의료능력을 고려한 대량전상자 환자분류 강화학습 모델

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의료능력을 고려한 대량전상자 환자분류 강화학습 모델
Reinforcement Learning Model for Mass Casualty Triage Taking into Account the Medical Capability

영어: Purpose: In the event of mass casualties, triage must be done promptly and accurately so that as many patients as possible can be recovered and returned to the battlefield. However, medical personnel have received many tasks with less manpower, and the battlefield for classifying patients is too complex and uncertain. Therefore, we studied an artificial intelligence model that can assist and replace medical personnel on the battlefield. Method: The triage model is presented using reinforcement learning, a field of artificial intelligence. The learning of the model is conducted to find a policy that allows as many patients as possible to be treated, taking into account the condition of randomly set patients and the medical capability of the military hospital. Result: Whether the reinforcement learning model progressed well was confirmed through statistical graphs such as cumulative reward values. In addition, it was confirmed through the number of survivors whether the triage of the learned model was accurate. As a result of comparing the performance with the rule-based model, the reinforcement learning model was able to rescue 10% more patients than the rule-based model. Conclusion: Through this study, it was found that the triage model using reinforcement learning can be used as an alternative to assisting and replacing triage decision-making of medical personnel in the case of mass casualties.

한국어: 연구목적: 대량전상자 발생 시 신속하고 정확한 환자분류가 진행되어야 최대한 많은 환자를 회복시켜 전장으로 돌려보낼 수 있다. 그러나 복잡한 전투현장에서 적은 의료인력으로 대량전상자의 환자분류 를 시행하기란 임무는 과다하고 환경은 불확실하다. 따라서, 전투현장에서 의료인력을 보조하고 대체 할 수 있는 인공지능 모델에 대해 논의하고자 한다. 연구방법: 인공지능의 한 분야인 강화학습을 활용하 여 환자분류 모델을 제시한다. 모델의 학습은 무작위로 설정된 환자의 상태와 병원시설의 의료능력을 고려하여 최대 다수의 환자가 치료받을 수 있는 정책을 찾도록 진행된다. 연구결과: 강화학습 모델이 정 상적으로 학습되었음은 누적 보상 값 등을 통하여 확인하였고, 학습된 모델이 정확하게 환자를 분류하 는 것은 생존자 수를 통해 확인하였다. 또한, 규칙 기반 모델과 비교하여 성능을 검증하였으며, 강화학 습 모델이 규칙 기반 모델에 비해 약 10%만큼 더 많은 환자를 생존시킬 수 있었다. 결론: 강화학습을 이 용한 환자분류 모델은 의료인력의 대량전상자 환자분류 의사결정을 보조하고 대체하는 대안으로 활용 가능하다.

박병호 [ Byeongho Park | Graduate student, Department of Defense Science, Korea National Defense University, Nonsan, Republic of Korea ]
조남석 [ Namsuk Cho | Professor, Department of Defense Science, Korea National Defense University, Nonsan, Republic of Korea ] Corresponding author

자료제공 : 네이버학술정보