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2024.11.22 (금)

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포항공대

목소리만으로 뇌졸중 후 연하장애 조기 진단한다

인공지능기술을 활용해 목소리만으로 뇌졸중 후 연하장애를 조기 진단할 수 있게 됐다. 가톨릭의대와 포항공대 연구진이 목소리만을 사용해 연하장애를 진단하는 기술을 개발, 최근 그 정확도를 입증했다. 가톨릭대학교 부천성모병원 재활의학과 임선 교수와 박혜연 임상강사, 포항공대 이승철 교수와 김희규 학생은 다양한 음역대의 음성신호를 활용한 딥러닝 분석 기술을 개발했으며, 이를 통해 뇌졸중 후 연하장애 환자를 각각 94.7%의 민감도와 77.9%의 특이도로 진단했다. 과거 음식물을 직접 삼킨 후 목소리 변화를 관찰해 진단했던 방법과 달리 목소리만으로 연하장애를 진단하는 새로운 접근법을 제시한 것이다. 음식을 삼키는 데 어려움을 겪는 연하장애(또는 삼킴장애, 연하곤란)는 많은 이들에게 불편을 초래하며, 특히 뇌졸중 환자에게 있어서는 심각한 합병증을 유발한다. 뇌졸중 환자 중 50~73%에서 연하장애가 발생하며, 그 중 약 40~50%에서는 적절히 치료가 되지 않을 경우 반복적인 흡인성 폐렴으로 이어지는데, 이는 뇌졸중 환자의 주요 사망원인으로 알려져 있다. 때문에 연하장애를 조기 발견하고 재활하는 것이 뇌졸중 환자의 재활치료에서 매우 중요하다. 이번 연구는 비침습적이고
- 이형규 기자
- 2023-09-19 16:19
3D 프린팅 기술 활용한 ‘대뇌혈관 신생 촉진 패치’ 개발

3D 프린팅 기술을 활용해 대뇌의 혈관 신생을 유도하는 효과적인 약물 전달 시스템이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 이를 활용해 향후 뇌경색 및 모야모야병 등과 같은 뇌 허혈성 질환 치료에 적용하면, 표적 부위에 적절한 용량의 약물 전달이 가능해져 시공간적 제한 없는 치료의 가능성이 열릴 전망이다. 서울대병원 백선하 교수·포항공대 김철홍·장진아 교수 공동 연구팀은 3D 프린팅 기술로 대뇌 혈관 신생을 유도하는 하이드로겔 패치형 약물 전달 시스템을 개발했다고 2일 밝혔다. 혈관 신생은 다양한 혈관 신생 성장 인자들이 복합돼 여러 단계의 과정을 거쳐 혈관이 새로 생성되는 것을 의미한다. 성숙한 뇌가 저산소증이나 허혈성 손상을 입었을 때, 대부분의 허혈성 뇌는 뇌혈류를 공급받을 수 있는 혈관 신생이 거의 이뤄지지 않는다. 혈관 신생을 위해 혈관 문합술이나 측부 혈관 재생 유도 뇌 수술을 통해 뇌의 혈관 재생을 유도하지만, 이 또한 필요한 만큼의 충분한 뇌혈류를 제공하지 못하는 경우가 많다. 이에 최근에는 혈관 신생 메커니즘을 효과적으로 조절할 수 있는 외인성 성장 인자 투여가 혈관 재생을 위한 방법으로 떠오르고 있다. 하지만 일반적으로 사용되는 정맥 주사 투여법은
- 이형규 기자
- 2023-06-04 06:01
생체실험 없이도 당뇨병 연구 가능한 ‘제2형 당뇨병 모사 칩’ 개발

세계 최초로 생체실험 없이도 대규모 당뇨병 연구가 가능한 연구용 칩이 개발됐다. 가톨릭대학교 은평성모병원은 안과 원재연 교수와 포항공대 기계공학과 조동우 교수 공동연구팀은 3D 바이오 프린팅을 활용해 제작한 ‘제2형 당뇨병 모사 다기관 칩’ 및 ‘당뇨병성 망막병증 모사 칩’을 세계 최초로 학계에 보고했다고 3일 밝혔다. 연구팀이 개발한 제2형 당뇨병 모사 다기관 칩은 제2형 당뇨병 발생에 있어 중요한 장기들로 꼽히는 췌장, 간, 지방 조직, 혈관들을 1개의 칩 위에 유기적으로 배열했다. 모사 칩은 고분자 화합물 프레임에 ▲인슐린 분비 환경을 구현하기 위한 췌장 베타세포(pancreatic beta cell) ▲지방 조직 구현을 위한 지방세포(adipocyte)와 대식세포(macrophage) ▲간을 조성하는 간세포(HepG2)를 정교하게 프린팅한 후, 인체와 유사한 환경을 만들기 위해 각 장기 세포층에 혈관내피세포(HUVEC) 및 생체적합 플라스틱 소재(PDMS)를 추가하고, 관류가 가능한 형태로 제작한다. 이렇게 만들어진 칩은 실제 제2형 당뇨병 환자들에서 나타나는 여러 병적 특성을 그대로 재현할 수 있는 것은 물론, 현재 임상에서 사용하고 있는 당뇨병 치
- 김민준 기자
- 2023-04-03 09:53
시지바이오, 포항공대와 AI 기반 3D 프린팅 연구개발 돌입

바이오 재생의료 전문기업 시지바이오(대표이사 유현승)는 포항공과대학교 장진아 교수(IT융합공학과·기계공학과) 연구팀과 AI(인공지능) 기반 3D 바이오 프린팅 시스템 연구 개발을 본격화한다고 29일 밝혔다. 시지바이오는 연구를 위한 3D 바이오 프린터 장비 및 소프트웨어를 공급하고, 장진아 교수 연구팀은 다양한 바이오 소재를 활용해 3D 프린팅을 진행하며 데이터를 획득 및 제공할 계획이다. 현재 3D 바이오 프린팅 기술과 이를 활용한 산업의 발전에 대한 기대와 가능성은 매우 높지만 산업 분야에서 이미 활용되고 있는 금속 3D 프린터와는 달리 3D 바이오 프린팅 기술은 프로토타입 (prototype) 수준에 머물러 있는 실정이다. 게다가 3D 프린팅 작업자의 경험 및 숙련 정도에 대한 의존도가 높아 제품에 대한 생산 편차가 발생할 수 있으며 제품을 생산하는 데에도 상당한 시간이 소요된다. 이 같은 한계점을 극복하기 위해서는 자동 제어 기능 등 사람의 직접 개입을 최소화하는 시스템 개발이 필수적이다. 시지바이오와 장진아 교수 연구팀은 데이터 분석 및 학습을 통해 3D 바이오 프린팅 진행 중 발생하는 오류 상황에 대한 데이터 수집·분석 및 유효한 대응 방법에 대한
- 이형규 기자
- 2022-06-29 14:28
실제 신장과 매우 흡사‘한국형 고도분화 신장 오가노이드’ 개발

실제 인간의 신장과 매우 유사한 고도로 분화된 신장 오가노이드가 개발돼 신장병연구 및 치료제 개발에 한걸음 더 다가서게 됐다. 가톨릭대학교 성빈센트병원 신장내과 김용균 교수팀(가톨릭대학교 의과대학 세포사멸질환 연구센터, (주)알젠오가노 바이오테크놀로지)과 포항공대 조동우 교수팀, 광주과학기술원 박지환 교수팀이 공동으로 기존의 신장 오가노이드의 제한점을 극복하고, 혈관망과 성숙도가 향상돼 실제 인간의 신장과 매우 유사한 신장 오가노이드 분화 개발에 성공했다. ‘미니 신장’이라고도 불리는 신장 오가노이드는 줄기세포에서 분화돼 실제 인간의 신장을 구성하는 세포들로 구성되고 기능을 하는 3차원 세포 구조체로, 차세대 신약 개발 및 재생 치료의 핵심 요소 중 하나다. 기존의 신장 오가노이드는 해외에서 개발된 프로토콜로 제작된 것으로, 오가노이드 내 혈관 형성이 5% 정도로 매우 제한적이고, 세포의 성숙도도 인간의 신장과 비교해 미성숙한 상태다. 또 오가노이드 내에 신장이 아닌 세포들(off-target 세포)이 10% 정도 존재해 실제 임상 치료 및 의료 산업 현장에 사용하기에는 한계점이 있었다. 이에 연구팀은 실제 인간의 신장 발생 과정에 대한 깊은 이해를 바탕으로
- 최정민 기자
- 2022-04-11 15:22
목소리만으로 AI가 후두암 판별할 수 있다

목소리만으로 후두암 여부를 선별할 수 있게 됐다. 가톨릭의대와 포항공대 연구진은 AI를 활용한 음성 기반 후두암 진단 관련 논문을 ‘Journal of Clinical Medicine’ 학술지에 발표하며 목소리를 활용한 디지털 헬스 기술에 대한 가능성을 시사했다. 가톨릭의대 김현범, 임선, 주영훈 교수팀과 포항공대 전주형 학생 및 이승철 교수팀은 자동 음성 신호 분석이 후두암 환자와 건강한 피험자를 구별할 수 있는지 확인하기 위해 음성 분석을 위한 프로그램으로 특징을 추출해 정확성, 감도, 특이성 측면에서 평가했다. 그 결과 AI가 음성 분석을 통해 건강한 사람과 후두암에 걸린 환자를 구별할 수 있는 것으로 나타났다. 이번 연구는 의료분야에 있어 기존 인공지능 연구가 영상 자료 판독에 치중되어 있었다면, 음성 신호 기반으로 인공지능을 처음 활용했다는 점에서 학계에서 주목할 만한 연구로 평가되고 있다. 후두암은 두경부(머리와 목)에서 중요 기관 중 하나인 후두에 발생하는 악성 종양으로, 우리나라에서 매년 새로 발생하는 전체 암의 1.1%를 차지하고, 전체 두경부암 환자의 약 1/3에 해당하는 암이다. 해마다 증가하는 발병률에도 불구하고 조기 진단이 어려워 증상
- 신대현 기자
- 2020-11-11 10:36

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UPDATE: 2024년 11월 22일 19시 18분