• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (2)
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• pp.445-447
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• 2001

본 논문에서는 세포 영상에 대해 Wavelet 계수을 이용한 인식 방법을 제안하고 있다. 자궁 경부세포진은 핵과 세포질을 분할하기 힘들기 때문에 영역분할을 통해 얻은 핵특징이 잘못 계산될 수 있어 인식율이 떨어진다. 따라서 핵의 세포만을 나타낼 수 있도록 핵의 정보를 포함하고 있는 고대역 부밴드에서는 20$\times$20 영상을 사용하였고, 세포질에 정보를 포함하고 있는 저대역 부밴드에서는 50$\times$50의 영상을 사용하였다. 영상 인식을 위한 특징 추출은 2단계 Wavelet 변환후 생성된 변환 영역에 대해서 Wavelet 계수 평균값 표준편차와 Energy를 사용하였다. 실험 결과 Wavelet 계수를 이용한 방법이 영역분할을 이용한 방법과 비교하여 더 높은 인식율 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.2493-2499
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• 2011

나노 바이오산업의 발전과 더불어 세포 성장 과정에서 발견되는 세포의 이동, 분열, 통합, 아포토시스(apoptosis), 모양 변형, 세포들 간의 상호 작용 등을 포함하는 세포의 행동을 분석하기 위한 자동화된 시스템의 개발은 매우 중요하다. 본 연구에서는 세포 배양 과정에서 광학현미경을 통해 얻은 세포의 실시간 이미지들의 변화/변형 과정을 2D 또는 3D 분석 하기위한 전처리 방법과 세포와 클러스터(둘 이상의 세포의 결합)를 자동 식별하기 위한 방법, 시간의 흐름에 따라 변화되는 세포와 클러스터의 개수를 계수하기 위한 방법을 제시한다. 제안된 방법들은 30분 간격으로 촬영한 3T3 세포 배양 이미지들을 이용하여 실험하였으며 세포 및 클러스터를 분류하고 각각의 개수를 자동계수한 결과 평균 99.8%의 정확도를 보여 주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권2호
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• pp.247-257
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• 2023

본 연구에서는 이미지 분석 프로그램을 통해 액적 내 박테리아 세포의 개수를 측정하는 코딩-기반의 자동화된 세포 계수 방법을 제시하였다. 먼저, 형광 이미지 기반의 분석을 위하여, 형광단백질을 발현하는 균주를 담지한 액적을 형성하고 이를 광학 및 형광 현미경을 이용하여 분석 결과를 나타냈다. 액적의 관찰을 용이하게 위하여 유리 그리드에 도포하고, 촬영한 광학 이미지를 통해 분석하고자 하는 영역(Region of Interest)을 지정하였다. 동일한 위치에서 촬영한 형광 이미지에서 앞서 지정된 영역 속 특정 임계 값을 넘는 형광 신호를 계수하여 세포 수를 정량화 하였다. 또한 서로 다른 농도의 항생제를 처리한 액적 내 박테리아의 시간에 따른 세포 개수 변화의 차이를 추적하였다. 30분 간격으로 동일한 위치에서의 형광 이미지들을 동시에 분석함으로써 시간에 따른 세포 개수 변화를 도출하였고, 본 계수법의 성능을 실험적으로 검증하였다. 본 논문의 방법은 외부 분석 프로그램을 이용한 기존 방법 대비 분석 시간을 15배 가량 단축하고, 99%의 정확도를 보이는 것으로 확인되었다. 더 나아가 사용자의 연구의 방향에 맞춰 제시된 코드의 확장 수정을 통해 다양한 종류의 세포 계수 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제5권6호
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• pp.267-272
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• 2016

생물정보학분야에서 현미경을 통해 얻은 세포 영상은 생물학적 정보를 얻기 위한 중요한 지표이다. 연구자들은 영상을 육안으로 분석하기 때문에 분석에 많은 시간과 고도의 집중력이 요구된다. 게다가 연구자의 주관적 관점이 분석에 개입되어 결과를 객관적으로 정량화하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 OpenCV 라이브러리를 이용하여 세포의 자동 분석을 위한 HCS(High Content Screen) 알고리즘을 개발하였다. HCS 알고리즘은 이미지 전처리 과정, 세포 계수, 세포 주기와 분열지수 분석 기능을 포함한다. 본 연구에서는 공초점 레이저 현미경을 통해 얻은 위암세포(MKN-28) 영상을 분석에 사용하였으며, 성능 평가를 위해 세포영상 분석 프로그램인 ImageJ와 전문 연구원의 세포 계수 분석결과를 비교하였다. 실험 결과 HCS 알고리즘의 평균 정확성이 99.7%로 나타났다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.292-294
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• 2023

본 논문에서는 국내 사망 원인 1위 질환인 암 중 가장 큰 비중을 차지하는 폐암의 암 오진율 감소 및 정밀 진단을 위해 폐암세포를 검출 및 계수 할 수 있는 시스템을 구현하였다. 사용자가 관심 영역을 지정하면 H&E 염색 방식을 사용한 폐암세포 전처리 과정을 거쳐 검출 및 계수 할 수 있다. 본 시스템을 통해 병리학자가 단 시간에 폐암세포 검출 및 계수하여 객관적 진단 도구로 활용할 수 있으며, 디지털 기술과 융합하여 정밀 의료에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.201-202
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• 2011

본 연구에는 7.0T 동물용 자기공명영상장치를 이용하여 인간의 췌장암 세포인 CFPAC-1를 이종 이식한 쥐에서 자기공명영상을 획득하여 최적화된 검사 Protocol을 정립하며, 동물 실험에서 밝혀진 종양특성과 확산강조영상과의 비교 분석을 해보고 현성확산계수 영상이 췌장암 이종이식 모형의 종양 세포 내부 구조에 관하여 어떠한 정보를 제공 할 수 있는지 알아보고자 한다. 13마리의 쥐의 26개의 종양을 전형적으로 주입 후에 2~4주 뒤에 직경이 5~10mm가 되었을 때 imaged 하였으며, pathologic specimenm을 위해 sacrificed 하였다. isofluoran gas anesthesia를 이용하여 동물 마취 하였다. 사용된 장비로는 small-animal MR images (7.0-T)를 (Bruker BioSpin GmbH, Rheinstetten, Germany)이용하여 Fast T2-weighted 와 single-shot EPI DW image를 얻었다. 종양은 H&E 염색과 CD31와 VEGF에 대한 면역조직학 염색을 하여 종양의 cellularity와 microvessel density(MVD), 종양 내 괴사 정도를 평가하였다. CFPAC-1의 현성확산계수값은 $0.7327{\pm}0.1075{\pm}10^{-3}mm2/s$이였으며, 현성확산계수는 종양내 괴사 정도와 연관성을 보였다(R = 0.7417, p = 0.0001) 이처럼 현성확산계수는 종양 내 괴사 정도 등의 현미경적구조변화를 반영하는 대리인자로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권12권
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• pp.1615-1620
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• 2005

We present a novel flow-rate independent cell counter using a fixed control volume between double electrical sensing zones. The previous device based on the single electrical cell sensing in a given flow-rate requires an accurate fluid volume measurement or precision flow rate control. The present cell counter, however, offers the flow-rate independent method for the cell concentration measurement with counting cells in a fixed control volume of $22.9{\pm}0.98{\mu}{\ell}$. In the experimental study, using the RBC (Red Blood Cell), we have compared the measured RBC concentrations from the fabricated devices with those from Hemacytometer. The previous and present devices show the maximum errors of $20.3\%\;and\;16.1\%$, which are in the measurement error range of Hemacytometer (about $20\%$). The present device also shows the flow-rate independent performance at the constant flow-rates ($5{\mu}{\ell}/min$ and $10{\mu}{\ell}/min$) and the varying flow-rate (4, 2, and $4{\mu}{\ell}/min$). Therefore, we demonstrate that the present cell counter is a simple and automated method for the cell concentration measurement without requiring an accurate fluid measurement and precision flow-rate control.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권2호
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• pp.226-233
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• 2004

이 연구의 목적은 뇌 신경세포 활동의 비동기화 정도는 두피에서 측정된 뇌파의 전극전위간의 상관계수와 관련이 있을 것이라는 가설을 검증하고 그 가설을 이용하여 과학적인 사고과정에서 나타나는 뇌파의 특성을 기술하는 것이다. 초등학교 6학년과 중학교 1, 2학년을 대상으로 실험 설계, 인지갈등, 연계, 초인지등의 4단계의 과학적인 사고과정으로 이루어진 구슬굴리기 과제를 수행하는 과정에서 나타나는 뇌파와 안정상태의 뇌파를 19개의 두피전극에서 측정하였다. 연구결과, 전극전위간 상관계수가 작아질수록 뇌 신경세포의 비동기화 정도가 커졌으며, 안정상태에 비해 과학적인 사고과정에서 전전두엽과 전두엽의 전극전위간 상관계수가 감소하였다. 또한, 과학적인 사고과정에서 전전두엽과 전두엽의 뇌세포가 가장 많이 활성화되었다. 뇌파를 이용한 과학적 사고과정의 연구에서 뇌파의 주파수 특성뿐만 아니라 전극전위간 상관계수를 분석함으로써 좀 더 의미있는 결과를 얻을 수 있다고 생각한다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제34권3호
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• pp.239-244
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• 2011

고자장 실험용 자기공명영상장치를 이용하여 인간의 췌장암 세포를 이종 이식한 쥐에서 확산강조영상을 획득하였으며, 동물 실험에서 밝혀진 종양특성과 비교 분석을 하여 보고 현성확산계수영상이 췌장암 이종 이식 모형의 종양세포의 내부 구조에 관하여 비교 분석하고자 한다. 무모 생쥐 13마리에 각각 2개의 종양을 전형적으로 이식한 뒤, 종양의 직경이 5~10 mm를 성장하였을 때 영상화하였다. 7.0T 자기공명영상장치(Bruker, BioSpin, GmbH, Rheinstetten, Germany)를 사용하여 T2강조 영상을 얻었다, 확산강조영상은 single-shot EPI sequence 사용하여 b값을 0, 200, 500, 1,000, 2,000 $sec/mm^2$로 증가하면서 영상을 획득하였다. 종양은 H&E 염색과 CD-31의 면역화학염색을 이용하여 종양의 세포밀도와 미세혈관 밀도, 종양 내 괴사 정도를 평가하였다. 암 세포주에 대하여 연속함수간의 연관성 검사는 스피어만 순위 상관계수(Spearman Rank correlation statistic)를 사용하였으며 연속변수간의 선형 관계성 여부를 구하기 위해 regression model을 적용하였다. 췌장암 세포주의 현성확산계수는 평균 $0.7327{\times}10^{-3}$ $mm^2/s$ 표준편차 $0.1075{\times}10^{-3}$ $mm^2/s$였으며, T2영상의 신호강도는 평균 624,656, 표준편차 62,608.5로 나타났다. 췌장암 세포주의 조직학적 분석의 결과 고배율 사진에서 세포의 개수는 평균 122개, 미세혈관밀도는 평균 18개, 종양의 괴사정도는 26.5%였다. 현성확산계수와 종양내의 괴사정도와의 상관계수가 유의한 관계를 나타냈다(R = 0.7417, p < 0.01). 이와 같이 고자장 실험용 자기공명영상장치를 이용한 췌장암 세포주 이종 이식 쥐의 확산강조영상에서 현성확산계수는 종양 내괴사 정도 등의 현미경적 구조 변화를 반영하는 대리인자로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.482-482
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• 2012

대기압 플라즈마 소스는 미생물을 살균하는 효과를 가지고 있으나 그 메커니즘에 대해서는 여전히 많은 연구가 필요한 실정이다. 우리는 본 연구에서 메커니즘 규명을 위한 시작단계로 플라즈마에 대한 미생물의 반응을 생물학적 및 물리적 분석을 통해 보고자 하였다. 연구에 사용한 미생물은 yeast인 Saccharomyces cerevisiae 이며 Ar Gas 플라즈마를 사용하였다. Yeast에 일정한 시간 동안 플라즈마를 조사한 후 세포의 생존, 모양 변화 관찰 및 DNA에 대한 영향이 분석되었고 r-FIB 장비를 이용하여 세포표면의 이차전자 방출계수를 측정하였다. 플라즈마 조사 시간에 따라 Yeast active cell의 수가 감소하며, water에 넣고 조사할때에는 YPD media에 넣고 조사한 것에 비해 급격히 감소함을 볼 수 있다. 셀의 모양 관찰 결과도 water에 넣고 조사할 때, YPD media보다 더 찌그러듬을 볼 수 있다. 플라즈마 조사량에 따라서 Water의 PH 값은 YPD에 비해 급격히 낮아짐을 보인다. pH의 값을 달리하고 SNP와 H2O2가 첨가된 water에 Yeast를 배양시킬 때, pH의 값이 낮아질수록 yeast의 생존도 감소함을 볼 수 있다. 그리고 DNA gel electrophoresis를 통해 플라즈마 처리를 하게되면 Yeast의 DNA 양이 감소하는 것을 관찰할 수 있다. 또한 플라즈마 처리를 3분 하였을 때의 Yeast 세포막으로부터 방출되는 이차전자방출계수는 다른 처리시간에 대한 값에 비하여 확연히 증가하는 것을 볼 수 있다. 이들 사실로부터 플라즈마의 효과로 인해 외부의 전자를 흡수 및 차단할 수 있는 기능을 갖고 있는 Yeast 세포막의 구조가 변형되어 손상되었음을 의미한다.