본 과제는 국내 다기관 참여 파킨슨 질환 공통표준 레지스트리를 구축해, 환자 생애 전 주기에 맞춘 맞춤형 관리 가이드라인을 제시하는 연구임.
연구 목표는 국내 파킨슨병 진단 가이드라인 개발, 약물 복용 관리 시스템 개발, 내외과적 공존 질병 치료 가이드라인 개발, 증상별 개인 맞춤형 치료 방안 도출, 운동 상태 및 치료 효과 정량 평가도구 개발, 후기 파킨슨병 비대면 관리 시스템 개발, 파킨슨질환 뇌병변장애 진단 가이드라인 개발임. 20개 이상 2,3차 의료기관 후향적/전향적 혼합 코호트와 공통데이터모델(CDM), CDW(Clinical Data Warehouse) 기반 통합연구플랫폼을 통해 진료 가이드라인 제시 및 임상 연구 기반 확충 기대됨. 진단·관리 효율화로 국가사회적 비용 경감, 비대면 관리로 중증 환자·보호자 부담 완화 기대됨.
머신러닝 기술 접목을 통한 파킨슨병 위험도 산출 기술 개발 및 비침습적 자극을 통한 증상 개선 연구
(1) 평정자간 신뢰도 문제를 해결할 수 있는 객관적이고 정확한 파킨슨병 위험도 산출 및 증상평가 알고리즘 (가칭:UPDRS-X) 개발.
(2) 파킨슨병과 유사 증상을 나타내는 파킨슨병증, 약물 등으로 인한 가성 파킨슨 증후군의 감별진단을 위한 감별진단 도구 개발.
-DeepLapCut알고리즘을 이용해 기존 UPDRS-III에서 측정하던 증상을 자동적으로 정량화함.
-OpenFace알고리즘을 이용해 67개 특징점을 추적하여 파킨슨병의 특징적 증상인 '가면 표정'을 정량화함.
-머신비전 기술과 센서를 활용하여 걸음걸이와 떨림 증상을 정량화 함.
-T1영상으로부터 피질하 구조물의 형태적 변화를 정량적으로 추정할 수 있는 알고리즘을 개발함.
-상기 정량 지표들을 통합함으로써 위험도 예측 및 감별진단 시스템을 개발하고 실제 임상에서 그 민감도와 특이도를 검증함.
(3)비침습적 뇌자극을 통한 파킨슨병의 운동 증상 개선 기술 개발
-우울 증상 감소를 위해 흔히 사용하는 DLPFC자극 프로토콜 외에, 파킨슨병의 운동증상과 관련된 기저핵 및 전운동영역을 자극할 수 있는 자극 프로토콜 개발.
-2개의 커다란 스폰지 전극을 이용해 자극을 가하던 기존 방식에서, 고해상도 HD-tES로 이행하면서 자극을 가하는 위치의 중요성이 강조되고 있음. 본 연구에서는 1)선행연구 결과 및 2)파일럿 실험 수행을 통해 파킨슨병 운동 증상 개선을 위한 최적 자극 위치를 산출함.
-파킨슨병의 운동증상에 초점을 맞춘 비침습적 뇌 자극 프로토콜을 실제 임상군을 대상으로 이중맹검시험을 통해 검증함.
본 과제는 집에서도 간단히 낙상 위험도를 볼 수 있는 저가형 스마트 체중계 시스템 개발 연구임. 체중계 형태의 힘 측정판에서 인체 압력중심(COP)을 계산하고, 이를 이용해 위험도를 산출함.
연구 목표는 위험도 평가 가능한 저가형 스마트 체중계 하드웨어 개발, 압력 중심(Center of Pressure : COP) 계산 알고리즘 개발, 성능 평가 및 사용자테스트 수행에 있음. 4개 로드셀로 GRF 및 COP 좌표를 계산하고, AP/ML COP 동요, COP mean distance·mean velocity, FFT 기반 total power(TP)·95% power frequency, Sway-density curve(SDC), local dynamic stability·lyapunov exponent 등 낙상 지표를 개발함. 기대 효과는 기존 고가·대형 제품 대비 휴대성과 접근성 향상, 노화·질환에 따른 자세 균형 차이 구분을 통한 가정/병원 간편 평가 가능성 확보에 있음.
파킨슨병에 따른 얼굴표정 저하의 정량적 측정과 표정인식 알고리즘에 기반한 증상개선 프로그램 개발 및 효과 검증 연구 -임상신경학, 정신생리학, 응용인지공학간의 학제간 융합연구-
1-1)파킨슨병 환자들의 얼굴표정을 정신 생리적 방법과 컴퓨터 영상 처리 기술을 활용한 복수의 방법을 통해 정량적으로 측정함으로써 파킨슨병에 따른 얼굴표정 감소의 객관적이고 정량적인 지표를 마련함. 1-2)한국인 역동적 노년 얼굴 표정 데이터베이스의 구축을 통해 노년층에게 친숙하고, 타당하게 적용할 수 있는 표정 데이터를 수집함. 2)은닉 조건부 랜덤필드모형과 가중치 부여 국소 Gabor 이진패턴모델을 통한 외부환경변화에 강인한 얼굴표정 인식 알고리즘을 노년층 표정 인식에 맞추어 조절하여 접목하고, 앞서 구축한 한국인 역동적 노년 얼굴 표정 데이터베이스를 활용하여 파킨슨병 환자의 얼굴표정훈련을 위한 프로그램을 개발함. 3)실제 파킨슨병 환자들을 대상으로 프로그램을 실시하고, 얼굴표정변화, 정서의 인식, 경험, 표현, 삶의 질 측면에서 그 효과를 검증함.