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이충섭 ( Chung-sub Lee ),김지언 ( Ji-eon Kim ),노시형 ( Si-hyeong Noh ),김태훈 ( Tae-hoon Kim ),이윤오 ( Yun Oh Lee ),유영주 ( Yeong-ju Yu ),천정범 ( Jungbum Chun ),정창원 ( Chang-won Jeong ) 한국정보처리학회 2020 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.27 No.2
최근 의료데이터의 표준화를 기반으로 다양한 임상연구가 국내외에서 활발하게 진행되고 있다. 그러나 대부분 개발기술이 임상현장에 적용되지 못하는 이유는 상이한 인프라로 인한 일관성있는 결가를 도출하지 못하는 문제점과 부족한 진단지표와 기준 그리고 충분하지 못한 기술적·임상적 검증이 문제가 되고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기위한 새로운 통합 플랫폼을 제안하고자 한다. 이를 위해서 임상데이터는 OHDSI의 OMOP-CDM으로 표준화되어야 하며, 이외에 의료영상 정보를 포함한다. 제안한 플랫폼은 표준화된 데이터를 통해 지속적인 자가 학습을 수행하며, 질환별 진단에 필요한 개발 도구와 분석 소프트웨어 도구를 통해 다양한 타겟 질환연구를 지원한다. 제안한 플랫폼은 질환에 대한 비침습적 진단을 위해 의료영상을 기반으로 데이터표준화을 기반으로하며, 이를통해 인공지능 기술을 개발하고 병원 정보시스템과 연계하여 임상현장에 실증을 통해 검증하고자 한다.
기계학습을 통한 복부 CT영상에서 요로결석 분할 모델 및 AI 웹 애플리케이션 개발
이충섭 ( Lee Chung-sub ),임동욱 ( Lim Dong-wook ),노시형 ( Noh Si-hyeong ),김태훈 ( Kim Tae-hoon ),박성빈 ( Park Sung-bin ),윤권하 ( Yoon Kwon-ha ),정창원 ( Jeong Chang-won ) 한국정보처리학회 2021 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.10 No.11
의료분야 인공지능 기술이 분석과 알고리즘 개발에 중점을 두었으나 점차 제품으로 서비스하기 위한 Web 애플리케이션 개발로 변화되고 있다. 본 연구는 복부 CT 영상에서 요로결석(Urinary Stone) 분할모델과 이를 기반으로 한 인공지능 웹 애플리케이션에 대해 기술한다. 이를 구현하기 위해 의료영상 분야에서 이미지 분할을 목적으로 제안된 End-to-End 방식의 Fully-Convolutional Network 기반 모델인 U-Net을 사용하여 모델을 개발하였다. 그리고 Python 기반의 Flask라는 마이크로 웹 프레임워크를 사용하여 AWS 클라우드 기반 웹 애플리케이션으로 개발하였다. 끝으로 모델 서빙으로 요로결석 분할모델이 예측한 결과를 인공지능 웹 애플리케이션 서비스 수행 결과로 보인다. 제안한 AI 웹 애플리케이션 서비스가 선별 검사에 활용되기를 기대한다. Artificial intelligence technology in the medical field initially focused on analysis and algorithm development, but it is gradually changing to web application development for service as a product. This paper describes a Urinary Stone segmentation model in abdominal CT images and an artificial intelligence web application based on it. To implement this, a model was developed using U-Net, a fully-convolutional network-based model of the end-to-end method proposed for the purpose of image segmentation in the medical imaging field. And for web service development, it was developed based on AWS cloud using a Python-based micro web framework called Flask. Finally, the result predicted by the urolithiasis segmentation model by model serving is shown as the result of performing the AI web application service. We expect that our proposed AI web application service will be utilized for screening test.
이충섭 ( Chung-sub Lee ),임동욱 ( Dong-wook Lim ),김지언 ( Ji-eon Kim ),노시형 ( Si-hyeong Noh ),유영주 ( Yeong-ju Yu ),김태훈 ( Tae-hoon Kim ),정창원 ( Chang-won Jeong ) 한국정보처리학회 2022 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.29 No.1
근감소증은 영양부족, 운동량 감소 그리고 노화 등으로 정상적인 근육의 양과 근력 및 근 기능이 감소하는 질환을 말한다. 근감소증은 보편적으로 유럽 근감소증 실무그룹분석(EWGSOP)에서 정의한 측정 방법을 따른다. 본 논문에서는 근감소증 진단을 위한 영상 분할 모델을 개발하고 외부검증하는 방법에 대해서 제안한다. 우리는 CT 영상에서 L3 영역을 선별하여 자동으로 근육, 피하지방, 내장지방을 분할할 수 있는 인공지능 모델을 U-Net을 사용하여 개발하였다. 또한 모델의 성능을 평가하기 위해서 분할영역의 IOU(Intersection over Union)를 계산하여 내부검증을 진행하였으며, 타 병원의 데이터를 이용하여 같은 방법으로 외부검증을 진행한 결과를 보인다. 검증 결과를 토대로 문제점과 해결방안에 대해서 고찰하고 보완하고자 했다.
이충섭 ( Chung-sub Lee ),임동욱 ( Dong-wook Lim ),노시형 ( Si-hyeong Noh ),김태훈 ( Tae-hoon Kim ),정창원 ( Chang-won Jeong ) 한국정보처리학회 2022 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.29 No.2
최근 의료데이터 표준화에 대한 중요성이 보건의료 빅데이터 구축과 맞물려 보건의료데이터 표준화와 마이데이터 생태계 조성을 추진하고 있다. 그리고 개인들의 휴대용 기기 이용증가와 모바일 환경으로 전반적인 디지털헬스의 패러다임 변화에 따라 HL7 FHIR의 사용이 점차 확대될 것으로 예측된다. 본 논문에서는 의료정보 표준인 HL7 FHIR와 의료영상 표준인 DICOM으로 환자 정보를 전달하기 위한 다중 의료 정보 중재 플랫폼에 대해서 기술한다. 이를 구현하기 위해 HL7 FHIR의 Patient, Observation, DiagnosticReport, Bundle 리소스를 활용하여 환자 정보와 임상 리포트 정보를 전달하여 StudyList에서 보여줄 수 있도록 구현하였다. 현재 구현된 내용은 FHIR 기반의 임상데이터로 의료영상을 포함한 표준화된 정보로 제공하여 마이데이터 실증 플랫폼으로 활용될 것으로 기대된다.
Flask 의 모델 서빙을 이용한 웹 어플리케이션 구현 : Urinary Stone 인공지능 응용
이충섭 ( Chung-sub Lee ),임동욱 ( Dong-wook Lim ),노시형 ( Si-hyeong No ),김지언 ( Ji-eon Kim ),유영주 ( Yeong-ju Yu ),김태훈 ( Tae-hoon Kim ),박성빈 ( Sung Bin Park ),윤권하 ( Kwon-ha Yoon ),정창원 ( Chang-won Jeong ) 한국정보처리학회 2021 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.28 No.1
본 논문은 웹의 발달로 인하여 의료 서비스들이 기존의 Client-Server 방식의 제품에서 Web 방식의 제품으로 변경되고 있는 현대 흐름에서 인공지능 어플리케이션 또한 Web 으로 서비스 하기 위한 방법과 구현된 요로결석 AI 어플리케이션에 대해 기술한다. 이를 구현하기 위해 Python 기반의 Flask 라는 마이크로 웹 프레임워크를 사용하여 DICOM 핸들링, Pre-Processing, Mask 를 생성하고 Predict 결과를 Model Serving 을 통하여 Urinary Stone Segmentation Model 이 서비스되는 인공지능 웹 어플리케이션 동작 방식과 수행 결과를 보인다.
이충섭 ( Chung-sub Lee ),임동욱 ( Dong-wook Lim ),김지언 ( Ji-eon Kim ),노시형 ( Si-hyeong Noh ),유영주 ( Yeong-ju Yu ),김태훈 ( Tae-hoon Kim ),정창원 ( Chang-won Jeong ) 한국정보처리학회 2021 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.28 No.2
최근 인공지능 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데 국내외에서 오픈 데이터셋을 제공하고 있어 기술개발이 가속화되고 있다. 데이터셋은 지도학습을 위한 학습데이터로 라벨링 데이터를 포함하고 있어 다양한 라벨링 기능이 적용된 도구 개발이 필요하다. 본 논문에서는 의료영상의 라벨링 데이터를 정교하고 빠르게 생성하기 위한 라벨링 웹 애플리케이션에 대해서 기술한다. 이를 구현하기 위해서 Back Projection, Grabcut 기법을 이용한 반자동 방식과 기계학습 모델을 통해서 예측한 자동 방식의 라벨링 기능을 구현하였다. 이와 관련하여 라벨링 기능별 수행 결과를 근감소증 진단을 위한 영상 라벨링 수행결과와 정량분석 결과를 보였다.
이충섭 ( Chung-sub Lee ),김승진 ( Seung-jin Kim ),김지언 ( Ji-eon Kim ),노시형 ( Si-hyeong No ),김태훈 ( Tae-hoon Kim ),윤권하 ( Kwon-ha Yoon ),정창원 ( Chang-won Jeong ) 한국정보처리학회 2020 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.27 No.1
본 논문은 국제표준화인 OHDSI OMOP-CDM 의 확장으로 의료영상 표준기반의 R_CDM 으로 변환하고 그 데이터를 기반으로 다기관 임상연구를 위한 관리시스템에 대해 기술한다. 이를 위해 기존 공통데이터모델과 연계에 중점을 두어 DICOM 태그정보를 기반으로 의료영상 표준 모델의 스키마와 다기관 연구를 위한 Report 정보를 포함하여 모델링하였다. 이를 기반으로 머신러닝 기술개발을 위한 데이터 셋 생성과 관리를 위한 웹 기반 시스템 구조와 기능에 대해서 기술한다. 끝으로 구현된 시스템에서 제공하는 웹 서비스 수행 결과를 보인다.
CT 영상 기반 근감소증 진단을 위한 AI 영상분할 모델 개발 및 검증
이충섭 ( Lee Chung-sub ),임동욱 ( Lim Dong-wook ),노시형 ( Noh Si-hyeong ),김태훈 ( Kim Tae-hoon ),고유선 ( Ko Yousun ),김경원 ( Kim Kyung Won ),정창원 ( Jeong Chang-won ) 한국정보처리학회 2023 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.12 No.3
근감소증은 국내는 2021년 질병으로 분류되었을 만큼 잘 알려져 있지 않지만 고령화사회에 진입한 선진국에서는 사회적 문제로 인식하고 있다. 근감소증 진단은 유럽노인근감소증 진단그룹(EWGSOP)과 아시아근감소증진단그룹(AWGS)에서 제시하는 국제표준지침을 따른다. 최근 진단방법으로 절대적 근육량 이외에 신체수행평가로 보행속도 측정과 일어서기 검사 등을 통하여 근육 기능을 함께 측정할 것을 권고하고 있다. 근육량을 측정하기 위한 대표적인 방법으로 DEXA를 이용한 체성분 분석 방법이 임상에서 정식으로 실시하고 있다. 또한 MRI 또는 CT의 복부 영상을 이용하여 근육량을 측정하는 다양한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 근감소증 진단을 위해서 비교적 짧은 촬영시간을 갖는 CT의 복부영상기반으로 AI 영상 분할 모델을 개발하고 다기관 검증한 내용을 기술한다. 우리는 CT 영상 중에 요추의 L3 영역을 분류하여 피하지방, 내장지방, 근육을 자동으로 분할할 수 있는 인공지능 모델을 U-Net 모델을 사용하여 개발하였다. 또한 모델의 성능평가를 위해서 분할영역의 IOU(Intersection over Union)를 계산하여 내부검증을 진행했으며, 타 병원의 데이터를 활용하여 동일한 IOU 방법으로 외부검증을 진행한 결과를 보인다. 검증 결과를 토대로 문제점과 해결방안에 대해서 검증하고 보완하고자 했다. Sarcopenia is not well known enough to be classified as a disease in 2021 in Korea, but it is recognized as a social problem in developed countries that have entered an aging society. The diagnosis of sarcopenia follows the international standard guidelines presented by the European Working Group for Sarcopenia in Older People (EWGSOP) and the d Asian Working Group for Sarcopenia (AWGS). Recently, it is recommended to evaluate muscle function by using physical performance evaluation, walking speed measurement, and standing test in addition to absolute muscle mass as a diagnostic method. As a representative method for measuring muscle mass, the body composition analysis method using DEXA has been formally implemented in clinical practice. In addition, various studies for measuring muscle mass using abdominal images of MRI or CT are being actively conducted. In this paper, we develop an AI image segmentation model based on abdominal images of CT with a relatively short imaging time for the diagnosis of sarcopenia and describe the multicenter validation. We developed an artificial intelligence model using U-Net that can automatically segment muscle, subcutaneous fat, and visceral fat by selecting the L3 region from the CT image. Also, to evaluate the performance of the model, internal verification was performed by calculating the intersection over union (IOU) of the partitioned area, and the results of external verification using data from other hospitals are shown. Based on the verification results, we tried to review and supplement the problems and solutions.
의료영상에서 근감소증 정량평가를 위한 분석 소프트웨어 개발
김승진 ( Seung-jin Kim ),정창원 ( Chang-won Jeong ),김태훈 ( Tae-hoon Kim ),전홍영 ( Hong Yong Jun ),노시형 ( Si-hyeong No ),김지언 ( Ji-eon Kim ),이충섭 ( Chung-sub Lee ),윤권하 ( Kwon-ha Yoon ) 한국정보처리학회 2019 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.26 No.1
본 논문은 의료영상을 기반으로 근감소증의 정량적 평가를 위한 특화된 분석 소프트웨어에 대하여 기술한다. 특히, 제안한 분석 소프트웨어는 복부 CT영상에서 근감소증 영상분석에 중요한 인자인 근육, 피하지방 그리고 내장지방의 영역을 반자동 방식으로 세그멘테이션하여 정량화 할 수 있다. 또한 각각의 영역별 레이블링 영상을 다양한 포맷으로 생성할 수 있다. 분석 소프트웨어는 근감소증의 진단 및 정량적 평가를 정의하는 출발점이 될 것으로 기대하고 있으며, 다양한 질환에 대해 분석에 적용이 가능하다.
R-CDM 기반의 빅데이터 시각화 및 관리 시스템 구축
김승진 ( Seung-jin Kim ),정창원 ( Chang-won Jeong ),김태훈 ( Tae-hoon Kim ),이충섭 ( Chung-sub Lee ),노시형 ( Si-hyeong No ),김지언 ( Ji-eon Kim ),이고은 ( Go-eun Lee ),윤권하 ( Kwon-ha Yoon ) 한국정보처리학회 2019 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.26 No.2
본 논문은 R-CDM 의료영상정보를 기반으로 ELK Stack 기술을 적용하여 획득한 데이터의 분석 결과를 시각화하기 위한 시스템에 대해 기술한다. 제안한 시스템은 의료 빅데이터의 검색, 수집 그리고 분석 결과를 모니터링 할 수 있으며, 특히 대량의 데이터의 변화와 데이터간의 차이를 확인할 수 있다. 본 연구에서 제안한 시스템은 수집된 의료영상 빅데이터에 대해 적용하여 현황과 처리결과 그리고 실시간 분석결과에 대한 모니터링을 통해 관리의 효율성을 높여 실시간 검색 및 분석 서비스 분야에 기여할 것으로 기대된다.