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한나연 연구실
고려대학교 의학과 한나연 교수
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한나연 연구실

고려대학교 의학과 한나연 교수

한나연 연구실은 의학과 분야에서 복부 CT 및 MRI 영상의 정량 정보와 판독문 데이터를 활용해 진단·감시·시술 계획을 보조하는 연구를 수행합니다. 대규모 언어 모델 기반으로 시계열 복부 영상 판독문에서 종양 관련 이슈를 범주화하고, MRI 방사선학적 방사믹스와 학습 기반 세그멘테이션 및 재구성으로 질환 중증도·등급 예측 성능을 확보합니다. 또한 CT에서 관찰 가능한 해부학적 계측 변수를 정량화하여 ERCP 난이도 예측과 부분신절제술 수술 복잡도 연관성을 분석하는 흐름을 포함합니다.

Large Language ModelRadiology Report AnalysisMRI RadiomicsMagnetic Resonance ElastographyDiffusion MRI
대표 연구 분야
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시계열 복부 영상 판독문 분석을 위한 LLM 보조 종양 감시 연구 thumbnail
시계열 복부 영상 판독문 분석을 위한 LLM 보조 종양 감시 연구
LLM-Assisted Oncological Surveillance from Serial Abdominal Radiology Reports
연구 분야 상세보기
MRI 방사선학적 방사믹스 및 학습 기반 영상 정량화 바이오마커 연구 thumbnail
MRI 방사선학적 방사믹스 및 학습 기반 영상 정량화 바이오마커 연구
MRI Radiomics and Learning-Based Quantitative Imaging Biomarkers
연구 분야 상세보기
시술·수술 전 CT 기반 계측 및 예측 모델 연구 thumbnail
시술·수술 전 CT 기반 계측 및 예측 모델 연구
CT-Based Measurement and Predictive Modeling for Pre-Procedural Planning
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 2
·
2025
Assessing Image Quality in Multiplexed Sensitivity-Encoding Diffusion-Weighted Imaging with Deep Learning-Based Reconstruction in Bladder MRI
Seung Ha, Yeo Eun Han, Na Han, Min Ju Kim, Beom Jin Park, Ki Choon Sim, Deuk Jae Sung, Seulki Yoo, Patricia Lan, Arnaud Guidon
IF 3.8 (2025)
Diagnostics
DL MUSE-DWI는 병변의 선명도, 식별성, SNR, CNR 및 SIR의 측면에서 영상 품질을 유의하게 향상시켜, 임상 영상에 유망한 도구임을 시사하였다.
https://doi.org/10.3390/diagnostics15050595
Image quality
Nuclear medicine
Wilcoxon signed-rank test
Medicine
Intraclass correlation
Diffusion MRI
Signal-to-noise ratio (imaging)
Magnetic resonance imaging
Artificial intelligence
Radiology
2
Article
|
인용수 12
·
2024
Enhancing Oncological Surveillance Through Large Language Model-Assisted Analysis: A Comparative Study of GPT-4 and Gemini in Evaluating Oncological Issues From Serial Abdominal CT Scan Reports
Na Han, Keewon Shin, Min Ju Kim, Beom Jin Park, Ki Choon Sim, Yeo Eun Han, Deuk Jae Sung, Jae Woong Choi, Suk Keu Yeom
IF 3.9 (2024)
Academic Radiology
연구목적 및 배경: 우리는 연속적인 영상의학 보고서를 분석하는 데 있어 두 개의 선도적 대규모 언어모델(LLM)인 GPT-4와 Gemini의 역량을 비교하여, 추가적인 임상적 주의가 필요한 종양학적 문제를 부각하고자 하였다. 연구방법: 본 연구에는 205명의 환자가 포함되었으며, 각 환자는 연속된 두 개의 영상의학 보고서를 각각 보유하고 있었다. 우리는 LLM을 사용하여 보고서의 소견을 분석하기 위한 3단계 과제로 구성된 프롬프트를 설계하였다. 정답(ground truth) 설정을 위해, 두 명의 영상의학과 전문의가 6수준 범주에 대해 합의에 도달하였다. 이 범주는 종양 소견(호전, 안정, 악화로 분류), ‘양성’, ‘종양에 대한 기술 없음’, 및 ‘기타 악성’으로 구성되었다. 이후 GPT-4와 Gemini의 성능을, 두 영상의학 보고서 간에서 해당 소견을 일치시키는 능력과 이러한 범주를 정확히 반영하는 능력에 따라 비교하였다. 결과: 연속 보고서 간 소견 일치의 정확도와 관련하여, 올바르게 일치된 소견의 비율은 Gemini(91.7%)보다 GPT-4에서 유의하게 더 높았다(96.2%) (P < 0.01). 종양학적 문제의 식별과 관련하여, 종양 관련 소견에 대한 판정의 정밀도, 재현율, 및 F1-score는 각각 GPT-4와 Gemini에서 0.68과 0.63(P = 0.006), 0.91과 0.80(P < 0.001), 그리고 0.78과 0.70로 나타났다. 종양 관련 소견에 대해 종양의 정확한 상태를 판정하는 데 있어 GPT-4가 Gemini보다 더 정확하였다(P < 0.001). 결론: 본 연구는 정교하게 설계된 프롬프트를 사용하여 연속 영상의학 보고서의 LLM 보조 분석이 종양학적 감시를 향상시킬 가능성을 보여주었다. GPT-4는 대응 소견의 일치, 종양 관련 소견의 식별, 그리고 종양 상태의 정확한 판정에서 Gemini에 비해 우수한 성능을 보였다.
https://doi.org/10.1016/j.acra.2024.10.050
Computed tomography
Medicine
Radiology
Nuclear medicine
Medical physics
Computer science
3
Article
|
·
인용수 7
·
2023
Machine Learning–Based Magnetic Resonance Radiomics Analysis for Predicting Low- and High-Grade Clear Cell Renal Cell Carcinoma
Ki Choon Sim, Na Han, Yongwon Cho, Deuk Jae Sung, Beom Jin Park, Min Ju Kim, Yeo Eun Han
IF 1 (2023)
Journal of Computer Assisted Tomography
목적: 자기공명영상에서 추출한 방사믹스(radiomics) 특징을 이용하여 고등급 및 저등급의 명세포 신세포암(clear cell renal cell carcinoma, ccRCC)을 구별할 수 있는지를 탐색하고자 하였다. 방법: 본 후향적 연구에서는 병리학적으로 확진된 명세포 ccRCC 환자 154명을 대상으로, 조영증강 3 T 자기공명영상(temporal-split 설정)을 시행한 후 개발( n = 122 ) 및 검증( n = 32 ) 코호트로 시간 분할하여 배정하였다. 총 3개의 영상 시퀀스에서 전 종양 부피(whole-tumor volume)로부터 834개의 방사믹스 특징을 추출하였다: T2 가중 영상(T2WI), 확산강조영상, 그리고 조영증강 T1 가중 영상. 랜덤 포레스트 회귀기(random forest regressor)를 사용하여 중요한 방사믹스 특징을 추출하였고, 이후 랜덤 포레스트 알고리즘을 이용하여 모델을 개발하는 데 이를 활용하였다. 2명의 영상의학과 전문의가 정량 분석을 위해 종양 크기, 겉보기 확산계수(apparent diffusion coefficient) 값, 그리고 종양 내 종양 대 신장 실질 신호 강도 감소율을 기록하였다. 수신자 조작 특성 곡선(receiver operating characteristic curve, ROC)의 곡선하 면적(area under the curve, AUC)을 생성하여 ccRCC 등급을 예측하였다. 결과: 개발 코호트에서 T2WI 기반 방사믹스 모델이 가장 높은 성능을 보였으며(AUC = 0.82), T2WI 기반 방사믹스 및 영상의학적 특징 하이브리드(hybrid) 모델은 각각 AUC 0.79와 0.83을 나타냈다. 검증 코호트에서 T2WI 기반 방사믹스 모델은 AUC 0.82를 달성하였다. 하이브리드 모델(T2WI 기반 방사믹스 및 영상의학적 특징)의 AUC 범위는 0.73에서 0.80이었다. 결론: 방사믹스 특징과 기계학습을 이용한 자기공명영상 기반 분류기 모델은 고등급과 저등급 ccRCC를 구별하는 데 있어 만족스러운 진단 성능을 보였으며, 따라서 ccRCC 등급 예측을 위한 유용한 비침습적 도구로 활용될 수 있다.
https://doi.org/10.1097/rct.0000000000001453
Medicine
Radiomics
Magnetic resonance imaging
Random forest
Clear cell renal cell carcinoma
Receiver operating characteristic
Renal cell carcinoma
Effective diffusion coefficient
Diffusion MRI
Radiology
최신 정부 과제
3
과제 전체보기
1
2024년 5월-2027년 7월
|725,895,000원
만성 간질환 간경변 중증도 평가를 위한 가독세트산 증강 MRI 및 임상 데이터 융합 기반 딥러닝 바이오마커 개발 연구
가독세트산 강화 MRI의 딥러닝 기술에 의한 간기능 지표 추출과 임상 이종 데이터 융합으로 만성 간질환 환자의 중증도와 예후 예측 모델 개발
만성 간질환
가독세트산
중증도 평가
자기공명영상
2
주관|
2021년 3월-2024년 2월
|321,869,000원
이종 의료데이터 (대장 내시경/복부 CT) 정보융합을 통한 CT 대장암 검출 고도화 AI 기술 개발 연구
1. 데이터확보(의료영상: CT, 대장내시경, 및 Ground truth) - 이종데이터를 활용한 인공지능 기반의 대장암 검출 기술 개발을 위해 대용량 데이터 확보. 복부 CT 및 대장내시경 내 대장암군 500건, 정상군 500건 - 전문의에 의한 정밀한 복부 CT 및 대장내시경 내 대장암 annotation 수집 (*active learning) - 데이터의 무결성 검증 및 익명화 작업을 통한 개인 정보 보호화 2. 이종데이터를 활용한 딥러닝 기반의 대장암 검출 기술 개발 - 대장내시경내 특이점을 고려한 대장내 위상분류 및 대장암 검출 기술 개발 - 복부 CT내 위상분류 및 대장암 검출 기술 개발 - 이종간 데이터 융합정보 활용 앙상블 알고리즘 개발 * 학습은 이종 데이터 별로 70:10:20 (train, tuning, 과 test) 분리하여 진행을 함 * 이종 데이터간의 융합정보를 활용을 위해 각 데이터의 위상정보 (레이블링/정답)를 기준으로 parallel 한 형 태의 convolution neural network를 구성하여 학습을 함 * Self supervised or weak label 기반의 대장 내시경내 대장암 진단 기술과 기존 네트워크9,13 에서 변형된 복부CT의 대장암 검출을 위한 딥러닝 기반의 알고리즘을 구성하여 앙상블 형태의 퓨전 알고리즘을 개발하여 진단의 성능 정확도를 높이도록 진행할 예정 * 위상 정보와 이종 데이터의 진단 알고리즘을 결합하여 FP rate을 줄이고 대장암의 recall을 향상시킴 * loss function은 dice coefficient, cross entropy, boundary loss function 등을 활용. * batch normalization or instance normalization을 활용 * 인공지능 학습은 Titan RTX (24GB)을 포함하는 서버급 컴퓨터내 24GB GDDR5, 메모리 대역폭 346GB/sec, 최대 소비전력 250W로 구성된 NVIDIA Quadro RTX (40GB) 1개 or Titan RTX (24GB) 3대 기반 서버를 보유하고 있어 다양한 형태의 학습 알고리즘 설계와 개발을 할 계획임. 또한 이식성과 쉽고 빠르게 개발할 수 있는 Keras (tensorflow) or pytorch (3.xx 이상) 기반의 플랫폼을 구성 하여 추가적으로 loss, accuracy 그래프를 보며 학습 과정을 분석하려고함 * 전체 데이터 셋에서 20%는 internal validation (고려대 안암병원)으로 초기 평가 진행 후 external validation (고려대 구로병원) 데이터와 오픈데이터 (MICAAI2018-DECAHTHLON)) 활용하여 평가 * 3차년 도의 임상평가를 위한 사전 작업을 위해 2차년 도는 임상 평가전 알고리즘의 전체적인 평가를 1차적으로 평가 진행. 3차년 도의 임상평가를 위해 전문의에 의한 데이터 선별 작업 및 새로운 IRB 과정을 진행 3. 인공지능 기반의 대장암 검출 기술에 대한 평가 및 임상 평가 - 임상시험을 위한 데이터 구축 및 데이터 검증(CT: 대장내 상행결장/횡행결장/하행결장/구불결장/직장별 데이터 수집) - 딥러닝 기반의 알고리즘 평가(대장암 진단 성능 recall / 위상분류 정확도 / 융합정보활용 대장암 진단 성능 recall) - 영상의학과와 내과 전문의를 통한 진단능 평가 * 실제 영상 전문의에 의한 visual testing을 통해 딥러닝 기반의 기술을 간접 비교하고자 함 * 이종 데이터의 대장암을 포함하는 난이도별 (상중하)로 구분하여 진행 * 이종 데이터의 정상만 포함하는 난이도별 (상중하)로 구분하여 진행 - 대장암 진단을 위한 웹어플리케이션 시스템 구축 * 이종데이터를 활용한 대장암 진단 솔루션을 구축 * 웹기반으로 개발하여 영상의과 내에서 사용자(영상의) 편의성을 고려하여 개발 * 추후 진단보조 시스템으로 구축
대장암
복부CT
대장내시경
딥러닝
3
협동|
2020년 4월-2024년 12월
|14,038,675,000원
인공지능 학습용 데이터셋 구축
본 과제는 CT, MRI, 초음파 등 의료영상 데이터를 다기관에서 모아 인공지능 학습에 쓰기 위한 비식별화·표준화 기술을 고도화하는 연구임. 요약문_연구목표는 2차년도 데이터에 대한 의료데이터 개인정보 비식별화 가이드라인 개발, 의료영상 데이터 개인정보 비식별화 및 표준화 도구와 의료영상 데이터 CT 이미지 표준화 도구 개발, 추가 데이터 수집, 전체 데이터 취합 및 플랫폼으로 데이터 이관 정립임. 연구내용은 기존 가이드라인 적용 결과를 바탕으로 삭제 데이터 설계를 포함해 모달리티 속성 기반으로 고도화하며, 표준화 도구로 밝기·선명도 차이를 보정하고 학습 최적화를 수행함. 기대효과는 5개 이상 다기관 데이터와 정답 검토로 Bias를 미연에 방지한 고성능 의료영상 인공지능 구현과 데이터 중복투자 제거 및 의료비 하락에 기여함.
인공지능
정답 데이터 생성
표준화
의료영상
데이터 수집