뇌 질환은 심장혈관계 질환과 더불어 인구 고령화로 인해 발생 빈도가 증가하고 있습니다. 뇌 질환의 진단은 의료 영상을 비롯한 다양한 의료 데이터를 기반으로 획득한 통계적 결과, 의사의 경험과 판단 등에 근거해서 이루어집니다. 현재 사용되고 있는 뇌 질환 진단 방법과 더불어 개인의 의료 데이터에 기반한 뇌 역학을 모사하는 해석 모델을 활용한다면 개인에게 가장 적합한 진단과 실시간 모니터링을 수행할 수 있습니다. 이것은 뇌 질환으로 인한 의료 비용을 절감하고 뇌 질환 환자들의 어려움을 줄일 수 있는 중요한 기회가 될 것입니다.

본 과제에서는 멀티 스케일 뇌 역학 모델 기반의 개인 맞춤형 뇌 질환 진단 및 모니터링 기술을 개발하고자 합니다. 또한, 디지털 트윈 기술 기반의 실시간 모니터링을 위하여 개발한 뇌 역학 모델 최적화를 수행합니다. 1단계에서는 뇌 구성요소 간의 유기적인 상관관계를 고려한 멀티 스케일 뇌 역학 모델을 개발합니다. 개발하는 뇌 역학 해석 모델은 실험 데이터, 건강한 성인 의료 데이터를 활용해 검증합니다. 2단계에서는 개발한 멀티 스케일 뇌 역학 모델과 비교적 건강한 성인 개인 의료 데이터를 결합하여 개인 맞춤형 뇌 역학 모델을 개발하고 그 기능을 검증합니다. 3단계에서는 개인 맞춤형 뇌 역학 모델을 이용해 뇌혈관질환 환자와 뇌척수액질환 환자를 통합적으로 진단하면서 뇌 역학 모델의 효용성을 평가합니다. 병렬적으로 개발한 개인 맞춤형 뇌 역학 모델의 최적화 연구를 수행합니다.

멀티 스케일 뇌 역학 모델 개요

멀티 스케일 뇌 역학 모델을 활용해 뇌 질환 진단, 실시간 모니터링 등으로 활용 가능