공기매매-감염병 의증환자의 조기 선별진단과 확산방지를 위한 스마트 알고리즘 개발 및 이동식 격리 연계시스템 개발
과제번호
HW20C2103
총 연구시작일자
2020-09-01
총 연구종료일자
2023-02-28
사업명
감염병 방역기술개발
연구책임자
이광석
연구기관
연세대학교 산학협력단
연구개발비(천원)
1,866,600
연구요약
의료기기 연구개발정보 - 연구요약 > 연구내용, 연구목표, 기대효과, 연구개발성과
연구내용
"[제1세부]
▢ 국내에서 발생한 COVID-19 확진 환자들의 임상자료를 토대로 감염 예측인자들을 선정한 후, 통계학적 nomogram 또는 기계학습을 통하여 COVID-19 감염 가능성을 정량적으로 예측하는 모델을 구축하고자 함. 성공적인 모델의 개발은 COVID-19 의증 환자를 효율적으로 선별하여 의료기관으로의 이송을 조기에 결정해주는 스마트 선별시스템을 활용할 수 있겠음.
▢ 스마트 선별시스템을 성공적으로 개발하고 시제품화 함으로써, 전향적인 COVID-19 빅데이터 수집 및 구축에 활용하고자 함. 빅데이터는 한국인 COVID-19 환자의 특성을 반영한 임상진료지침과 국가 방역지침에 응용될 수 있겠음. 또한 확진 환자의 예후를 예측할 수 있는 알고리즘 모델로도 응용설계하여 활용 할 수 있겠음.
[제2세부]
▢ 이동식 음압실 내 병원균 제거율 목표: 95% 이상
→환자의 거동 상태에 따른 병원균 발생 위치 고려: 앉아있을 때, 음압실 내에서 움직이고 있을 때 모두 고려
→현존 최고 병원균 제거율 연구결과: 90% (환자가 누워 있을 시만 고려된 수치임)
▢ 이동식 음압실 내 병원균 제거 시간 목표: 5-10분 이내
→현재 사용되는 음압시설 최단 제거 시간: 25 ~ 30분 (강남세브란스)
▢ 이동식 음압실 내 구조물(의자, 치료기기 등)에 따른 제거율 영향 최소화
:구조물 유무가 병원균 제거율에 미치는 영향 최소화(5% 이내)
→음압실 내 구조물의 위치와 형태를 함께 고려한 연구가 매우 부족
[제3세부]
▢ 기존 차량을 개조하여 최소 인원으로 설치 및 해체가 가능한 이동형 음압 선별 진료소 개발
▢ 선별진료소 내 교차오염을 최소화하기 위한 내부 소독 시스템 적용
▢ 기류 가시화 장치 적용으로 진료소 내 음압 상태를 직관적으로 확인하여 진료자 및 진료대상자의 교차 감염 리스크 최소화
▢ 주행 안정성이 확보되어 차량 탑재 후 차량 운행이 가능한 구조체 구현
▢ 차량 유휴 시 탈착 후 독립형 음압시스템이 가능한 이동형 진료소 개발
[제4세부] 유증상 환자의 호출에 따른 소재지 파악 및 이동식 진료소 배차하고, 필요시 인근 지역병원으로 이송하는 시스템 개발."
연구목표
"▢ COVID-19 의증환자의 조기 선별진단을 위한 스마트 알고리즘을 구축하고, 확산방지를 위한 이동식 격리 연계시스템을 개발하고자 함.
[제1세부] COVID-19 의증 환자의 조기 선별진단을 위한 스마트 알고리즘 개발 및 빅데이터 구축
[제2세부] 이동식 음압실 내부의 효과적이고 신속한 병원균 제거를 위한 최적 구조 설계 및 실험적 유용성 검증
[제3세부] 설치 및 해체가 용이한 탈,부착식 차량용 음압 선별 진료소 개발
[제4세부] 유증상 환자의 호출에 따른 소재지 파악 및 이동식 진료소 배차하고, 필요시 인근 지역병원으로 이송하는 시스템 개발"
기대효과
"○ COVID-19 환자의 조기 선별진단을 위한 스마트 예측 알고리즘은 의증 환자를 효율적으로 선별하여 의료기관으로의 이송을 조기에 결정해주는 스마트 선별시스템으로 활용할 수 있음.
- 스마트 선별시스템의 성공적인 개발과 시제품 제작은 전향적인 COVID-19 관련 국가 빅데이터 수집 및 구축에 활용 가능함.
- 한국인 COVID-19 환자의 특성을 반영한 국내 임상진료지침과 국가 방역지침 제작에 활용될 수 있음.
○ 운영방식
- 환자의 요구에 따라 환자의 위치로 이동하여 차량에 적재된 음압시설 내부에서 진단 검사 시행. 이후 위험도가 임계치보다 높을 시 곧바로 환자를 의료기관으로 수송.
- 한 환자의 사용이 끝난 후 실험과 수치해석을 통한 최적화가 이루어진 방식으로 5-10분 이내로 소독을 마친 후 다음 환자를 수용하게 됨.
- 환자가 탑승하지 않은 상태에서의 소독 과정에서는 급/배기 유량의 조절을 통한 소요시간 최소화.
○ 유동적 활용가능성
- 이러한 이동식 진료소는 위의 방식과 같이 차량에 적재된 상태로도 활용이 가능하지만, 필요에 따라 의료기관 내부, 실내 등에 설치하여서도 활용 가능.→상황과 수요에 따른 의료자원의 유동적 배치 가능."
연구개발성과
"○ 기술적 측면
- COVID-19 의증 환자와 의료기관 간 접근 편의성을 향상시킴으로써 고위험 환자를 조기에 선별하여 2차 전파의 위험성과 환자 발생률을 감소시킴. 이는 의료기관의 행정적, 공간적 자원의 효율적 운용에 활용될 수 있음.
- 유체역학적 실험과 수치해석을 통한 이동식 진료소 내부의 동 제어를 통해 방역에 소요되는 시간을 최소화: 수용 가능한 환자의 수를 3-4배 이상으로 확대.
○ 경제적ㆍ산업적 측면
- 중앙방역대책본부의 공기매매-감염질환 방역 대응지침의 보완책이 되어줌으로써, COVID-19 감염병을 조기에 종식시키는데 이바지하여 국내 경제산업 및 사회문화를 증진시키고 K-방역을 통해 국가 이미지를 제고함.
- 경제성이 떨어지는 기존의 음압격리병실을 대신해 위급상황 시 수요에 따른 진료소의 효율적 배치 가능.
○ 사회적 측면
- 국내 뿐만 아니라 상대적으로 의료시스템이 열악한 개발도상국에 수출하여 COVID-19 관련 의료자원을 효율적으로 운용하기 위해 활용함. 또한, 2차 유행과 같이 환자가 급증하는 경우, 의료자원을 효과적으로 분배하여 적절한 의료지원을 통해 질환의 관리에 효율적으로 활용함. 의료낙후지역의 의료 자원 공급의 격차 해소. 음압격리병실이 갖추어지지 않은 의료낙후지역에의 진료소 공급이 가능"
키워드
의료기기 연구개발정보 - 키워드 > 국문키워드, 영문키워드
국문키워드
코로나19,
선별,
인공지능,
연산법,
이동식 음압실
영문키워드
COVID19,
screening,
artificial intelligence,
algorithm,
portable negative pressure unit
연구개발 성과
논문
의료기기 연구개발정보 - 연구개발 성과 - 논문 > 과제번호, 발생년도, 국내외구분, SCI여부, 연구책임자역할, 주저자명, 교신저자명, 공동저자명, 인원수, 외국인공동저자수, 논문제목, 논문제목(영문), 학술지명, 서지사항, 게재년월일, 병기표기, ISSN NO
과제번호
HW20C2103
발생년도
2021
국내외구분
국외
SCI
Y
연구책임자역할
교신저자
주저자명
Kim J
교신저자명
Koo KC
공동저자명
Lim H,
Ahn JH,
Lee KH,
Lee KS
인원수
외국인공동저자수
논문제목
Optimal Triage for COVID-19 Patients Under Limited Health Care Resources With a Parsimonious Machine Learning Prediction Model and Threshold Optimization Using Discrete-Event Simulation Development Study.
논문제목(영문)
Optimal Triage for COVID-19 Patients Under Limited Health Care Resources With a Parsimonious Machine Learning Prediction Model and Threshold Optimization Using Discrete-Event Simulation Development Study.
학술지명
JMIR Medical Informatics
서지사항
N집 / 9권 / 11호, 페이지(0 - 0)
게재년월일
2021-11-02
병기표기
단독사사
ISSN NO
****-****
의료기기 연구개발정보 - 연구개발 성과 - 논문 > 과제번호, 발생년도, 국내외구분, SCI여부, 연구책임자역할, 주저자명, 교신저자명, 공동저자명, 인원수, 외국인공동저자수, 논문제목, 논문제목(영문), 학술지명, 서지사항, 게재년월일, 병기표기, ISSN NO
과제번호
HW20C2103
발생년도
2021
국내외구분
국외
SCI
Y
연구책임자역할
교신저자
주저자명
이준호
교신저자명
박형민
공동저자명
김현석,
이주범
인원수
외국인공동저자수
논문제목
Scale-wise analysis of upward turbulent bubbly flows：An experimental study
논문제목(영문)
Scale-wise analysis of upward turbulent bubbly flows：An experimental study
학술지명
PHYSICS OF FLUIDS
서지사항
N집 / 33권 / 5호, 페이지(053316 - 0)
게재년월일
2021-05-25
병기표기
2
ISSN NO
1070-6631
의료기기 연구개발정보 - 연구개발 성과 - 논문 > 과제번호, 발생년도, 국내외구분, SCI여부, 연구책임자역할, 주저자명, 교신저자명, 공동저자명, 인원수, 외국인공동저자수, 논문제목, 논문제목(영문), 학술지명, 서지사항, 게재년월일, 병기표기, ISSN NO
과제번호
HW20C2103
발생년도
2021
국내외구분
국외
SCI
Y
연구책임자역할
교신저자
주저자명
강예은
교신저자명
박형민
공동저자명
박주연
인원수
외국인공동저자수
논문제목
Particle leakage through the exhalation valve on a face mask under flow conditions mimicking human breathing：A critical assessment
논문제목(영문)
Particle leakage through the exhalation valve on a face mask under flow conditions mimicking human breathing：A critical assessment
학술지명
PHYSICS OF FLUIDS
서지사항
N집 / 33권 / 10호, 페이지(103326 - 0)
게재년월일
2021-10-25
병기표기
3
ISSN NO
1070-6631
의료기기 연구개발정보 - 연구개발 성과 - 논문 > 과제번호, 발생년도, 국내외구분, SCI여부, 연구책임자역할, 주저자명, 교신저자명, 공동저자명, 인원수, 외국인공동저자수, 논문제목, 논문제목(영문), 학술지명, 서지사항, 게재년월일, 병기표기, ISSN NO
과제번호
HW20C2103
발생년도
2021
국내외구분
국외
SCI
Y
연구책임자역할
교신저자
주저자명
박주연
교신저자명
박형민
공동저자명
인원수
외국인공동저자수
논문제목
Particle dispersion induced by vortical interactions in particle-laden upward jet with a partial crossflow
논문제목(영문)
Particle dispersion induced by vortical interactions in particle-laden upward jet with a partial crossflow
학술지명
JOURNAL OF FLUID MECHANICS
서지사항
n집 / n권 / n호, 페이지(0 - 0)
게재년월일
2021-03-09
병기표기
ISSN NO
0022-1120
의료기기 연구개발정보 - 연구개발 성과 - 논문 > 과제번호, 발생년도, 국내외구분, SCI여부, 연구책임자역할, 주저자명, 교신저자명, 공동저자명, 인원수, 외국인공동저자수, 논문제목, 논문제목(영문), 학술지명, 서지사항, 게재년월일, 병기표기, ISSN NO
과제번호
HW20C2103
발생년도
2022
국내외구분
국외
SCI
Y
연구책임자역할
교신저자
주저자명
Choi, Daehyun
교신저자명
Park, Hyungmin
공동저자명
인원수
외국인공동저자수
논문제목
Flow–structure interaction of a starting jet through a flexible circular nozzle
논문제목(영문)
Flow–structure interaction of a starting jet through a flexible circular nozzle
학술지명
JOURNAL OF FLUID MECHANICS
서지사항
집 / 949권 / N호, 페이지(A39 - 0)
게재년월일
2022-10-10
병기표기
ISSN NO
0022-1120
의료기기 연구개발정보 - 연구개발 성과 - 논문 > 과제번호, 발생년도, 국내외구분, SCI여부, 연구책임자역할, 주저자명, 교신저자명, 공동저자명, 인원수, 외국인공동저자수, 논문제목, 논문제목(영문), 학술지명, 서지사항, 게재년월일, 병기표기, ISSN NO
과제번호
HW20C2103
발생년도
2022
국내외구분
국외
SCI
Y
연구책임자역할
교신저자
주저자명
Jooyeon Park
교신저자명
Hyungmin Park
공동저자명
Kwang Suk Lee
인원수
외국인공동저자수
논문제목
Optimized mechanism for fast removal of infectious pathogen-laden aerosols in the negative-pressure unit
논문제목(영문)
Optimized mechanism for fast removal of infectious pathogen-laden aerosols in the negative-pressure unit
학술지명
JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
서지사항
집 / 435권 / n호, 페이지(128978 - 0)
게재년월일
2022-08-05
병기표기
ISSN NO
0304-3894
의료기기 연구개발정보 - 연구개발 성과 - 논문 > 과제번호, 발생년도, 국내외구분, SCI여부, 연구책임자역할, 주저자명, 교신저자명, 공동저자명, 인원수, 외국인공동저자수, 논문제목, 논문제목(영문), 학술지명, 서지사항, 게재년월일, 병기표기, ISSN NO
과제번호
HW20C2103
발생년도
2022
국내외구분
국외
SCI
Y
연구책임자역할
교신저자
주저자명
Daehyun Choi
교신저자명
Hyungmin Park
공동저자명
Jungwon Byun
인원수
외국인공동저자수
논문제목
Analysis of liquid column atomization by annular dual-nozzle gas jet flow
논문제목(영문)
Analysis of liquid column atomization by annular dual-nozzle gas jet flow
학술지명
JOURNAL OF FLUID MECHANICS
서지사항
집 / 943권 / n호, 페이지(A25 - 0)
게재년월일
2022-07-25
병기표기
ISSN NO
0022-1120
의료기기 연구개발정보 - 연구개발 성과 - 논문 > 과제번호, 발생년도, 국내외구분, SCI여부, 연구책임자역할, 주저자명, 교신저자명, 공동저자명, 인원수, 외국인공동저자수, 논문제목, 논문제목(영문), 학술지명, 서지사항, 게재년월일, 병기표기, ISSN NO
과제번호
HW20C2103
발생년도
2022
국내외구분
국외
SCI
Y
연구책임자역할
교신저자
주저자명
김현섭
교신저자명
박형민
공동저자명
인원수
외국인공동저자수
논문제목
Bubble dynamics and induced flow in a subcooled nucleate pool boiling with varying subcooled temperature
논문제목(영문)
Bubble dynamics and induced flow in a subcooled nucleate pool boiling with varying subcooled temperature
