[POD] 의료분야의 기계학습과 딥러닝의 활용

[POD] 의료분야의 기계학습과 딥러닝의 활용

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Description
의료 정보학은 데이터에서 패턴을 발견하고 이를 학습하여 의료 현장에서 활용하는 학문입니다. 전자건강기록(EHR, Electronic Health Record) 시스템의 도입으로 병원은 환자의 의료 데이터에 보다 손쉽게 접근하고 이를 공유할 수 있게 되었으며, 이를 통해 의료 산업에서 상당한 비용 절감 효과를 얻고 있습니다. 이러한 비용 절감은 불필요한 건강 검진의 제거와 운영 비용 감소 덕분입니다. 그러나 현재 EHR 시스템의 운용 상태를 고려할 때, 다양한 인구집단에서의 패턴과 추세를 파악하고 이를 분석하는 일은 여전히 도전 과제로 남아 있습니다. 이는 EHR 시스템의 관리가 유동적인 상태에 있기 때문입니다.

2009년 미국 복구 및 재투자법(ARRA)과 같은 이니셔티브는 의료 기록을 통일된 디지털 형식으로 전환하는 데 중요한 역할을 했습니다. 이러한 변화는 의료 데이터를 대규모 데이터 리포지토리에 통합할 수 있는 기반을 마련했습니다. 그 이후, 이러한 대규모 데이터베이스에서 추출한 정보를 바탕으로 머신러닝을 활용하여 지리적으로 다양한 위치에서의 패턴을 예측하고 분석할 수 있게 되었습니다.

EHR의 확산, 공유 및 표준화를 저해하는 컴퓨팅 문제는 이 연구 분야의 주요 관심사입니다. 이러한 데이터베이스에는 환자의 개인 정보가 포함되어 있어, 안전하면서도 다양한 사이버 위협에 대응할 수 있는 개방형 접근 데이터베이스 구축이 중요한 목표로 떠오르고 있습니다. 특히 아시아 태평양 지역의 주요 의료 데이터베이스를 살펴보면, 이러한 거대한 의료 정보 데이터 저장소를 구축하기 위해 상당한 연구 및 컴퓨팅 자원이 필요하며, 몇 가지 주요 장애물을 극복해야 합니다.

의료 기기 기술의 발전은 데이터의 관리 방식과 구조에도 변화를 요구하고 있습니다. 의료 영상 기술의 진보는 암 등의 질병을 더 빠르게 감지하고 예측할 수 있는 새로운 방법을 제공하며, 이는 종양을 보다 정확하게 식별하고 진단할 수 있게 해줍니다. 컴퓨터 단층 촬영(CT), 초음파(Ultrasound), 자기 공명 영상(MRI)과 같은 첨단 영상 기술은 덜 침습적인 수술, 영상 유도 치료, 치료 반응의 정밀한 모니터링 등에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 이러한 기술 발전은 종양의 크기, 형태 및 위치와 같은 정밀한 해부학적 정보를 제공함으로써 진단의 정확성을 크게 향상시켰습니다.

이 책은 의료 정보학과 EHR 시스템의 발전이 의료 분야에 미치는 영향을 탐구하고, 최신 기술과 방법론을 소개합니다. 독자들이 이 책을 통해 의료 정보학의 중요성과 가능성을 이해하고, 이를 바탕으로 더 나은 의료 서비스를 제공하는 데 기여할 수 있기를 바랍니다.

끝으로, 이 책을 읽어주시는 모든 독자들께 진심으로 감사의 말씀을 드립니다. 여러분의 관심과 성원이 이 책을 완성하는 데 큰 힘이 되었습니다. 여러분의 건강과 행복을 기원합니다.
저자

변해원

아주대학교 의과대학 예방의학교실에서 치매 고위험군 예측을 주제로 이학박사(DrSc)를 취득하였고, 현재 인제대학교 메디컬 빅데이터학과 / BK21 대학원 디지털항노화헬스케어학과 교수 및 인제대학교 부속 보건의료 빅데이터 연구소 센터장으로 재직하고 있다. 2010년부터 2023년까지 International Psychogeriatrics 등 국내외 저명 학술지에 400여 편의 논문을 발표하였고, 파킨슨 치매 중등도 예측장치 등 100여 건의 지식재산(특허)을 발명하였다. 또한, 스위스 뇌과학회 학술대회, 일본 국제융합과학학술대회 등 다수의 국내외 학술상을 수상하였다. SCIE급 저널인 세계정신과학에서 편집위원으로 활동하고 있으며, 2019년부터는 한국연구재단에서 주관하는 일반인 대상 과학강연인 ‘토요과학강연회의 강연자로 참여하고 있다. 저서로는 「노년기 건강 습관과 치매」 등이 있다.

목차

개요 5

제1장 소개 8

제2장 심전도 신호를 위한 웨이블릿 기반 머신 러닝 기술 49

제3장 심전도 데이터의 비지도 학습을 위한 유전자 알고리즘의 적용 71

제4장 베이지안 네트워크 기반 인과 추론을 통한 자세 단계에서의 족부 기능 이해 135

제5장 머신러닝을 사용하여 홈 케어 고객을 위한 재활 계획 세우기 171

제6장 외상성 뇌 손상에 대한 규칙 기반 컴퓨터 지원 의사 결정 219

제7장 빠른 감소 알고리즘을 통한 특징 추출 271

제8장 선택 및 감소 접근법 292

제9장 맺음말 314