특허 개요
본 특허는 뇌 MRI와 임상 정보를 함께 활용해 알츠하이머병 상태를 예측하고 판단 근거를 제시하는 프로토타입 기반 설명가능 인공지능 진단 장치입니다. 임상 단계 라벨·인지 점수·연령에서 변분오토인코더 기반 잠재 특징을 추출하고, 자체-구성맵으로 토폴로지 관계를 가진 임상 정보 기반 프로토타입을 생성합니다. 프로토타입과 피험자 특징의 유사도로 산출한 유사 알츠하이머병 가능성 맵을 구조적 뇌영상 기반 가능성 맵의 최적화 지침으로 사용하며, 재구성 임상 정보와 뇌피질 두께 이미지 비교를 통해 임상적·형태학적 해석 근거를 제공합니다.
- 핵심 기능
학습 단계에서 임상 정보의 잠재 특징과 자체-구성맵 기반 프로토타입 세트를 만들고, 프로토타입 유사도로 유사 알츠하이머병 가능성 맵을 추정합니다. 이 맵을 구조적 뇌 MRI 기반 가능성 맵과 공동으로 최적화한 뒤, 입력 피험자의 질병 상태를 예측하고 재구성 임상 정보 및 뇌피질 두께 차이를 설명 정보로 제공합니다.
- 차별 강점
사후 설명 방식은 복잡한 신경망의 설명 신뢰도가 낮고 별도 학습 모듈이나 연산이 필요할 수 있으며, 기존 프로토타입 네트워크는 프로토타입 간 관계를 충분히 고려하지 않았습니다. 본 특허는 토폴로지 제약을 둔 임상 프로토타입과 구조적 뇌영상 가능성 맵을 공동 최적화해 예측과 임상적·형태학적 설명을 하나의 진단 프레임워크로 구성한 점에 차별성이 있습니다.
- 활용 범위
기술·연구 측면에서는 알츠하이머병 진단 보조, 경도인지장애 및 질병 진행도 예측, 구조적 뇌 MRI 분석, 설명 가능한 의료 인공지능 연구에 활용 가능하며, 임상 정보와 영상 정보를 함께 해석해야 하는 뇌질환 분석으로 확장할 수 있습니다. 사업 측면에서는 의료 AI 진단 보조 소프트웨어, 영상진단 솔루션, 임상 의사결정 지원 시스템, 치매 치료제 임상시험의 환자 선별 및 동반진단 분야로 확장할 수 있습니다.
연구 개발 단계
임상 단계 라벨·인지 점수·연령으로부터 생성한 프로토타입과 구조적 뇌영상 기반 가능성 맵을 연계해 질병 상태를 예측하고 설명하는 방법이 제시되었습니다. 재구성 임상 정보와 뇌피질 두께 이미지의 최근접 이웃 비교를 통한 해석 방식을 포함하나, 정량 성능 비교, 외부 데이터 검증 및 실제 임상 환경 검증은 문서에 기재되지 않았습니다.
- 입력 데이터: 임상 단계 라벨·인지 점수·연령과 3차원 구조적 뇌 MRI
- 프로토타입 구성: 1차원 체인형 또는 2차원 그리드형 토폴로지
- 평가 방식: 가능성 맵 일치에 MAE 및 MSE 적용
현재 성과
임상 정보 기반 프로토타입을 통해 질병 상태를 예측하고, 예측 결과를 해석 가능한 알츠하이머병 가능성 맵으로 제시하도록 구성됩니다. 프로토타입에서 재구성한 임상 정보와 뇌피질 두께 차이를 함께 활용해 현재 임상 상태 및 구조적 뇌 변화의 해석 근거를 제공합니다.
임상 정보의 잠재 특징과 프로토타입 세트를 생성한 뒤, 유사도 기반 유사 가능성 맵을 구조적 뇌영상 기반 가능성 맵의 최적화 지침으로 사용하는 절차가 제시되었습니다. 가능성 맵의 일치 평가는 MAE 및 MSE로 수행하도록 구성되어 있으나, 정량 성능 결과와 외부 데이터셋 검증 결과는 기재되지 않았습니다.
기존 사후 설명 방식의 설명 신뢰도 문제와 기존 프로토타입 네트워크의 프로토타입 간 관계 미반영 문제를 해소하는 접근입니다. 자체-구성맵 기반 토폴로지 배열로 프로토타입 관계를 반영하고, 임상 정보와 구조적 뇌영상 가능성 맵을 공동 최적화해 진단과 설명을 결합합니다.
상용화까지 남은 부분
정량적 진단 성능과 비교 기준에 대한 검증
다기관 외부 데이터셋 기반의 재현성 및 일반화 성능 평가
실제 임상 환경에서의 전향적 검증과 의료 소프트웨어 인허가 요건 검토
기술 이전 형태·도입 과정
도입은 이렇게 진행됩니다.
검토 미팅
귀사 상황·데이터 구조 기준으로 적합성을 논의합니다. 자료 검토만으로 끝나도 됩니다.
PoC 공동 검증
연구팀 동행 하에 귀사 데이터 기준 재학습·성능을 확인합니다.
라이센싱 계약
PoC 결과를 기반으로 희망 형태(실시권·공동연구 등)를 협의합니다.
기술지도·후속
도입 초기 기술지도, 필요 시 후속 공동연구·정부과제 연계까지 진행합니다.
특허 정보
알츠하이머병 진단 예측 및 설명 방법과 그 장치
10-2022-0143264 (2022.11.01)
1020240061657 (2024.05.08)
1028508440000 (2025.08.21)
석흥일, 물야디 아흐마드 위스누
고려대학교 산학협력단
고려대학교 산학협력단