섬유아세포 증식을 위한 이동형 자극 시스템

최세운(Se-woon Choe) 한국정보통신학회 2020 한국정보통신학회 종합학술대회 논문집 Vol.24 No.1

혈관질환의 조기 진단 및 치료 효과 검증을 위한 시스템개발

최세운(Se-woon Choe) 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회 종합학술대회 논문집 Vol.23 No.2

Gompertz modeling을 이용한 약물유출 예측시스템의 최적화

최세운(Se-woon Choe),우영운(Young Woon Woo) 한국컴퓨터정보학회 2014 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.19 No.12

Gompertz modeling은 고령화 사회에 접어들기 시작하며 노령인구 예측에 성공적인 결과를 보여줌으로써 최근 많은 주목을 받고 있다. 또한 항암 치료제의 독성으로 인해 발생할 수 있는 부작용을 미연에 방지하고자 보다 효과적인 치료제의 사용에 관한 의료 생체분야에서 활발한 개발이 시도되어 왔으나 전임상 및 임상실험으로의 응용이 가능한 모델링은 극히 제한적이며, 모델링의 검증을 위한 생체실험의 분석 시스템의 최적화가 힘들다는 한계가 있다. 본 논문에서는 Gompertz modeling을 응용하여 새로운 겸형적혈구의 약물유출 예측시스템을 개발하고, 여기된 광증감제의 겸형적혈구 부착을 통해 효과적인 약물유출 제어방법을 ex-vivo 실험을 통해 검증하여 최적화된 예측시스템의 결과를 비교 분석 할 수 있었다. 따라서 이와 같이 최적화된 Gompertz modeling을 이용한 새로운 약물전달 시스템이 항암치료에 반영된다면 부작용에 기인한 환자들의 신체적 고통과 치료를 위한 경제적 부담을 경감시키는 효과를 유도하며, 나아가 항암 치료제의 정확한 전달률을 증가시켜 보다 효과적인 항암치료를 기대할 수 있다. A Gompertz modeling, sigmoid in shape, is a widely used application for social science, natural science, engineering, and medical research to allow confident approximation and accurate analysis and has been applied to estimate an elderly population on aging of population. Due to the high toxicity of currently available drug delivery vehicles, various efforts have been made to reduce side-effects in clinical fields, but its application to preclinical and clinical studies is limited and there are some difficulties to optimize the parameters of Gompertz modeling applicable to preclinical studies. Therefore, in this study, we demonstrated the ability of sickle red blood cells loaded by hypotonic dialysis then photosensitized and light-activated ex vivo for controlled release and simultaneously optimized Gompertz function to evaluate controlled drug release properties of photosensitized sickle red blood cells to reduce pain-related treatments in cancer patients.

전임상 혈관분석을 위한 초분광 이미징 시스템의 활용

최세운(Se-woon Choe),우영운(Young Woon Woo) 한국컴퓨터정보학회 2015 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.20 No.4

본 논문에서는 초분광 이미징시스템을 이용하여 획득된 헤모글로빈 포화이미지와 다양한 이미지프로세싱을 통해 얻어진 실시간 혈관 변화과정을 마이크로미터/밀리초 부터 밀리미터/시간에 이르는 시공간 해상도로 제공하여, 다양한 질병에 기인한 혈관의 생성 및 변화 등과 같은 고유한 생리적 특성뿐만 아니라 혈관간의 산소이동, 혈관질환의 치료효과의 검증 등 다목적 영상장비로의 개발이 가능하다. 이는 질병으로 인한 혈관의 변이과정을 관찰하기 위해 최근 다양한 임상 및 전임상 영상장비들이 개발되고 있으나 높은 개발비용과 환자들이 감수해야하는 위험부담에 비해 상대적으로 낮은 해상도와 제한된 만족도를 제공한다 한계점을 극복할 수 있다. 새로운 혈관의 생성 및 기존의 모세혈관 변화는 암 전이 및 발전과정 뿐만 아니라 다양한 질병의 종류에 따라 다른 특성을 보이며 이를 통한 생리학적 분석이 가능하므로 혈관의 연구를 통한 질병종류 및 유무의 판단은 진단 과정의 핵심 요소이며 새로운 치료법의 효과를 평가할 수 있는 중요한 근거가 될 것으로 기대한다. We present microscopy based hyperspectral imaging system that successively shows high spatial (micrometer) and temporal resolutions (milisecond), and acquired pseudocolor hemoglobin saturation map a result of various image processing techniques can provide additional information such as oxygen transport, abnormal vascularity and therapeutic effects besides structural and physiological measurements in various diseases. To increase understanding of vascular defects several optical methods of imaging for preclinical/clinical assessment have been developed so far. However, they have some limitations for outcoming resolution and user satisfaction level compared to its cost. A hyperspectral imaging system has shown a wide range of vascular characteristics associated with hypervascularity, aberrant angiogenesis or abnormal vascular remodeling in many diseases. This vascular characteristic is considered as a key component to diagnose and detect a type of disease as evidenced by them.

Design and Implementation of High-Precision Control System of Focus Alignment of Near-Infrared Laser for Fire Detection

Jae-Hwan Jeon,Myoung-Ho Kim,Se-woon Choe,Gwan-Hyung Kim,Am-Suk Oh 보안공학연구지원센터 2014 International Journal of Control and Automation Vol.7 No.11

Recently, context-awareness technology is commonly used in various fields such as detection of objects, persons, and smoke using visible infrared laser. During laser light acquisition process between source and receiver, blockage and attenuation events should be considered. The focus alignment upon receiver plays an important role in the acquisition process so that, In this paper, focus alignment algorithm of infrared laser in distant (min. 100m) is developed and implemented by visible infrared laser based image processing technique and a high-precision control method for auto-focus alignment system using extracted features between transmitters and receiver local oscillators. The present method allows various laser embedded devices using proposed alignment system for deviation in response to the external environment and initial setting for the smoke detection.

표적항암치료를 위한 겸형적혈구의 응용 및 치료 효과

최세운,Choe, Se-woon 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.12

암 환자들을 대상으로 하는 항암치료법은 나노입자, 폴리머 중합체, 지질, 리포솜 등을 치료 전달체로 이용하여 항암치료를 진행하는 방법들이 주로 활발하게 사용되고 있다. 이러한 전달체는 항암 치료제를 직접 암세포로 정확하게 표적 운반하는 정확성, 정확하게 운반한 후 선택적으로 항암치료제를 방출해야하는 유출제어, 다른 일반 세포들을 약물로부터 보호하는 기능 등을 동시에 가지고 있어야 하지만, 대부분 항암약물의 독성에 기인한 부작용이 발생하고 있다. 겸형적혈구는 암세포주변 혈관세포와 멤브레인 표면에 존재하는 리셉터 사이에의 점착성이 존재하며 추가적 생화학처리 없이 암세포 주변에 표적화가 가능함을 보인다. 또한, 암세포 주변의 혈관의 구조적 변화특성은 겸형적혈구의 중합화 반응을 증가시킨다. 따라서 본 논문에서는 겸형적혈구를 이용한 새로운 항암치료법의 효과를 정량적 혈관분석 방법을 통해 제시하고자 한다. Conventional drug carriers such as liposomes, nanoparticles, polymer micelles, polymeric conjugate and lipid microemulsion for cancer chemotherapy shield normal tissues from toxic drugs to treat cancer cells in tumors. However, inaccurate tumor targeting uncontrolled drug release from the carriers and unwanted accumulation in healthy sites can limit treatment efficacy with current conventional drug carriers with insufficient concentrations of drugs in the tumors and unexpected side effects as a result. Sickle red blood cells show natural tumor preferential accumulation without any manipulation due to the adhesive interaction between molecular receptors on the membrane surface and counter-receptor on endothelial cells. In addition, structural changes of microvascular in tumor sites enhances polymerization of sickle red blood cells. In this research, we examined the use of sickle red blood cells as a new drug carrier with novel tumor targeting and controlled release properties to quantify its therapeutic effects.

3D Printing-based Customizable LED Photodynamic Therapy Stimulation System

Eonjin LEE,Gelan AYANA,Se-woon CHOE 한국생물공학회 2023 한국생물공학회 학술대회 Vol.2023 No.4

U-net with vision transformer encoder for polyp segmentation in colonoscopy images

Gelan Ayana(겔란 아야나),Se-woon Choe(최세운) 한국정보통신학회 2022 한국정보통신학회 종합학술대회 논문집 Vol.26 No.2

심층 학습을 통한 암세포 광학영상 식별기법

박진형(Jinhyung Park),최세운(Se-woon Choe) 한국정보통신학회 2021 한국정보통신학회 종합학술대회 논문집 Vol.25 No.1

임상에서 암 관련 질병의 확진을 위해 영상장비를 이용한 기초 진단 이후 추가적인 방법으로 생체검사 등을 이용한 병리적 검사가 필수적이다. 이러한 생체검사를 진행하기 위해서는 전문지식을 가진 종양학자, 임상병리사 등의 도움과 최소한의 소요시간은 확진을 위해 반드시 필요하다. 최근 들어, 인공지능을 활용한 암세포의 자동분류가 가능한 시스템 구축에 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만, 이전 연구들은 한정된 알고리즘을 기반으로 하여 세포의 종류와 정확도에 한계를 보인다. 본 연구에서 심층 학습의 일종인 합성곱 신경망을 통해 총 4가지의 암세포를 식별하는 방법을 제안한다. 세포 배양을 통해 얻은 광학영상을 OpenCV를 사용하여 세포의 위치 식별 및 이미지 분할과 같은 전처리 수행 후, EfficientNet을 통해 학습하였다. 모델은 EfficientNet을 기준으로 다양한 hyper parameter를 사용하고, InceptionV3을 학습하여 성능을 비교분석 하였다. 그 결과 96.8%의 높은 정확도로 세포를 분류하는 결과를 보였으며, 이러한 분석방법은 암의 확진에 도움이 될 것으로 기대한다. For the diagnosis of cancer-related diseases in clinical practice, pathological examination using biopsy is essential after basic diagnosis using imaging equipment. In order to proceed with such a biopsy, the assistance of an oncologist, clinical pathologist, etc. with specialized knowledge and the minimum required time are essential for confirmation. In recent years, research related to the establishment of a system capable of automatic classification of cancer cells using artificial intelligence is being actively conducted. However, previous studies show limitations in the type and accuracy of cells based on a limited algorithm. In this study, we propose a method to identify a total of 4 cancer cells through a convolutional neural network, a kind of deep learning. The optical images obtained through cell culture were learned through EfficientNet after performing pre-processing such as identification of the location of cells and image segmentation using OpenCV. The model used various hyper parameters based on EfficientNet, and trained InceptionV3 to compare and analyze the performance. As a result, cells were classified with a high accuracy of 96.8%, and this analysis method is expected to be helpful in confirming cancer.

LED를 활용한 저가의 암세포 증식제어 모듈 개발 및 효과

조경래,최세운,Cho, Kyoungrae,Choe, Se-woon 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.9

광 역학 치료법은 그 효과가 특정 위치의 암세포에 국한되어있어 주변의 정상 세포에 큰 영향을 미치지 않기 때문에 다양한 부작용이 존재하는 현재의 암 치료법의 대안으로 제안되어 왔다. 이러한 광 역학 치료에는 광감응제를 선택적으로 자극시키기 위해 레이저를 이용하고 있으나, 고가의 치료비용과 높은 발열현상으로 사용에 제한적이다. 그러나 다양한 파장의 빛을 발할 수 있는 소형 발광 다이오드가 저가로 개발됨에 따라 대체가 가능하며, 이는 광 역학 치료 장비의 소형화 및 저가의 치료 장비 개발에 큰 영향을 미치고 있다. 현재 활발하게 연구되는 광 역학 치료법은 다양한 광감응제를 이용하여 암세포의 사멸을 유도하는데 목적이 있으나, 특정한 파장을 중심으로 진행된 연구는 상대적으로 미비한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 저렴하며, 발열현상이 작고, 다양한 파장대의 광원지원이 가능한 발광 다이오드를 사용하고 이를 아두이노로 제어하여 새로운 저가의 암세포 증식 억제 모듈을 개발함으로써, 그 효과를 정량적으로 분석하고 새로운 항암치료법을 제시하고자 한다. Photodynamic therapy has been suggested as an alternative treatment to current cancer therapy which resulting in a variety of side effects because photodynamic therapy targets specific cancer cells and does not have a significant effect on normal cells. Typically, laser was used as a photodynamic therapy, but this was limited due to high cost and heat reaction. However, compact light emitting diodes that can emit light of various wavelengths have been developed at a low cost, which has a great influence on the low cost development of photodynamic therapy equipment. On the other hand, in the study of photodynamic therapy, the data on the direct effect of visible light are relatively small. Therefore, in this paper, we propose a novel cancer therapeutic module by developing a cancer cell proliferation inhibition module based on an Arduino that is relatively inexpensive, and able to use light of various wavelengths.