연구실적
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뇌영상 및 임상정보 통합형 딥러닝 기반 허혈성 뇌졸중 사망률 예측 모델 개발
- 확산강조영상(DWI), ADC, 주요 임상지표를 통합하여 허혈성 뇌졸중 환자의 1년 내 사망률 예측 딥러닝 모델(DLP_INTG) 개발
- 단일 영상 기반 모델보다 통합 모델의 성능이 유의하게 높았으며, TD-AUC는 외부 검증 세트에서 0.876로 나타남.
- CDSS 형태로 구현되어 고위험군 선별 및 예후 예측을 통한 임상결정 지원에 활용 가능함.
연구자 신경과 김철호 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「Heliyon, CDSS (임상의사결졍지원시스템) 개발」
급성 허혈성 뇌졸중 정량화를 위한 2D 분할 기반 확산강조영상(DWI) 병변 부피 추정 기술 개발
- 확산강조영상(DWI) 기반 급성 허혈성 뇌졸중 병변의 정확한 부피 추정을 위해 2D 슬라이스 분할 기반 딥러닝 알고리즘 개발
- 제안된 간접 추정 모델은 3D 분할 대비 높은 볼륨 유사도(93.3%)와 낮은 평균 오차(2.5%)를 기록하며 정량 정확도 입증
- 해당 기술은 뇌졸중 영상 분석 자동화를 위한 핵심 엔진으로, CDSS 및 실시간 영상진단 솔루션에 적용 가능함.
연구자 신경과 김철호 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「Journal of Personalized Medicine, 영상 정량화 자동화 기술」
딥러닝 기반 스마트폰 이미지 분석을 활용한 후두경 삽관 난이도 예측 모델 개발
- 스마트폰으로 촬영한 얼굴 및 목의 정면, 측면, 입벌림 등 4가지 사진만으로 어려운 후두경 삽관(DDL)을 예측하는 AI 모델을 개발
- EfficientNet-B5 기반 딥러닝 모델과 멀티태스크 학습 방식을 적용하여 AUROC 0.810.88, F1-score 0.720.81의 성능 확보
- Gradient-weighted CAM 분석을 통해 턱선과 목 부위가 예측에 중요함을 시각적으로 제시, 임상 적용 가능성 확인
연구자 마취통증의학과 권영석 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「Scientific Reports」
클라우드 기반 AI-협진 원격진료 시스템을 위한 뇌출혈 대응 프로토콜 기술 개발
- 강원 지역의 열악한 의료환경을 고려해, AI 분석과 원격 신경외과 협진이 가능한 ICH 진료 시스템 개발
- 클라우드 기반 플랫폼에서 비전문 응급의도 사용할 수 있도록 프로토콜을 단순화 함.
- 지방 응급현장에서의 신속 대응 체계 구축 및 디지털 헬스케어 실용화에 기여함.
연구자 신경외과 전진평 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「Journal of Korean Neurosurgical Society, 국내 및 국제 공동연구」
실시간 내시경 영상을 통한 다단계 병변 분류 및 표시를 위한 인공지능 기반 진단 시스템 제어 기술 개발
- 위 내시경 영상을 실시간 수집하여 1단계 AI 모델에서 병변 존재 여부를 판단하고, 병변 포함 영상만 추출하여 2단계 AI 모델에서 병변 종류를 분류하는 기술을 개발함
- 분류된 병변은 UI로 시각화되어 실시간으로 의료진에게 제공되며, 서버 기반 자동 저장 및 병변 DB 업데이트 기능이 포함 됨.
- 본 기술은 실시간 진단보조용 AI 내시경 시스템의 핵심 제어 구조로, 향후 상용화 및 SaMD 인허가 적용 가능성이 있음.
연구자 소화기내과 방창석 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「해외 (미국, 중국) 특허 등록」
위 내시경 영상과 환자정보 기반 딥러닝 위 병변 진단 시스템 개발
- 내시경으로 획득한 복수의 위 병변 영상과 환자 정보를 연계해 학습용 데이터셋을 구성하고, 이를 전처리하여 딥러닝 모델 학습에 최적화하는 기술을 개발함.
- 인공신경망 기반 모델은 병변 진단 결과 항목을 출력으로 예측하며, 위 병변 자동분류 정확도를 높이기 위한 고도화된 학습 구조를 포함함.
- 본 기술은 의료 데이터 기반 진단 AI 개발, 위장관 질환 조기탐지, 임상의사결정지원시스템(CDSS) 실현을 위한 핵심 인프라로 활용 가능함.
연구자 소화기내과 방창석 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「해외 (미국, 일본, 중국) 특허 등록」
40Hz 청각·시청각 자극을 이용한 ApoE4 기반 알츠하이머병 인지장애 개선 기술 개발
- ApoE4 유전자 도입 알츠하이머 마우스 모델에 40Hz 청각 및 시청각 자극을 14일간 적용한 결과, 인지기능 향상 및 해마 부위 아밀로이드-β 축적과 세포사멸 감소 효과 확인함.
- 각 단독 자극군과 시청각 자극군 모두에서 아세틸콜린 농도 상승, Bax 및 caspase-3 발현 감소, Bcl-2 발현 증가함.
- 비약물성 뇌파동 자극 기반 치매 인지개선 DTx 개발 및 감각통합 치료기반 신경보호 플랫폼 기술로 발전 가능성 있음.
연구자 신경과 손종희 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「International Journal of Molecular Sciences」
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AI 기반 대규모 언어모델(LLM/MLLM)의 약물개발 적용 현황 및 전망 제시
- AI 기반 LLM 및 MLLM의 구조 기반 약물 설계, 드노보 합성, ADMET 예측 등 다양한 약물개발 단계 적용 사례 정리
- 약물 타겟 발굴부터 후보물질 설6계까지의 전 과정에 특화된 도메인별 모델 제시
- 약물개발 효율성과 성공률을 높일 수 있는 차세대 AI 모델의 가능성 제시
연구자 정형외과 이상수 교수 (골격노화연구소)
학술지명 「Journal of Advanced Research (Impact Factor 13, JCR 상위 8.14%)」
지주막하출혈 후 예후 예측을 위한 GWAS 기반 유전체 바이오마커 후보 발굴 기술 개발
- 지주막하출혈(aSAH) 환자의 임상 예후와 연관된 유전변이를 발굴하기 위해 대규모 GWAS 기반 2단계 메타분석 기술을 활용한 발견단계 수행
- SPNS2 유전자 내 rs12949158 변이가 유의한 연관성을 보였으며, sphingosine-1-phosphate 경로가 예후에 관여함을 시사하며, 향후 정밀 예후예측 바이오마커 및 치료 표적 개발의 기반으로 활용 가능
연구자 신경외과 전진평 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「Translational Stroke Research, 세계 최초 지주막하출혈 환자의 예후 관련 유전변이 규명」
간경변증 합병증 진단을 위한 장내미생물 및 대사체 기반 비침습 바이오마커 개발
- 간경변증 환자에서 합병증 유무에 따라 구분되는 장내미생물군 및 대사체 특성을 분석
- 특정 마이크로바이옴과 대사체 조합은 간경변증 및 뇌병증·간신증후군 등 주요 합병증 진단에서 AUROC 0.8 이상 달성
- 임상 지표와의 상관성을 바탕으로 간 질환 정밀 진단을 위한 비침습 통합 지표 개발 가능성 제시
연구자 소화기내과 석기태 교수 (소화기연구소)
학술지명 「Clinical and Molecular Hepatology (Impact Factor 16.9, JCR 상위 4%)」
중환자 기계환기 환자 혈장에서 유래한 미생물 외부소포 기반 진단·예후 예측 바이오마커 기술 개발
- 기계환기 중인 중환자의 혈장에서 분리한 미생물 유래 extracellular vesicle(EV)의 메타게놈 분석을 통해, 폐렴 및 병원 관련 감염(NHAI) 여부에 따른 미생물 다양성과 조성을 규명함.
- 16S rRNA 기반 미생물 유전자 분석 결과, 생존자와 비생존자 간 EV 조성 및 기능 예측 경로에 유의한 차이를 보임.
- 혈중 미생물 EV를 활용한 폐렴 진단 및 28일 사망 예측용 바이오마커 플랫폼 기술로 발전가능성 있음.
연구자 호흡기내과 홍지영 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「Journal of Personalized Medicine」
장내미생물 유래 인돌 화합물을 활용한 대사이상 지방간질환 치료 전략 제시
- 대사이상 관련 지방간질환(MASLD) 환자에서 인돌-3-프로피온산(IPA) 및 인돌-3-아세트산(IAA)의 분변 농도 감소를 확인
- IPA 및 IAA는 NF-κB 경로 억제를 통해 지방간 및 염증 개선, 장내 균총 대사 경로를 통한 기전 규명
- Bifidobacterium bifidum의 트립토판 대사능을 활용한 MASLD 예방 및 치료용 마이크로바이옴 기반 치료 전략 제시
연구자 소화기내과 석기태 교수 (소화기연구소)
학술지명 「Gut Microbes (Impact Factor 11, JCR 상위 6.13%)」
장내미생물 기반 NK세포 활성화를 통한 알코올성 간질환 면역조절 치료 전략 제시
- 알코올성 간염 및 간경변 환자에서 NK세포의 빈도 및 기능 변화를 흐름세포분석법으로 규명
- P. dorei 및 L. helveticus 투여 시 장 장벽 회복, 간 염증 완화, NK세포 활성화가 유도됨
- 장내미생물을 통한 선천면역 조절이 알코올성 간질환 치료에 효과적임을 입증하고 미생물 기반 치료 가능성 제시
연구자 소화기내과 석기태 교수 (소화기연구소)
학술지명 「Gut Microbes (Impact Factor 11, JCR 상위 6.13%)」
PDE5 (phosphodiesterase 5) 억제제를 이용한 비만 유도 대사장애 개손 및 지방조직 면역 조절 기반 치료기술 개발
- 고지방식이 유도 비만 마우스 모델에 PDE5 억제제가 전신 인슐린 감수성 증가 및 지방조직 내 AKT 인산화 촉진 관찰
- 지방조직 내 M1/M2 대식세포 비율 감소와 혈류 및 혈관 안정성을 회복시켜 대사 항상성을 회복시킴.
- PDE5 억제제의 면역조절 기능은 염증 기반 대사개선의 핵심 기전으로 작용하여, 대사질환의 면역표적 정밀치료에 활용 가능
연구자 신경과 손종희 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「Diabetes & Metabolism Journal (JCR 상위 6.8%)」
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경도 외상성 뇌손상 치료를 위한 하이드로겔 기반 신경줄기세포 전달 시트 기술 개발
- 콜라겐/피브린 하이드로겔로 제작된 신경줄기세포 스페로이드 시트를 외상성 뇌손상 부위에 이식 효과 확인
- 이식된 세포는 생존성과 이동성을 보였으며, 신경분화·혈관생성·신경퇴행 억제를 유도함.
- 손상된 피질 회복과 인지기능 향상을 통해 TBI 치료용 세포전달 플랫폼의 가능성을 제시
연구자 신경외과 전진평 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「Acta Biomaterialia (Impact Factor 9.6)」
세포 생존력을 유지하는 후두 재건용 유체통합 3D 바이오프린팅 시스템 개발
- 세포 생존률을 향상시키는 유체 공급 시스템을 접목한 3D 바이오프린팅 기술 개발
- PCL 외곽지지체와 하이드로겔을 이용한 인공 후두 구조체의 생존력과 구조적 안정성 확보
- 토끼 모델에서 기도 유지가 확인되었으며, 인체 후두 이식 적용 가능성 제시
연구자 이비인후과 박혜상 교수 (나노바이오재생의학연구소, 뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「Bioengineering & Translational Medicine」
기능성 하이드로겔 기반 편도유래 림프관내피세포를 이용한 CD8+ T 세포 활성 증강 기술 개발
- 편도유래 림프관내피세포를 포함한 기능성 하이드로겔로 CD8+ T 세포의 증식 및 활성화 유도
- 종양 환경 내 T 세포 이동성 증가 및 면역반응 촉진 확인
- 암 면역치료를 위한 새로운 세포프로그래밍 플랫폼 제시
연구자 이비인후과 박찬흠 교수 (나노바이오재생의학연구소)
학술지명 「Theranostics (Impact Factor 13.3, JCR 3.5%)」
실크 피브로인 바이오잉크 기반 DLP 3D 프린팅 인공피부 및 전층 상처모델 개발
- 실크-GMA 및 젤라틴-GMA 바이오잉크를 활용한 DLP 기반 3D 프린팅으로 전층 인공피부 모델 구현
- 케라티노사이트, 섬유아세포, 혈관내피세포를 포함한 피부구조체는 생체적합성과 기계적 안정성을 4주 이상 유지함.
- EGF 처리 시 상처 치유가 향상되었으며, 피부 조직공학 분야의 적용 가능성 입증
연구자 이비인후과 박찬흠 교수 (나노바이오재생의학연구소)
학술지명 「Acta Biomaterialia (Impact Factor 9.6)」
생체친화성 실크패치를 이용한 고막 천공 치료 가속화 기술 개발
- SD 랫드 모델에서 실크패치와 기존 종이패치의 고막 천공 회복 효과를 비교한 결과, 실크 패치 적용군에서 유의하게 빠른 치유 속도 보임.
- 평균 재생 기간은 실크패치 7.2일, 종이패치 9.1일, 대조군 10.4일로, 실크 기반 패치의 조직재생 촉진 효과가 입증
- 해당 기술은 향후 외래 기반 고막 천공 비수술 치료로의 임상적 활용 가능성을 제시
연구자 이비인후과 박찬흠 교수 (나노바이오재생의학연구소)
학술지명 「Wound Repair and Regeneration, 삼극 특허 등록 완료」
금속 기반 나노입자를 활용한 핵산 치료제 전달 기술의 최신 동향
- 핵산 치료제의 효과적 전달을 위한 금속 기반 나노입자(Metal-based NanoParticles, MNPs)의 활용 가능성과 우수한 전달 특성 제시
- 향후 핵산 기반 정밀의학 치료제 개발의 핵심 전달 시스템으로서의 가능성 제시
연구자 정형외과 이상수 교수 (골격노화연구소)
학술지명 「Journal of Nanobiotechnology (Impact Factor 12.6, JCR 상위 8.14%)」
외상성 뇌손상 모델에서 세리아 나노입자의 형태에 따른 항산화 · 항염 효과 비교기술 개발
- Ceria nanorod(Ceria NR)와 nanosphere(Ceria NS)를 적용한 in vitro TBI 모델에서 항산화 및 항염증 효과를 비교한 결과, 두 형태 모두 ROS 감소 및 SOD 발현 억제 효과를 보임.
- Ceria NR은 cyclooxygenase-2 억제에서 더 우수한 항염 효과가 있음.
- TBI 치료용 나노소재의 구조 최적화를 위한 기능성 나노입자 설계 기반 기술 개발의 가능성이 있음.
연구자 신경외과 전진평 교수 (뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「Journal of Korean Neurosurgical Society」
두경부암 정밀 타깃 광치료를 위한 이중기능성 근적외선 바이오프로브 개발
- cRGD-결합 근적외선 형광체 기반 바이오프로브를 개발하여 두경부암에 특이적으로 축적되도록 설계
- 808nm 레이저 조사 시 종양 조직에서 광열·광역학 치료가 동시 유도 확인
- 고효율 타깃성과 안전한 신장배출 특성을 갖춘 차세대 광치료용 플랫폼 제시
연구자 이비인후과 박혜상 교수 (나노바이오재생의학연구소, 뉴프론티어리서치연구소)
학술지명 「Biomaterials Research (Impact Factor 9.6)」