심층신경망 기반의 스케일러블 이미지 전송 최적화

류성미(Sung Mi Ryu),유시환(See-Hwan Yoo),장석호(Seok-Ho Chang) 대한전자공학회 2021 대한전자공학회 학술대회 Vol.2021 No.6

프로그레시브 멀티미디어 전송을 위한 딥러닝 기반의 조인트 소스 채널 코딩

류성미(Sung mi Ryu),장석호(Seok-Ho Chang) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2

본 논문은 단일 안테나 (single-input single-output) 시스템에서 프로그레시브 이미지를 전송할 때, 이미지의 평균왜곡을 최소화하기 위해 효율적으로 패킷의 데이터 전송률을 할당하는 방식을 연구한다. 제안된 기법은 딥러닝을 이용한 최적화로, 각 패킷에 할당되는 데이터 전송률을 뉴럴 네트워크의 출력으로 결정하는 방식을 취한다. 이 기법은 기존의 알고리즘보다 연산 복잡도가 낮으면서도, 비슷한 peak-signal-to-noise (PSNR) 성능을 달성한다.

생쥐배아의 부화와 탈각에 미치는 Pronase의 영향

문신용,최성미,김희선,류범용,오선경,서창석,김석현,최영민,김정구,최규홍,이진용,Moon, Shin-Yong,Choi, Sung-Mi,Kim, Hee-Sun,Ryu, Buom-Yong,Oh, Sun-Kyung,Suh, Chang-Suk,Kim, Seok-Hyun,Choi, Young-Min,Kim, Jung-Gu,Choi, Kyu-Hong,Lee, Jin-Y 대한생식의학회 2000 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.27 No.4

Objective: Hatching of the blastocyst from the zona pellucida (ZP) is a key event in mammalian implantation. In vivo, two factors have been identified as possible mediators of hatching: lysis of the ZP by substances elaborated either from the embryo or female reproductive tract and pressure exerted on the zona by expansion of the blastocyst. Two methods of zona manipulation were already in use to enhance the ability of embryos to hatch: mechanical PZD and chemical ZD by acidic Tyrode's solution. But several controversies of each method have been reported. The purpose of this study was to investigate the effect of pronase for mouse embryo hatching. Methods: Mouse embryos were obtained following ovulation induction of $F_1$ animals. Fresh and cryo-thawed morula embryos were exposed to 0.5, 1.0, 2.0, 5.0 ${\mu}g/ml$ pronase in Ham's F10 for 72 hrs. Main outcome measures were the rates of partial hatching and completely hatched blastocysts, and cell number of it. Results: In fresh and cryo-thawed group, the rates of completely hatched blastocyst were significantly higher in 5 ${\mu}g/ml$ pronase treatment group than control group. There was no difference in completely hatched blastocyst total cell number between pronase treatment group and control group. This suggest that pronase treatment did not harmful in mouse embryo development. In pronase treatment group, zona pellucida were thinner than control group. Conclusion: The addition of pronase to culture media may accelerate the hatching of embryo. So, enzymatic treatment of the zona may provide a valuable and effective assisted hatching technique for human in-vitro fertilization-embryo transfer.

착상 전 유전진단 기술 개발의 동물실험 모델로서 할구 생검된 생쥐 배아에서 동결보존 융해 후 배아 발생 양상과 공배양 효과에 관한 연구

김석현,김희선,류범용,최성미,방명걸,오선경,지병철,서창석,최영민,김정구,문신용,이진용,채희동,김정훈,Kim, Seok-Hyun,Kim, Hee-Sun,Ryu, Buom-Yong,Choi, Sung-Mi,Pang, Myung-Geol,Oh, Sun-Kyung,Jee, Byung-Chul,Suh, Chang-Suk,Choi, Young-Min,Kim, Jung 대한생식의학회 2000 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.27 No.1

Objective: The effects of cryopreservation with or without coculture on the in vitro development of blastomere-biopsied 8-cell mouse embryos were investigated. This experimental study was originally designed for the setup of a preclinical mouse model for the preimplantation genetic diagnosis (PGD) in human. Methods: Eight-cell embryos were obtained after in vitro fertilization (IVF) from F1 hybrid mice (C57BL(표현불가)/CBA(표현불가)). Using micromanipulation, one to four blastomeres were aspirated through a hole made in the zona pellucida by zona drilling (ZD) with acid Tyrode's solution (ATS). A slow-freezing and rapid-thawing protocol with 1.5M dimethyl sulfoxide (DMSO) and 0.1M sucrose as cryoprotectant was used for the cryopreservation of blastomere- biopsied 8-cell mouse embryos. After thawing, embryos were cultured for 110 hours in Ham's F-10 supplemented with 0.4% bovine serum albumin (BSA). In the coculture group, embryos were cultured for 110 hours on the monolayer of Vero cells in the same medium. The blastocyst formation was recorded, and the embryos developed beyond blastocyst stage were stained with 10% Giemsa to count the total number of nuclei in each embryo. Results: The survival rate of embryos after cryopreservation was significantly lower in the blastomere-biopsied (7/8, 6/8, 5/8, and 4/8 embryos) groups than in the non-biopsied, zona intact (ZI) group. Without the coculture, the blastocyst formation rate of embryos after cryopreservation was not significantly different among ZI, the zona drilling only (ZD), and the balstomere-biopsied groups, but it was significantly lower than in the non-cryopreserved control group. The mean number of cells in embryos beyond blastocyst stage was significantly higher in the control group ($50.2{\pm}14.0$) than in 6/8 ($26.5{\pm}6.2$), 5/8 ($25.0{\pm}5.5$), and 4/8 ($17.8{\pm}7.8$) groups. With the coculture using Vero cells, the blastocyst formation rate of embryos after cryopreservation was significantly lower in 5/8 and 4/8 groups, compared with the control, 7/8, and 6/8 groups. The mean number of cells in embryos beyond blastocyst stage was also significantly lower in 4/8 group ($25.9{\pm}10.2$), compared with the control ($50.2{\pm}14.0$), 7/8 ($56.0{\pm}22.2$), and 6/8 ($55.3{\pm}25.5$) groups. Conclusion: After cryopreservation, blastomere-biopsied mouse embryos have a significantly impaired developmental competence in vitro, but this detrimental effect might be prevented by the coculture with Vero cells in 8-cell mouse embryos biopsied one or two blastomeres. Biopsy of mouse embryos after ZD with ATS is a safe and highly efficient preclinical model for PGD of human embryos.

남성인자 불임환자의 ICSI 시술 후 발생한 배아에서 Multicolor FISH 의 임상 적용을 이용한 염색체 이상의 착상 전 유전진단

김석현(Seok Hyun Kim),최성미(Sung Mi Choi),김희선(Hee Sun Kim),류범용(Buom Yong Ryu),방명걸(Myung Geol Pang),오선경(Sun Kyung Oh),구승엽(Seung Yup Ku),지병철(Byung Chul Jee),서창석(Chang Suk Suh),최영민(Young Min Choi),김정구(Jung Gu 대한산부인과학회 2000 Obstetrics & Gynecology Science Vol.43 No.9

목적 : 남성인자 불임환자에서 난자 세포질내 정자 주입술(ICSI)을 이용한 체외수정시술 결과 얻어진 인간 배아에서 생검된 할구를 대상으로 본 연구실에서 최적화시키고, 최단시간에 진단이 가능하도록 개발 향상시킨 Multicolor FISH 기법을 실제적으로 임상 적용하여 염색체의 이수배수체를 배아의 착상 전 단계에서 유전진단하고자 하였다.연구대상 및 방법 : 본 연구실에서 개발 확립되어 최적화된 Multicolor FISH 기법을 이용하여 실제적인 임상 적용 단계로서 남성인자 불임환자에서 체외수정시술시 ICSI 시술 후 발생한 배아에서 생검된 할구를 대상으로 인간의 유전질환 중 가장 대표적인 세포유전학적 원인인 염색체의 이수배수체를 배아의 착상 전 단계에서 유전진단하였다. 즉 남성인자 불임환자에서 ICSI 시술을 이용한 체외수정시술, 사출 정자, 혹은 고환에서 축출된 정자세포를 이용한 ICSI 시술, ICSI 시술 후 배아의 정상적인 수정 여부 판정 및 배아의 추가 체외배양, 배아에서의 할구 생검, 생검된 할구에서의 Multicolor FISH 기술 적용, 착상 전 유전진단, 정상 배아의 자궁내이식 및 임신 진단, 임신이 성립된 환자에서 양수검사, 배양 후 양수세포의 핵형 분석 등을 시행하였다. 결과 : 대상 환자 1: T-cell lymphoma로 항암치료를 시행받은 결과 고환 조직검사상 불량한 정자 생성 소견을 지닌 불임환자로서 체외수정시술을 시행하여 20개의 난자가 채취되었으며, 고환 생검에서 얻은 정자를 이용하여 ICSI 시술을 실시한 결과 2PN 배아 14개를 얻었다. 6-8-세포기에 도달한 9개의 배아에서 각각 1개씩의 할구 생검을 성공적으로 실시한 후 생검된 할구를 대상으로 Multicolor FISH를 시행하였다. 체외배양 제5일에 Multicolor FISH 시행 결과 정상 이었던 포배기 배아 3개와 FISH 검사상 정확한 signal을 얻을 수 없었던 배아 중 정상적인 배아 발달을 보인 포배기 배아 2개, 총 5개의 배아를 자궁내이식하였다. 임신 제5주에 질식 초음파검사상 1개의 자궁강내 태낭을 관찰할 수 있었으며, 임신 제7주에 태아의 심박동을 확인하였다. 임신 제16주에 실시한 양수천자를 이용한 염색체검사 결과는 정상 이었다. 대상 환자 2: 요도하열증으로 누공제거술을 시행받은 과거력이 있는 희소무력정자증 불임환자로서 염색체검사 결과는 46,XX[23]/ 46,XY[67] 이었다. 체외수정시술을 시행하여 20개의 난자가 채취되었으며, ICSI 시술을 실시한 결과 2PN 배아 12개를 얻었다. 8개의 배아에서 각각 1개씩의 할구 생검을 성공적으로 실시한 후 Multicolor FISH를 시행한 결과 7개의 할구에서 정상 염색체 소견을 나타내었다. 체외배양 제5일에 Multicolor FISH 시행 결과 정상 이었던 8-세포기 배아 1개, 상실기 배아 1개, 포배기 배아 2개, 총 4개의 배아를 자궁내이식하였다. 배아 이식 후 제11일에 혈중 β-hCG 농도를 측정한 결과 3 mIU/ml 이하로서 임신 성립에 실패하였다.결론 : 염색체 이상 가능성이 높은 남성인자 불임환자에서 ICSI 시술시 Multicolor FISH를 이용한 착상 전 유전진단 기술은 정상 임신을 이루기 위한 유용한 임상적 진단 기법이 될 수 있을 것으로 사료되며, 동시에 정상 배아만을 자궁강내로 이식함으로써 임신 성공율도 증대시킬 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구 결과 인간의 유전질환 중 가장 대표적인 세포유전학적 원인인 이수배수체 등의 염색체 이상을 배아의 착상 전 단계에서 유전진단할 수 있는 Multicolor FISH 기술이 성공적으로 개발 확립되었다. Objective : The genetic defects in human gametes and embryos can cause the adverse effects on overall reproductive events. Biopsy of embryos for preimplantation genetic diagnosis(PGD) offers a new possibility of having children free of the genetic disease. This study was performed for the clinical application of Multicolor fluorescent in situ hybridization(FISH) to make a diagnosis of chromosomal aneuploidy, one of the most frequent cytogenetic abnormalities, in the biopsied blastomeres of human embryos. Materials and Methods : Clinical PGD of chromosomal aneuploidy with the Multicolor FISH technique which was recently developed and optimized in our laboratory was performed in the biopsied blastomeres of human embryos obtained from in vitro fertilization(IVF) with intracytoplasmic sperm injection(ICSI) using the ejaculated and testicular sperms in the severe male factor infertility couples. Results : Normal pregnancy was achieved after intrauterine transfer of the chromosomally normal embryos excluding the embryos with aneuploidy diagnosed successfully by PGD with the multicolor FISH technique, and confirmed by karyotyping of the cultured amniocytes after amniocentesis. As a result, the clinical efficacy of multicolor FISH directly applied to the chromosome analysis of embryos obtained from IVF was confirmed. Conclusion : PGD with Multicolor FISH can be an efficacious diagnostic technique in the establishment of normal pregnancy, especially when it is applied to the male factor infertility couples who are at high risk of having aneuploid offsprings. In addition, PGD makes it possible to achieve a higher pregnancy rate with the selection and transfer of normal embryos, compared with the conventional IVF with ICSI.

난자 세포질내 정자 주입술을 이용한 체외수정시술시 누적임신율에 관한 연구

김석현(Seok Hyun Kim),심순섭(Soon Sup Shim),지병철(Byung Chul Jee),최성미(Sung Mi Choi),김희선(Hee Sun Kim),류범용(Buom Yong Ryu),오선경(Sun Kyung Oh),서창석(Chang Suk Suh),최영민(Young Min Choi),배광범(Kwang Bum Bai),김정구(Jung Gu 대한산부인과학회 2001 Obstetrics & Gynecology Science Vol.44 No.3

N/A Objective : To evaluate the cumulative pregnancy rate(CPR) of in vitro fertilization and embryo transfer(IVF-ET) with intracytoplasmic sperm injection(ICSI). Methods : Medical records of 260 infertile patients undergoing 519 cycles of IVF-ET with ICSI from January, 1994 to December, 1999 were retrospectively reviewed. The CPR beyond 12 weeks of gestation was estimated by Kaplan-Meier method. The CPRs were compared by log-rank test between groups divided by age of patients, indication of ICSI, and method of sperm retrieval for ICSI. Results : As 70 patients achieved an on-going pregnancy after IVF-ET with ICSI, the PR was 26.9% per patient and 13.5% per cycle. The overall CPR was 54.9% after 6 cycles of IVF-ET with ICSI. As expected, age had a significant strong effect on the CPR; CPRs afer 4 cycles of ICSI were 61.8% in the age group of 30 years(n=81), 43.7% in 31-35 years(n=106), and 15.3% in 36 years(n=73). There was no significant difference in the CPR between abnormal semen analysis group(n=184) and prior low fertilization rate group(n=66). In abnormal semen analysis group, the CPR of surgically retrieved sperm subgroup(n=60) was not significantly different from that of ejaculated sperm subgroup(n=124). Conclusions : The CPR of IVF-ET with ICSI was presented, and it could be of much help in the clinical counseling of IVF-ET patients. ICSI technique could be used successfully for IVF-ET in infertile couples who had the male factor infertility or the past history of low fertilization rate in the previous cycles.

인간 배아에서 착상 전 유전진단을 위한 Multicolor Fluorescence In Situ Hybridization 기술의 개발

김석현,문신용,김희선,서창석,최영민,이진용,지병철,최성미,김정구,오선경,류범용,방명걸,배광범 대한산부인과학회 2000 Obstetrics & Gynecology Science Vol.43 No.12

목적 : Multicolor FISH 기법을 최적화시키고, 최단시간에 진단이 가능하도록 개발 향상시킨 후 인간 배아에서 생검된 할구를 대상으로 염색체의 이수배수체를 배아의 착상 전 단계에서 유전진단하고자 하였다. 연구방법 : 1차년도 연구에서는 FISH 시술시 최적화의 최종 목표는 빠른 시간내에 정확한 결과를 얻는 것이므로 중기 염색체 및 간기 세포핵을 대상으로 FISH 시술의 제반 조건을 최적화하였다. 2차년도 연구에서는 1차년도에 적정화된 FISH 기술의 제반 조건을 진일보시켜 비정상 수정 및 발생 정지된 인간 배아의 할구에서 FISH 시술시 조건을 최적화하였다. 결과 : 1차년도 연구 결과: 중기 염색체 및 간기 세포핵을 대상으로 성염색체 특이 DNA probe를 이용하여 FISH를 시행한 결과 직접법에서 간접법에 비하여 2.5시간 더 빠르게 결과를 얻을 수 있었으며, 두 방법 모두에서 위음성 결과는 관찰할 수 없었다. 직접법 FISH 시술시 표적 DNA와 DNA probe를 동시에 denaturation 시키는 기법을 개발한 결과 기존 방법에 비하여 1시간 정도 더 빠르게 결과를 얻을 수 있었으며, FISH 결과에도 전혀 영향을 주지 않았다. 따라서 FISH 시술시 기존 방법과 비교하여 3.5시간의 소요시간을 줄일 수 있게 되어 배아의 착상 전 유전진단시 가장 적합한 FISH 시술 방법이 개발 확립되었다. 체외수정시술시 비정상적으로 수정된 배아를 대상으로 인간 배아에서의 할구 생검 기술을 우선적으로 습득하였으며, 본 연구실에서 개발된 FISH 시술 방법을 이용한 결과 생검된 할구 중 70%에서 성공적인 FISH 시술 결과를 얻을 수 있었다. 2차년도 연구 결과: 배아의 착상 전 유전진단 기술의 임상적 유용성을 확보하려면 생검된 할구 모두에서 유전학적 이상을 진단할 수 있어야 하며, 가능한한 많은 수의 염색체에 대한 이상 유무를 동시에 관찰할 수 있어야 하므로 FISH 시술 전 할구의 준비 조건 등을 개선하였으며, 다수의 염색체에 대한 정보를 동시에 얻을 수 있는 Multicolor FISH 기술을 개발하였다. 체외수정시술 환자 23명에서 얻은 37개의 비정상 수정 배아로부터 생검한 총 118개의 할구를 대상으로 6-color FISH 기술을 적용한 결과 114개(96.6%)의 할구에서 형광 signal을 이용하여 다양한 형태의 염색체 이상을 분석할 수 있었다. 결론 : 인간 배아의 착상 전 유전진단시 가장 적합한 FISH 시술 방법이 개발 확립되었으며, 인간 배아의 생검된 할구에서 Multicolor FISH 기술을 적용하여 90% 이상의 할구에서 형광 signal을 관찰할 수 있어 실제적 임상 적용을 위한 최적화된 Multicolor FISH 기술이 개발 확립되었다. 본 연구 결과 인간의 유전질환 중 가장 대표적인 세포유전학적 원인인 이수배수체 등의 염색체 이상을 배아의 착상 전 단계에서 유전진단할 수 있는 Multicolor FISH 기술이 성공적으로 개발되었다. Objective : The genetic defects in human gametes and embryos can cause the adverse effects on overall reproductive events. Biopsy of embryos for preimplantation genetic diagnosis(PGD) offers a new possibility of having children free of the genetic disease. In this study, we attempted to attain the optimized methodology of Multicolor fluorescent in situ hybridization(FISH) technique, and then to apply the developed technique for the diagnosis of chromosomal abnormality such as aneuploidy in biopsied blastomeres of human embryos in a shorter time. Methods : In the first-year study, various experimental conditions for FISH applied to the chromosomes of metaphase and interphase nuclei were performed to get an accurate and rapid result of FISH, and the simultaneous denaturation technique of both target DNA and DNA probe was developed. In the second-year study, the experimental conditions for FISH established appropriately in the first year were advancingly improved and optimized utilizing the abnormally fertilized and developmentally arrested human embryos to establish the clinical efficacy of PGD in human embryos. Results : In the first-year study, the direct method of FISH with the sex chromosome-specific DNA probes could show the results 2.5 hours earlier than the indirect method, and there were no false negative results in either method. The next step was to develop the simultaneous denaturation technique of both target DNA and DNA probe, and the duration time to get the results could be shortened by an hour without affecting the results of FISH, compared with the conventional method. Accordingly, the most appropriate methodology of FISH was developed and established through reducing the required time for FISH by 3.5 hours, compared with the conventional method. Human blastomere biopsy technique was also acquired utilizing the abnormally fertilized embryos in IVF-ET program, and the application of newly developed FISH technique resulted in 70% of success rate in our laboratory. In the second-year study, the conditions for blastomere preparation prior to FISH were improved, and Multicolor FISH technique was developed for the simultaneous availability of information on many chromosomes. Multicolor FISH was applied to the blastomeres biopsied from the abnormally fertilized and developmentally arrested human embryos, and the fluorescent signals could be observed successfully in more than 90% of blastomeres. With the application of 6 color FISH to 118 blastomeres biopsied from 37 abnormally fertilized embryos in 23 infertile patients undergoing IVF-ET, various chromosomal abnormalities were analyzed in 114 blastomeres(96.6%). Conclusions : The most appropriately optimized Multicolor FISH technique was developed and established for the practical use of clinical application. The final goal of this project on the development of PGD using Multicolor FISH technique for the chromosomal abnormality in human embryos was successfully achieved by establishment of the prevention measures on the birth of infants with aneuploidy which is one of the most frequent chromosomal anomalies.

난자 세포질내 정자 주입술을 이용한 체외수정시술시 누적임신율에 관한 연구

김석현,문신용,김희선,서창석,최영민,이진용,지병철,최성미,김정구,오선경,류범용,배광범,심순섭 대한산부인과학회 2001 Obstetrics & Gynecology Science Vol.44 No.1

목적 : 난자 세포질내 정자 주입술(ICSI)을 이용한 체외수정시술시 제2일 배아이식술 및 제3일 배아이식술 상호 간의 시술 결과를 비교 분석하고자 하였다. 연구 방법 : 남성인자 불임환자 및 반복적 체외수정 실패 불임환자를 대상으로 ICSI 시술을 이용한 체외수정시술 174주기 중 제2일 배아이식군 134주기와 제3일 배아이식군 40주기의 시술 결과를 후향적으로 비교 분석하였다. 제3일 배아이식군에서는 M3 배양액을 이용하여 배아를 24시간 추가 체외배양하였다. 결과 : 제2일 배아이식군과 제3일 배아이식군 상호 간에 환자의 연령, 기초 혈중 FSH 농도 등 임상적 특성에 있어서 유의한 차이가 없었으나, 제3일 배아이식군에서 과거력상 체외수정시술의 실패 주기 수가 유의하게 많았다(p$lt;0.05). 시술 결과의 비교에 있어서 과배란유도시 hCG 투여일의 혈중 E2 농도, 채취된 난자의 수, 성숙난자의 수, ICSI 시술 후 수정율, 난할율, 이식된 배아의 수 등은 양군 간에 유의한 차이가 없었다. 제3일 배아이식군에서 누적배아지수(CES)가 유의하게 높았다(p$lt;0.05). 배아이식 주기당 임신율, 배아의 착상율, 임신 초기 자연유산율 및 생존아 분만율은 양군 간에 유의한 차이가 없었으나, 생화학적 임신율 및 다태임신율은 제3일 배아이식군에서 유의하게 높았다(p$lt;0.05). 결론 : ICSI 시술을 이용한 체외수정시술시 제3일 배아이식술을 시행받은 불임환자에서는 고식적인 제2일 배아이식술을 시행한 경우에 비하여 배아이식시 상대적으로 높은 누적배아지수로 인하여 다태임신율이 유의하게 증가할 수 있을 것으로 사료되었다. Objective : To compare the clinical outcomes between Day 2 and Day 3 embryo transfer(ET) groups in in vitro fertilization and embryo transfer(IVF-ET) with intracytoplasmic sperm injection(ICSI). Methods : From May, 1997 to December, 1998, 174 cycles of IVF-ET with ICSI were performed and classified into two groups : Day 2 ET group(n=134) and Day 3 ET group (n=40). In Day 3 ET group, embryos fertilized after ICSI were cultured in vitro for further 24 hours in M3 media. Results : There were no significant differences in the age and BMI of patients, basal serum FSH level, protocol of controlled ovarian hyperstimulation(COH), indication of ICSI, and source of sperm for ICSI between two groups. Only the number of the previous failed IVF-ET cycles was significantly higher in Day 3 ET group(p$lt;0.05). Serum E2 level on hCG day, the numbers of oocytes retrieved after COH, oocytes fertilized after ICSI, and embryos transferred, and the rates of fertilization, cleavage, and implantation showed no significant differences. However, cumulative embryo score(CES) was significantly higher in Day 3 ET group(p$lt;0.05). Although there were no significant differences in the rates of pregnancy per ET, spontaneous abortion, and live birth, the rates of biochemical and multiple pregnancy were significantly higher in Day 3 ET group(p$lt;0.05). Conclusions : In IVF-ET with ICSI, the relatively higher CES may contribute to the higher risk of multiple pregnancy in Day 3 ET group, compared with the conventional Day 2 ET group.