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STONE-05. 라디오믹스(Radiomics): 의료 영상을 '빅데이터'로 변환하는 기술

지난 포스팅에서 AI가 요로결석의 미세한 텍스처를 분석해 치료 성공률을 예측한다는 내용을 다뤘습니다. 이때 핵심이 되는 기술이 바로 '라디오믹스(Radiomics)'입니다. 오늘은 의료 영상(Radiology)과 유전체학(Genomics)의 접미사가 만나 탄생한 이 혁신적인 기술이 무엇인지, 어떤 과정을 거쳐 눈에 보이지 않는 데이터를 캐내는지, 그리고 이것이 요로결석 치료(ESWL)를 어떻게 바꾸고 있는지 물리학과 데이터 과학의 관점에서 깊이 있게 파헤쳐 보겠습니다.1. 라디오믹스란 무엇인가?"이미지는 그림이 아니라, 데이터다." 라디오믹스는 CT, MRI, PET 등의 의료 영상 데이터에서 대량의 정량적 특징(Quantitative Features)을 추출하여, 이를 질병의 진단, 예후 예측, 치료 ..

STONE-04. AI는 요로결석 치료 성공을 예측할 수 있을까?

체외충격파 쇄석술(ESWL)의 성공률이 '조건부 확률'에 따라 40%에서 95%까지 널뛴다고 알려져 있습니다. 그렇다면, 치료를 시작하기 전에 "나의 성공 확률"을 정확하게 계산해낼 수는 없을까요? 최근 학계에서 뜨겁게 논의되고 있는 '머신러닝(ML)과 딥러닝(DL)을 활용한 ESWL 예후 예측' 관련 핵심 논문들을 분석하고 물리학적 변수들이 AI 알고리즘 안에서 어떻게 처리되는지 살펴보겠습니다.1. 기존의 한계: 단순 통계의 벽과거 의학계는 ESWL 성공 여부를 예측하기 위해 단순한 선형 점수 시스템을 사용했습니다. 대표적인 것이 'Triple D Score'입니다.Density (밀도): Distace (거리): Skin-to-Stone Distance Dimensions (크기): Stone Siz..

STONE-03. 체외충격파 쇄석술(ESWL)의 물리학과 성공 확률 데이터

요로결석 치료의 패러다임을 바꾼 혁신적인 기술, 체외충격파 쇄석술(ESWL, Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy)을 심층 분석해보려 합니다.1. ESWL의 물리학: 생성과 전달ESWL의 핵심은 '에너지의 집광(Focusing)'과 '선택적 파괴'입니다. 이 과정은 크게 충격파를 만드는 '생성부'와 이를 전달하는 '전파부'로 나뉩니다.1) 충격파 생성 방식: 기계는 어떻게 파동을 만드는가?충격파를 발생시키는 원리는 에너지 변환 방식에 따라 크게 세 가지로 나뉩니다.전기수압식 (Electrohydraulic):원리: 물속에 있는 전극(Spark Gap)에 고전압을 방전시켜 순간적으로 물을 기화시킵니다. 이때 발생한 플라즈마 거품이 터지면서 구형(Spherical)의 충격파가 ..

STONE-02. CT의 물리학과 HU 알고리즘

CT 이미지는 단순한 사진이 아니라, X-선의 '감쇠(Attenuation)' 데이터를 수학적으로 재구성한 결과물입니다.1. 감쇠 모델 (Beer-Lambert Law)X-선(Photon)이 물질을 통과할 때 강도가 줄어드는 현상은 지수 함수적 감쇠 모델을 따릅니다.$$I = I_0 e^{-\mu x}$$($I$: 통과 후 강도, $I_0$: 초기 강도, $x$: 물체의 두께, $\mu$: 선형 감쇠 계수)2. 선형 감쇠 계수 (Linear Attenuation Coefficient, $\mu$)여기서 $\mu$는 물질의 밀도와 원자 번호에 따라 고유한 값을 가집니다. 결석처럼 밀도가 높은 물질은 $\mu$ 값이 크고(X-선 흡수 많음), 공기는 거의 0에 가깝습니다. CT 스캐너는 여러 각도에서 투과된..