의료영상저장전송시스템 (PACS) 2조 손석준,안동진,조진용,이상봉.

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1 의료영상저장전송시스템 (PACS) 2조 손석준,안동진,조진용,이상봉

2 - 목 차 - 1.PACS의 정의. 2.PACS의 필요성. 3.도입 요구 조건 및 전반적 운영 현황. 4.목적에 따른 분류.
6.HIS와PACS의 연계. 7.PACS의 문제점 및 보완사항. 8.PACS의 발전 방향.

3 1. PACS의정의 PACS (Picture Arching and Communication System)
방사선과진단 영상들을 디지털 상태로 획득한 후 고속의 전산망을 이용하여 전송하고 디지털 데이터로 의료영상을 저장하며 의료진 들이 기존의 필름과 뷰박스 대신에 컴퓨터를 이용하여 의료영상을 조회,검색하는것으로 영상을 이용하여 환자를 진료 하는 포괄적인 영상관리 및 전송 시스템을 말한다.

4 PACS( 의료 영상 Total System )
방사선 진단 (각종 영상장치) 디지털통신망 영상저장장치 Workstation Database

5 2. PACS의 필요성 1)X-RAY필름의 기반의 영상관리 시스템의 문제점.
필름의 보관하기 위해 넓은 공간과 비용이 소요된다. 이유) 1000병상을 보유한 대학 병원의 경우 필름을 보관 을 위해 연간 32평 이상의 저장공간이 필요, 기존의 필름 (5년분)의 저장과 매년 증가해 가는 필름의 보관 및 관리에 대한 해결책이 필요한 상황.

6 2. PACS의 필요성 1)X-RAY필름의 기반의 영상관리 시스템의 문제점. 필름을 검색하는데 많은 시간이 필요하다.
이유) 국내 대학병원의 경우 매일 평균 6.45명의 수련의들이 필름을 찾기 위해 매일 약 48분의 시간을 보낸다.

7 2. PACS의 필요성 1)X-RAY필름의 기반의 영상관리 시스템의 문제점. 필름의 활용도가 낮아진다.
이유) 필름은 한 명의 의사만이 사용할 수 있고 손상시 에는 다시 복원하기가 어렵다.

8 2. PACS의 필요성 1)X-RAY필름의 기반의 영상관리 시스템의 문제점.
필름 가격의 인상과 현상액으로 인한 환경오염의 발생. 이유) 환율 급등과 은의 고갈로 인한 필름 가격의 인상은 병원의 채산성을 낮추고 현상액의 사용은 오염물질 을 꾸준히 발생 시킴.

9 2. PACS의 필요성 2) PACS의 장점. 오래된 과거 영상은 수분 이내에 병원 어느 곳에서도
영상관찰대만 있으면 최근 영상은 수초 이내에, 그리고 오래된 과거 영상은 수분 이내에 병원 어느 곳에서도 조화 가능, 동시에 다른 곳에서도 같은 영상을 조회.

10 2. PACS의 필요성 2) PACS의 장점. 모니터의 나타나는 영상의 밝기 조정이 가능하고 길이,각도
등의 측정이 아주 용이 하며 이상부위를 확대하여 관찰할 수 있기 때문에 다양한 정보의 편의성이 제공된다. 회진,수술 등의 의료행위를 위해 해당 환자의 필름을 찾기 위해 소모되었던 전공 또는 수련의 또는 보조 의료인력을 효율적으로 재배치하는 것이 가능하다. 영상데이터를 여러 곳에 별도로 나누어 보관하면 분실 또는 훼손의 가능성이 없으며 영구적인 보관이 가능하다.

11 2. PACS의 필요성 2) PACS의 장점. 필름 보관 시 필요한 장소, 암실, 관리인력이 전혀 필요하지 않다.
관용도가 높고 현상과정이 없기 때문에 재촬영률이 현저히 떨어진다. 폐 필름, 현상 시 생기는 공기오염,폐기물 처리 문제의 완전 해결이 가능하다.

12 2. PACS의 필요성 2) PACS의 장점. 아무리 오래된 영상자료라 하더라도 정보의 손실이 없이 손실이 없이 신속하고 정확하게 검색이 가능하기 때문에 교육 및 연구에 지대한 공헌을 한다. 의료영상 표준안이 DICOM으로 저장된 영상으로 인터넷 등을 통한 타 병원과의 정보 교환이 용이해 진다.

13 3. 도입 요구 조건 및 전반적인 운영현황 고해상도 모니터(2K 이상)를 여러 대 사용하는 진단/판단용 워크 스테이션이나 일반 워크 스테이션에서 Response time이 2~4초 이내여야 한다. PACS 시스템은 RIS 및 HIS와의 interface로 정보 통합 시스템을 구축해야 한다. CR은 당분간(5년 정도) 모니터를 통한 판독 및 기존의 필름을 판독하고 병행해서 비교검사 및 종래 필름조회 를 통해 단계적인 사용을 증대해야 한다. 향후 영상 획득 장치 interface규격 통일화

14 3. 도입 요구 조건 및 전반적인 운영현황 * DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine) 정의 : DICOM protocol은 의료영상의 표준적 처리를 위하여 고안되었으며,국제적으로 공인된 표준PACS protocol 이므로 이 protocol 기능이 내장된 의료장비와 PACS간의 높은 호환성이 보장된다.

15 3. 도입 요구 조건 및 전반적인 운영현황 * DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine) ** DICOM방식을 따르지 않는 경우 ** System의 경우에는 PACS와의 연결과 확장이 불가능하고, 일단 DICOM을 따르지 않는 System을 구입 할 경우 추후 확장이나 타사제품과 연결 할 때 많은 제한과 추가 경비가 예상. - PACS가격 효율성에 있어서는 직접경비(필름저장실, 인건비등) 보다는 간접경비(재촬영건수 감소,재원기간단축,자원공유 등) 절감효과가 클 것이다. - 디지털 영상을 이용한 진단 율은 ROC (Receiver Operation Characreristic) 검사 대상으 로 흉부검사를 대상으로 했을 때 기존 필름의 경우보다 폐 결절을 진단 율이 같거나 더 우수하다고 보고되고 간질 성 폐질환과 폐 기흉의 경우 논문에 따라 다르다.

16 4. 목적에 따른 분류 1) On-Call-Teleradiology. 2) Override Network.
3) Mini-PACS.

17 4. 목적에 따른 분류 1) On-Call-Teleradiology (원격방사선진단)
* 이 시스템은 주로 병원에서 방사선과 의사가 고용되어 있으나 그 수가 많지 않은 반면 에 병원의 방사선과 진료 빈도가 많은 경우나 방사선과 진료 빈도가 낮은 분원으로서 본원에 방사선과 전문의를 두고 행하는 경우 주변에 방사선과 전문병원을 통해 영상 촬영과 판독을 의뢰하는 개인 병,의원 또는 CT,MRI,US등 각 분야의 전문가를 모두 보유 하고 있지 않으나 그러한 영상 장비를 설치 운영하여 경우에 따라 상담용으로 사용하고자 하는 병원에서 주로 사용하는 시스템이다. ** 시스템의 특징 ** 일반 전화선을 이용한 상대적으로 낮은 속도의 전송매체(2.88Kbps). 방사선과 전문의 자택과 병원을 연결.

18 4. 목적에 따른 분류 야간이나 응급실 이용. 사용 빈도가 비교적 낮은 경우. 적은 비용으로 설치 용이.
1) On-Call-Teleradiology ** 시스템의 특징 ** 야간이나 응급실 이용. 사용 빈도가 비교적 낮은 경우. 적은 비용으로 설치 용이. 분야별 전문가와의 상담용. 영상을 보내는 쪽과 받는 쪽이 서로 다른 시스템으로 구성. 주변 방사선과와 인근 병원의 체인식 운영 Internet를 비용하여 비용이 거의 들지 않음 모병원, 자병간의 컨설팅 및 산지 외지의 진료.

19 4. 목적에 따른 분류 2)Override Network 이 시스템은 앞의 On-Call-Teleradioiogy와 동일한 수행하나 그 목적과 내용이 약간 다르므로 구분하였다. 두 가지를 묶어서 그냥 Teleradiology라고 일반적으로 이야기하기도 한다. 이 경우는 방사선과 전문의사 자신의 사무실을 갖고 주변의 중, 소규모 병원과 연계 :1또는 1:N연결을 하여 언제든지 빠른 전송 매체를 이용 병원과 영상을 주고 받기 위한 경우나, 병원과 분원사이의 1:1 연결을 하여 비교적잦은 빈도의 방사선과 전문의의 상담을 하는 경우에 시행한다. 또한 각 부분의 전문가로 구성된 방사선과 전문의 여러분이 동시에 해당 지역의 병원과 연계,영상을 주고 받을 경우에 사용한다.

20 4. 목적에 따른 분류 고해상도의 영상 전송 기능. Internet 이용 가능. 인근 병원의 체인화. 고가 장비의 공동 이용.
2)Override Network ** 시스템의 특징 ** 고해상도의 영상 전송 기능. Internet 이용 가능. 인근 병원의 체인화. 고가 장비의 공동 이용. ON Line영상 전송 가능(원격 진료).

21 4. 목적에 따른 분류 3) MINI – PACS PACS를 도입할 때 병원 전체에 한꺼번에 도입을 한다는 것은 경제적으로나 그 내용면에서나 상당한 모험이 되기 때문에 병원의 일부분 또는 현재의 시급한 당면과제를 해결하기 위해 시스템을 도입한 후 점차 확대해 나가는 경향이 두드러지게 나타나고 있다. 이러한 접근법이 점차 PACS도입의 기본이 되어 가고 있으며 경비면 에서도 상당한 장점이 있다. 보통 CT,MRI등의 장비를 도입할 경우 그와 맞물려서 PACS시스템을 일부 도입하거나 또는 X-Ray 장비의 어려움을 극복하는 CR를 도이하는 시점에서 PACS 도입을 고려하는 경우가 많아지고 있다.이를 FullPACS와 구분하여Mini-PACS는 그 형태가 다양하여 이렇다고 하고 정의하기는 어려우나 몇 가지로 특징 지울수 있다.

22 4. 목적에 따른 분류 3) MINI – PACS ** 시스템의 특징 **
CT,MR,US등 특정 장비 하나 또는 일부에 적용하는 경우. 방사선과 등 일부 부서에만 적용하는 경우. 응급실,ICU(집중 관리 병동) 또는 일부 병동에만 적용하는 경우. 단지 보관용으로만 적용하는 경우. Teleradiology와 연계를 위해 설치하는 경우. CT-MR,CT-US등 장비와장비의 연결을 위해 적용하는 경우. 교육용,학술용으로 설치 운용하고자 하는 경우. 필름 발생량을 줄이기 위해 도이하는 경우.

23 4. 목적에 따른 분류 3) MINI – PACS ** 시스템의 특징 ** 환자와의 상담용으로도입하는 경우.
보다 정확한 진료를 위한 경상 후 처리 (3D)를 위해 도입하는 경우. ⑪ 병원의 인건비 절감을 위해. ⑫ 모 병원, 자병원간의 Network. ⑬ Teleradiology용으로. ⑭ 학술용 편지을 원활히 하기 위해.

24 5. PACS의 구성 요소 1) PACS Architecture. 2) Network 구성. 3) 영상장비. 4) 저장 장치.
5) Database. 6) 사용자 터미널. 7) 영상 관찰대. 8) 필름 스캐너.

25 5.PACS의 구성 (CR 및 PACS)

26 5.PACS의 구성 PACS 이 PACS 은 기존의 외국산 PACS를 사용하면서 업그레이드가 불편하고 유지 보수 비용도 만만치 않았던 것을 바꾸어준 우리나라 의료 영상 저장 시스템이다. 이 시스템을 만든 회사는 메디칼 스탠다드 PACS 시스템인데 이 시스템은 서버의 안정성이 차별화 되며 고장 자체가 없어 합리적인 가격에 서비스를 제공받아 고객 만족도 1위를 실현하고 있어 화제가 되고 있다. ** 메디칼 스탠다드 개발 제품 ** (국내 의료정보시장은 처방 전달 시스템 (OCS), 전자 차트(EMR), 의료영상저장 전송시스템(PACS) 등 병원정보화 솔루션 중심으로 발전.)

27 1)PACS Architecture 촬영 장비에서 직접 또는 디지털 영상 획득 장비를 통해 컴퓨터에 전달된 영상데이터의 양은 엄청나서 하루에 발생하는 데이터량은 600병상 규모의 병원의 경우 20기가바이트가 넘게 된다. 이를 일정기간 보관하며 조회가 신속하게 이루어지도록 하기 위해서는 가능한 빠른 조회 기능을 갖는 저장장치에 저장하여야 한다. 현재 하드디스크가 가장 빠르고 안정된 저장장치이다. 하지만 하드디스크는 큰 용량이라 하더라도 20기기바이트를 넘지 못한다. 그러므로 PSCS에 필요한 수백 기가바이트의 용량을 확보하기 위해 하드디스크 여러 개를 하나처럼 쓰도록 만든 하디스크어레이를 사용하게 된다. 이 디스크어레이는 하드디스크이기 대문에 속도가 아주 빠를 뿐 아니라 하드디스크의 손상 등에 의해 데이터의 손상이 생기더라도 복구가 가능하도록 설계도니 안전한 저장장치이기는 하지만 용량을 증설하기가 용이하지 않고 이를 구동하는 서버의 부담이 크기 때문에 최근에 NAS를 사용하는 경향이 있다. 하지만 디스크어레이는 가격이 아주 비싸고 용량을 무한정 늘리는데 한정되어 있기 때문에 수주에서 수개월이 지난 영상은 조회속도는 다소 떨어지더라도 가격이 저렴하며 많은 양을 정장할 수 있는 보조 저장 장치가 필요하다.

28 1)PACS Architecture 보조장치
MOD juke box: 현재 가장 많이 이용되는 장비로 안정성이 뛰어나고 비교적 빠른 조회속도를 갖추고 있다. 반면에 가격이 비싸며 저장 용량이 상대적으로 적은 단점이 있다. CD ROM juke box: 가격이 저렴하지만 디스크 저장 용량이 작기 때문에 데이터량이 많은 큰 병원에서는 사용이 어렵다. DLT library: 가격이 매우 저렴하여 저장용량이 아주 크기 때문에 최근 들어 도입을 늘리고 있다. 단점으로는 테이프로 되어 있기 때문에 안정성이 떨어지면 조회 속도가 다소 떨어진다.backup용으로 가장 적합하다. DVD juke box: 최근에 와서 개방되었기 때문에 아직 임상에 이용된 예는 없지만 용량이 크고 조회 속도도 빠르기 때문에 앞으로 가장 유망한 기억장치로 대두되고 있다.

29 2) Network 구성 PACS를 도입하려는 병원의 가장 큰 오류가 PACS는 꼭 FDDL와 같은 광통신을 이용해야 한다는 생각을 가지고 있는 것이나 이는 잘못된 생각이나. 위에서 언급하대로 Ethemet이라도 용도와 설계를 잘하면 얼마든지 병원 실정에 맞는 시스템을 구축할 수 있다, 최근에는 Intemet을 이용해서 PASC를 구축하려는 시도도 활발히 이루어지고 있다.

30 3)영상 장치 Film Scanner Digital Camera
디지털 카메라는 최근에 와서 일반 카메라르 대신하여 빠르게 보급되고 있는데 고해상도 카메라를 이용하면 스케너보다는 다소 영상의 화질이 떨어지기는 하지만 빠른 시간에 엑스선 영상을 입력할 수 있어 최근에 와서 다량의 과거 영상을 한꺼번에 디지털화하는데 유리하다.

31 4)저장장치 각각의 사용자에 부과되는 용량 중앙에 모두가 공유하는 용량 지역적으로 분산 배치되는 용량
일정시간이 지난 후 Back up되는 용량 즉시 볼 수 있어야 하는 용량 Back up된 영상을 다시 보는 방법 하루 발생하는 영상의 용량 한번 발생하는 영상의 각 단계별 사용 기간 (촬영 진단 조회 보관) 최소로 보관하고자 하는 보관 기간

32 5) Database PACS에서 Database 크게 두 가지로 구성된다. 주로 영상을 관리하는 PACS영상 DB와 영상과 관계된 각종 자료, 즉 영상 장비와 관련된 촬영에 관한 자료, 판독에 각종 환자자료, 방사선과 업무와 관련된 프로세스의 자료인 RIS 등을 관리하는 PACS-RIS DB이다. PACS는 Terminal에서 영상을 조회할 경우 현재 내가 보고자 하는 환자의 이름, 위치, 입원인지, 외래인지, 판독은 어떻게 진행되고 있는지, 어떠한 촬영 기록이 존재하는지, 과거영상은 어떻게 판독되었는지, 이 환자와 비슷한 증상의 다른 환자는 없는지, 현재 얼마나 많은 영상이 존재하는지 등의 컴퓨터가 제공해야 하는 수많은 정보가 필요하며 이 중 하나만 가지고도 다른 모든 정보를 얻을 수 있어야 한다. 이와 같이 PACS의 DB는 PACS-RIS 즉 영상과 그 관련 자료 모두를 다룰 수 있는 능력을 가져야 한다.

33 6) 사용자 터미널 사용자 터미널은 시스템 도입으로 각각의 사용자 개인에게 주어지는 컴퓨터를 말한다. 여기에는 세 가지가 있을 수 있다. 가장 흔하게 볼 수 있는 PC와 중 · 대형 컴퓨터에 키보드와 모니터만을 연결하여 사용하는 Dummy 터미널, 그리고 Work Station 이라고 말하는 것이다. 아마 거의 대부분의 병원의 업무에 사용하고 있는 사용자 터미널이 중앙의 중대형 컴퓨터에 연결하여 사용하는 Dummy 터미널일 것이다. 물론 최근에는 LAN을 이용하여 PC사용이 급증하는 추세이다.

34 7) 영상 관찰대 모니터는 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 글자 위주의 작업에 적당한 PC용 모니터와 영상위주의 작업에 적당한 영상 전용 모니터가 있다. 물론 가격에는 많은 차이가 있다. 즉 사용자의 작업에 따라, 1. 일반 모니터 2. 영상 전용 모니터 3. 일반 모니터와 영상 전용 모니터 4. 영상전용 모니터 2개 또는 4개, 그 이상

35 8)필름 스캐너 필름 스캐너는 Laser Scanner CCD Scabber 2가지로 나눌 수 있다. Laser Scanner는 고가인 것이 단점이나 속도, 화질 모두 CCD에 비해 좋다. 반면에 CCD의 경우에는 상대적 저가로 인해 속도나 화질이 중요하지 않은 경우에 사용한다. 물론 CCD의 화질이 판독에 지장을 줄 정도는 아니다. 최대 해상도는 양쪽 모두 비슷하며 필름 사이즈에 따른 해상도의 차이는 있을 수 있다. 필름 스캐너를 선택할 경우에는 속도, 해상도, 분해능, 용도 등을 고려하여 선택해야 한다.

36 6. HIS와 PACS의 연계 PACS가 가지는 영상의 디지털화라는 특징에도 불구하고 실용화가 더디게 진행되고 있는 데는 두 가지의 이유가 있다. 첫쩨는 가격의 문제로서 PACS는 대량의 의학 영상 데이터를 취급하는 데 따르는 작종 기술적인 특수성으로 인해 아직까지는 초기 도입 비용이 상대적으로 높다. 둘째는 이보다 더 중요한 문제로 HIS,RIS 등 기존의 병원 내 정보 시스템과의 통합문제이다. 기존의 병원에 대한 배려가 있어야 할 것이라고 기존의 병원들이 사용하고 있던 병원정보시스템을 수용하는 형태로 개발되어야 할 것이다.

37 1) HIS와 PACS 통합의 필요성 (1) 병원내 컴퓨터환경의 복잡성
병원업무는 워낙 방대하고 복잡하며 각 분야별 전문성이 요구되는 까닭에 하나의 컴퓨터 시스템으로 모든 사용 환경의 필요를 충족시키기는 어려우며 따라서 병원 전체의 업무 흐름을 관장하는 HIIS 외에도 방사선과 내의 전문적인 업무를 지원하는 RIS(Radiological Information System), 임상병리과의 업무를 지원하는LIS(Laboratory Information System)등 전문적인 시스템이 등장하여 큰 병원에는 보통 몇 개의 컴퓨터 시스템이 분산적으로 운용되고 있는 상태이다.

38 1) HIS와 PACS 통합의 필요성 (2)사용자 측면에서의 통합의 필요성
중복입력의 방지 사용자 공간의 확장 HIS 단말기에서 PACS에서의 투명한 접근 PACS workstation에서의 임상정보 접근

39 1) HIS와 PACS 통합의 필요성 (3) 시스템 관리 측면에서의 통합의 필요성
PACS에서는 다양한 장비로부터 획득된 영상을 RIS에 등록된 환자 및 검사정보와 정합시키는 영상 식별작업이 일차적으로 이루어져야 한다. 따라서 RIS로부터 관련정보를 가져올 수 있어야 하며 더욱 바람직하기는 영상획득 장지 자체에서 환자정보를 입력시킬 당시에 RIS의 정보를 이용하는 것이다. 또한 획득된 영상은 이와 관련된 과거 영상과 함께 판독용 workstation으로 보내져야 하는데 이 때 과거 영상을 장기 저장장치로부터 올려오는 시간을 절약하기 위해서는 HIS 및 RIS로부터 환자 입원 및 검사 예약 정보를 입수하여 이를 활용할 수 있어야 한다. 입원 환자의 경우 입원기간 동안 영상을 단기 저장장치에 계속 머물러 두게 되는데 환자의 퇴원정보를 모르면 단기 저장 장치를 효율적으로 관리할 수 없게 되므로 환자의 퇴원 정보를 HIS로부터 입수하여 퇴원한 환자의 영상을 즉시로 장기 저장 장치로 내려 보내는 기능을 수행할 수 있어야 한다.

40 2) HIS/PACS의 관계 현재 상태로서 HIS 및 PACS간의 연결은 전혀 물리적 연결이 없거나 혹은 단방향의 전송이 가능한 수준에 머무르고 있다. 그러나 사용자 측면의 요구를 만족시키고 병원내 운용 효과를 높이기 위해서는 상호양방향의 통신이 가능한 것이 바람직하며, 앞으로는 이와 같은 방향으로 발전되어 나갈 것으로 여겨진다.

41 7.PACS의 문제점 및 보완사항 1)PACS 도입시 문제점
신규병원이라면 당연히 PACS를 대비하여 Network에 대한 사전설계. 시공을 해야겠지만 기존병원의 경우 PACS 도입을 위해 Network을 재시공하단는 것은 자체가 하나의 부담으로 작용하고 있다. 이러한 경우라면 무리하게 병원 전체적으로 PACS를 도입하기보다는 부분적인 PACS 도입으로 경제성과 실용성을 얻을 수 있다. 이를 통해 기본적인 시스템을 갖추고 이를 기반으로 점진적으로 확장하는 방법도 PACS 도입의 좋은 예라 할 수 있다.

42 2) 보완되어야 할 사항 (1) Digital Interface 확대를 통한Image Quality개선
(2) 영상기기와 PC간의 Cabling및 기타 유지보수의 개선 (3) S/W의 User Interface보완 (4) X-ray 및 기타 영상검사기기에 대한 대책

43 8. PACS의 발전 방향 1) Internet View : 인터넷을 통한 원격 진단 System
Internet View란 Internet View의 줄임 말로서 인터넷을 이용하여 의학 영상을 검색, 처리하는 Internet Teleradiology 시스템이다. 의학 영상 처리의 표준인 DICOM에 기반한 디지털 영상 기술과 인터넷 서비스의 핵심이라 불리는 WWW(World Wide Web)r기술을 접목시켜 인터넷이 연결된 곳에서는 어디에서나 의학영상을 검색, 전송하고 처리할 수 있게 하는 시스템이다. 따라서 종래의 PACS. Teleradiology 구현에서 항상 큰 문제점 중의 하나이던 비용 문제와 사용, 설치의 어려움을 해소할 수 있게 되었다.

44 2) PACS를 기반으로 한 의학영상의 3차원 가상현실 모델 생성시스템의 개발
혈관의 3차원적 구조를 알기위해 시행되는 MR Angiography의 MIP영상 구성이 그 중 가장 고전적인 예이고 실제 진단에 일상적으로 이용되고 있다. 이외에 CT angiography를 이용한 혈관의 3차원 구성이나 CT를 이용한 기관지의 3차원 구성 등은 방사선 진단에도 적극 활용되고 있는 추세이다. 재구성된 3차원 객체는 구조물간의 공간적 위치 관계를 임의의 방향에서 관찰하여 파악할 수 있는 강점이 있어 앞으로도 여려 부분의 진단에 활용될 것으로 기대된다.