초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
암환자 조직 세포 label-free 슬라이드의 홀로토모그래피 굴절률 영상, H&E 염색 영상, 면역염색 영상을 이용한 인공지능 기반 암세포 분석 알고리즘 기술 개발하고자 함. 이 알고리즘을 3D 홀로토모그래피 굴절률 값에 적용하여 가상 염색 플랫폼 개발이 가능하게 한 후 다양한 인간 면역세포의 분석 및 병리 진단 적용하고자 함.

◼ 전체 내용
본 연구는 암환자 조직 세포를 적당한 두께(4~20㎛)로 준비한 슬라이드를 사용하고, ㈜토모큐브 3D HT 현미경을 이용

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
암환자 조직 세포 label-free 슬라이드의 홀로토모그래피 굴절률 영상, H&E 염색 영상, 면역염색 영상을 이용한 인공지능 기반 암세포 분석 알고리즘 기술 개발하고자 함. 이 알고리즘을 3D 홀로토모그래피 굴절률 값에 적용하여 가상 염색 플랫폼 개발이 가능하게 한 후 다양한 인간 면역세포의 분석 및 병리 진단 적용하고자 함.

◼ 전체 내용
본 연구는 암환자 조직 세포를 적당한 두께(4~20㎛)로 준비한 슬라이드를 사용하고, ㈜토모큐브 3D HT 현미경을 이용하여 label-free 슬라이드의 홀로토모그래피 굴절률 영상, H&E 염색 영상 그리고 바이오마커 면역염색 영상을 확보한 후, 각 영상 간의 각 고윳값을 인공지능 기반 기술을 이용하여 훈련하고자 함. 정확도 높은 알고리즘 개발을 위해 각 영상을 최대한 확보하고자 함. 홀로토모그래피 굴절률 영상만으로도 H&E 염색과 바이오마커 염색된 조직을 이용한 결과를 도출하여 조직 세포의 굴절률 값으로 기존 시간과 비용 대비와 비교가 될 획기적인 진단 기술 개발이 기대됨. 본 연구개발은 진단 기술 접근으로 까다로운 염색과정이 없이도 항체가 결합한 세포를 구글맵처럼 지도화하고 발현 패턴의 공간적, 정량적 데이터를 분석하는 기술이 가능함을 보여줄 계획임
• 암환자 조직 세포 슬라이드의 label-free, H&E 염색, 바이오마커 면역염색 3D HT 영상 확보를 위한 다양한 슬라이드와 많은 학습용 영상획득이 필요. 정확도 높은 알고리즘 개발을 위한 학습용 데이터 구축하고 있음.
• 학습용 매칭 알고리즘을 이용한 label-free, H&E 염색, 바이오마커 면역염색 영상 정보 추출 및 가상 염색 플랫폼 개발을 위해 당해 연도에 개발한 CD3 바이오마커의 가상 염색알고리즘을 개발 중
• 가상 염색으로 인간 면역세포의 정상 및 질병 분석기법 개발 및 공간 전사체 개발을 위해 CD3 바이오마커의 형광 강도 값으로 single cel• 수준에서 세포핵, 세포질 분석에 응용하는 기술 개발 중.

□ 연구개발성과
3D 홀로토모그래피 영상이 정량적, 재현 가능한 고유한 물리량 ‘굴절률’ 정보를 제공하는 점을 이용한
• 암환자 조직 세포 슬라이드의 영상 확보, 인공지능 기반 알고리즘 개발
• 알고리즘 적용한 label-free, H&E 염색, 바이오마커 면역염색 영상 정보 추출 및 가상 염색 플랫폼 개발
• 가상 염색으로 인간의 정상 및 질병 면역세포 분석기법 개발 및 공간 전사체 구현 개발

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
• 3D 홀로토모그래피 영상에서 확보한 굴절률 정보를 면역조직화학(IHC) 영상과 인공지능 기반 알고리즘 개발이 개발되면 기존 진단병리 검사를 위해 이루어지는 면역조직화학 실험이 진행되지 않아도 특정 암에 대한 바이오마커에 따른 가상 염색 값 획득 기대함.
• 기존 병리학적 진단 방법의 소견과 일치도가 높다는 것을 증명하기 위한 알고리즘 개발 기대함. 실제 진단 구축과 연구에 적용을 기대함. 따라서 암조직 슬라이드의 3D 홀로토모그래피 측정으로 다중 면역조직화학 이미지 정보를 도출할 수 있으므로 조직 병리 진단 면에서 비용과 시간 절감 효과를 기대함.
• ㈜토모큐브 3D 홀로토모그래피 이미지가 공간 전사체학 데이터에서 조직의 형태적인 특성을 반영하고 기능적인 의미 탐색에 유용한 도구임을 제시하고자 함, 2021년 보고한 세포의 3D 굴절률 이미지로부터 형광(FL)현미경 영상을 직접 예측한 연구 [RI2FL]에 이은 연구개발 기술로 면역조직화학(IHC) 영상을 직접 예측할 수 있는 [IR2IHC)를 수행하여 지식재산 구축을 기대함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 ... 4
• 2) 연구개발의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용(글로벌우수인재 활용 내용 포함) ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 6
• 1) 연구수행 결과 ... 6
• 2) 목표 달성 수준 ... 21
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 21
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 21
• 2) 자체 보완 활동 ... 21
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 22
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 22
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 22
• 참고문헌 ... 23
• 끝페이지 ... 24