23HH4800, Non-contact multi-sensory recognition based lung disease screening technology,
Chang Sung June
Abstract
□ 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)
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J. Kim et. al, "Trends in Lightweight Kernel for Many core Based High-Performance Computing", Electronics and Telecommunications Trends. Vol. 32, No. 4, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
J. Sim et.al, “the Fourth Industrial Revolution and ICT – IDX Strategy for leading the Fourth Industrial Revolution”, ETRI Insight, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
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