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슈퍼컴퓨터 기반 유방암 진단 기술

◈ 목차

⑴ 개요 
⑵ 배경
⑶ 연구 목표
⑷ 기대 효과
 

◈본문

◆ 개요

❏ 바르셀로나 슈퍼컴퓨팅 센터(BSC)는 다수의 유럽 파트너들과 함께 의료 진단을 목적으로 X선을 사용하는 현재의 기술을 보완하거나 대체할 수 있는 기술을 개발 중이다.

◆ 배경

❏ 전 세계에서 가장 흔히 나타나는 질병 중 하나인 유방암은 2020년 기준 약 230만 명에게 발생했고 같은 해 사망자는 약 7만 명으로 집계됐다.

❏ 유방암은 암종 중 진단 5년 후 생존율이 90%이라는 점을 고려하면 조기 발견은 대단히 중요하다. 조기 발견을 위해 가장 보편적으로 사용하는 방법은 유방 조영술로 지금까지 수백만 명의 생명을 구했다고 할 수 있을 만큼 가장 유효한 기술로 인정받고 있다.

- 조영제 사용에 대한 거부감이나 알레르기 반응이 있거나, 임산부와 같은 경우 MRI 사용이 매우 제한적이다.

- 또한 발병 초기 단계에서 미세한 차이로 발견되지 못하는 종양이나 위양성에 대한 우려도 늘 존재하기 때문에 이를 보완해야 할 필요성이 제기되고 있다.

❏ 유방암 조기 진단에 있어 환자에게 다양한 선택지를 제공할 수 있어야 한다.

❏ 유럽연합(EU)이 지원하는 QUSTom(Quantitative Ultrasound Stochastic Tomography) 프로젝트는 기존의 MRI 기법이 아닌 초음파를 활용하면서도 향상된 품질의 결과를 도출할 수 있는 알고리즘 개발을 시도하고 있다.

- 초음파를 통해 얻어 낸 특정 신체 조직의 영상과 이를 해석한 정보의 정확성을 픽셀 단위로 파악할 수 있는 기법을 제안하고 있다는 점에서 획기적이다.

- 또한 기존의 유방 초음파 검사에서는 불가능했던 다중 모드 영상 및 이미지 투사 결과물을 조합해 재구성한 3D 영상을 만들어 낼 수 있다. 이러한 장점은 의료 현장에서 높은 정확성과 편의성을 즉각적으로 제공할 수 있다.

- 이 프로젝트는 바르셀로나 슈퍼컴퓨팅 센터가 기존에 수행해 오던 지질 분석 프로젝트에서 성능이 충분히 입증된 알고리즘으로부터 영감을 받아 시작됐다는 점에서도 특별하다.

◆ 연구 목표

❏ 연구팀은 구체적인 구현을 위해 다음과 같은 4개 목표를 제시했다.

①전체 조리개(Full-Aperture)형 3D 초음파 데이터수집 디바이스 개발

②시뮬레이션 기반 정량화 이미징 알고리즘 강화

③알고리즘 기반 고성능 컴퓨팅 가속 기법 개발

④정량화된 이미지에 대한 효율적인 불확실성 추정 기법 개발

❏ 다양한 기능 구현과 성능 테스트를 위해 유럽 내 파트너 기관들이 참여하고 있다. - 바르셀로나 슈퍼컴퓨팅 센터 외에도 독일 카를스루에 공과대학교(Institut de technologie de Karlsruhe), 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London) 및 분사 창업한 Frontwave Imaging와 Actur가 프로젝트 파트너로 참여하고 있다.

- 연구팀이 개발한 이미지를 의료 현장에서 사용하는 시나리오를 가정, 이를 이해하고 평가하는 과정은 바르셀로나 발데브론 병원(Val d'Hebron Hospital)의 여성 방사선과 내 유방 영상 전문의 팀이 전담할 예정이다.

...................(계속)

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