초록 ▼

□ 연구개요
● 연구의 최종목표 : 의료영상과 환자 데이터가 주어졌을 때 현재 상태와 미래에 일어날 예후변화를 근거를 들어 설명해줄 수 있는 예측모델 인공지능 개발 및 이를 이용한 영상바이오마커 추출
● 세부 연구목표: (1) 의료영상 내 질환의 위치와 모양, 크기 등의 판단근거를 제시해 줄 수 있는 딥러닝 모델의 개발, (2) 예측모델을 위한 데이터 구축 및 의료영상의 차원을 효과적인 축소시켜주기 위한 기술 개발, (3) 예측에 주요 역할을 하는 패턴을 추출·분석하여 질환과 관련이 있는 바이오마커를 발견 및 검증

□ 연구개요
● 연구의 최종목표 : 의료영상과 환자 데이터가 주어졌을 때 현재 상태와 미래에 일어날 예후변화를 근거를 들어 설명해줄 수 있는 예측모델 인공지능 개발 및 이를 이용한 영상바이오마커 추출
● 세부 연구목표: (1) 의료영상 내 질환의 위치와 모양, 크기 등의 판단근거를 제시해 줄 수 있는 딥러닝 모델의 개발, (2) 예측모델을 위한 데이터 구축 및 의료영상의 차원을 효과적인 축소시켜주기 위한 기술 개발, (3) 예측에 주요 역할을 하는 패턴을 추출·분석하여 질환과 관련이 있는 바이오마커를 발견 및 검증

□ 연구 목표대비 연구결과
● 본 과제를 수행하며 최신 인공지능 기반 의료영상분석 기법들을 다수 개발해 목표했던 내용들을 모두 달성하였다. 의료영상에 효과적으로 작동할 수 있는 메타러닝, 다중 인스턴스 학습, 비지도 및 약지도 학습 원천기술을 개발하였고, 이를 뇌영상, 병리영상, 안구영상, 척추영상 등 다양한 응용 분야에 적용하여 크게 향상된 분류 결과를 얻어냈다.
● 또한 고도화 된 모델을 기반으로 어탠션이나 영역화 기법을 활용하여 예측 결과의 근거를 시각화해 줄 수 있는 모델들을 개발하였다. 이 과정에서 안구영상을 위한 새로운 정합기법과 병리영상을 위한 어텐션 기반 다중 인스턴스 학습기법, 장기 영역화 기법 등을 개발하였다. 이와 더불어 기존의 의료영상 모델의 성능을 고도화 할 수 있는 연합학습 기법과 편향제거 기법을 개발하였다.
● 더 나아가, 최신 자연어 처리 모델의 발전을 활용하여 자연어를 활용한 인공지능 고도화 기법에 대한 연구와 영상분석 결과와 근거를 자연어로 설명할 수 있는 인공지능을 개발하였다. MRI 분석을 자연어로 설명하는 모델과 자연어로 병리영상의 분류 성능을 향상시키는 프롬프트 튜닝 모델을 제안하였다.
● 예후예측을 위해 필수적인 하위문제들로 의료영상들 간의 정합기술과 영역화하는 기법들을 연구한 뒤 이러한 기법들을 활용하여 안구영상, 병리영상, 뇌영상의 분류 문제나 생존시간 예측 문제에 적용하였다. OCTA 안구영상 분류 연구를 수행하여 지도학습 기반의 다양한 실험을 진행하였고 중요 부위를 자동으로 영역화하는 데에 성공하였다. 병리영상을 위한 약지도 학습 기법을 개발 및 고도화하였으며 픽셀단위의 정답이 없어도 자동으로 병변을 영역화하거나 분류할 수 있는 기법을 개발하였다.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
● 개발한 기법들은 뇌, 병리, 안구 등 주요 의료영상에 잘 작동하였으며, 일반적인 의료영상분석에 적용 가능하므로 타 응용분야에도 다양하게 활용 가능할 것이다.
● 본 과제를 통해 개발한 높은 성능의 모델과 예측 근거를 설명하는 모델은 그간 밝혀지지 않았던 바이오마커를 찾는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
● 본 연구를 통해 최신 의료인공지능 기술을 보유하게 되어 앞으로 후속 연구 개발의 원동력이 될 것으로 기대한다.
● 연구성과는 추가논문작성, 기술이전, 후속과제 도출 등을 위해 활용될 예정이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 37