초록 ▼

□ 연구개요
쓸개관 돌(Bile duct stone)에 의한 담도계 패혈증은 의심되는 즉시 빠른 진단과 적절한 치료가 필요한 응급질환 중 하나이며, 적절히 치료받지 못한 경우 높은 사망률을 보인다. 현재 쓸개관 돌을 진단하고 치료하는 gold standard는 민감도와 특이도 높고 빠르고 정확한 영상을 얻을 수 있는 내시경역행담췌관조영술(ERCP)이나, 침습적이고 시술 관련 급성 합병증(담관염, 췌장염, 천공 등)의 가능성이 있다는 단점이 있다. 따라서 임상적으로 급성기 응급실을 내원한 환자에서는 대부분 조영제를 이용한 CT

□ 연구개요
쓸개관 돌(Bile duct stone)에 의한 담도계 패혈증은 의심되는 즉시 빠른 진단과 적절한 치료가 필요한 응급질환 중 하나이며, 적절히 치료받지 못한 경우 높은 사망률을 보인다. 현재 쓸개관 돌을 진단하고 치료하는 gold standard는 민감도와 특이도 높고 빠르고 정확한 영상을 얻을 수 있는 내시경역행담췌관조영술(ERCP)이나, 침습적이고 시술 관련 급성 합병증(담관염, 췌장염, 천공 등)의 가능성이 있다는 단점이 있다. 따라서 임상적으로 급성기 응급실을 내원한 환자에서는 대부분 조영제를 이용한 CT 영상으로 쓸개관 돌을 진단하는데, CT의 경우, 돌에 포함된 calcium phosphate 또는 calcium carbonate의 양에 따라서 검사상 발견하기 어려운 단점으로 민감도가 20~90%까지 다양하다.
아무리 숙련된 의사라도 비조영증강 혹은 조영증강 CT 영상만을 이용해 육안으로 쓸개관 돌을 정확히 진단한다는 것은 어려운 일이지만, 이전 연구에서 보였던 낮은 민감도를 실제로 ERCP를 시행하여 쓸개관 돌이 발견된 환자에서 얻은 비조영증강 및 조영증강 CT 영상을 이용하여 CNN (Convolutional neural network)를 통한 인공지능 알고리즘을 개발하여 진단 정확도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대하고 본연구를 계획하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
조영 전, 후 영상을 이용해 쓸개관 돌을 판별하는 알고리듬을 개발하고, 이를 특허화하며 논문으로 발표하는 것이 주된 연구 목표였다.
1개의 대학병원에서 10년간 진단된 쓸개관 돌 환자의 case를 모았고 이중 연구 적절성을 평가하여 약 11250장의 image database를 만들었고, 각 영상 마다 쓸개관의 위치를 표시하여 딥러닝시킨 결과 쓸개관 돌을 감별하는 알고리듬을 개발하였으며 mean average precision은 93% 이상으로 높은 정확도를 보였다.
상기 주제로 특허를 출원하여 “인공지능 기반 온쓸개관 돌의 단층 이미지 판독 장치, 시스템, 방법 및 프로그램”의 특허가 등록되었다.
논문은 현재 작성 중으로 이른 시일 안에 결과 값이 갖는 영향력을 고려, 상위 저널에 투고될 예정이다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
서구화된 식습관과 초고령 사회로 접어들면서 쓸개관 돌에 의한 담도계 패혈증이 점차 증가하고 있으며, 진단이 늦어지면 환자의 생명이 위험해 질 수 있어 심한 복통을 호소하는 환자에게 반드시 감별되어야 할 질환이다.
이번 연구 개발을 통해 비조영 및 조영 증강 복부 CT 영상에서 쓸개관 돌을 감별하는 알고리듬을 개발함으로서 빠른 진단과 치료가 필요한 중증 환자에게 적극적으로 적용하여 생존률의 향상을 기대해 볼 수 있다고 생각한다. 또한, 고비용, 시간이 소요되며, 검사의 제약이 따라는 추가적인 영상학적 검사가 필요 없이 시술 관련 합병증의 위험을 최소화하며, 필요한 환자에게서 빠른 결정과 함께 치료를 시행할 수 있어 결과적으로 환자의 예후 향상에 도움이 될 것으로 생각한다.
이에 더불어 CT를 통해서 진단 가능한, 또 다른 위중한 질환인 쓸개돌을 한꺼번에 감별하는 알고리듬 개발 계획을 후속 연구로서 계획하고 있으며 이전에 모인 쓸개관돌 영상도 그 범위를 넓혀 많은 데이터를 모음으로서 추가적인 분석을 계획하고 있고, 논문으로 작성하여 발표할 계획이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 연구의 필요성 ... 4
• (2) 연구의 가설 및 목표 ... 5
• (3) 연구의 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• (1) 데이터 수집, 분류 및 라벨링 ... 5
• (2) 알고리듬 개발 및 검증 ... 6
• (3) 특허 출원 ... 6
• (4) 논문 출판 및 후속 연구 계획 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 7
• 3) 목표 달성 수준 ... 7
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 8
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 8
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 9
• 6. 자체점검표 ... 9
• 7. 참고문헌 ... 9
• 끝페이지 ... 16