용 및 사업화 계획 ... 32
• 1) 집속초음파 유도 시스템 기술현황 ... 32
• 2) 우울증 치료 시장 현황 ... 32
• 3) 의료기기를 통한 우울증 치료 시장 ... 33
• 4) 저강도 집속초음파 기술 현황 ... 34
• 5) 뇌 질환 치료용 집속형초음파자극시스템 개발 현황 ... 35
• 6) 관련 기술 특허 동향 ... 36
• 7) 뉴로소나 경쟁기관 특허 현황 ... 36
• 8) 연구개발 투자 재원 조달 현황 ... 37
• 9) R&D 내재화 계획 ... 38
• 끝페이지 ... 39