IVIM의 고품질 AI 기반 자가 노이즈 제거 기능 소개 IVIM TECHNOLOGY
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Volume 7, May 2025 |
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아이빔테크놀로지는?
2017년에 설립된 아이빔테크놀로지는 일체형 올인원 생체 내 현미경 솔루션 분야의 선두주자입니다. 저희의 최첨단 장비인 공초점 이광자 결합형 제품은, 살아있는 동물의 생체 내의 실시간 세포 영상화를 제공함으로써 In Vivo 연구에 혁신을 가져왔습니다. 아이빔테크놀로지의 장비는 전 세계적으로 30대가 넘게 판매되어 APAC 생물 분석 서비스 공급업체 상위 10대 업체 중 하나로 인정받았습니다. 저희는 학교, 바이오테크, 신약 개발 분야에 걸쳐 전 세계 100개 이상의 기업에게 서비스를 제공하고 있습니다. 또한, 생체현미경(IVM)장비 외에도 연구자들이 좀 더 정밀하고 효율적으로 연구에 정진할 수 있도록 전임상 영상화 서비스, 트레이닝, 악세사리, 표지 항체에 걸친 생체 내 영상화에 관련된 맞춤형 토탈 솔루션을 제공합니다.
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AI를 활용한 생체 내 영상 고품질화 :
AI 기반 자가 노이즈 제거 기능 소개 |
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생체 현미경은 연구자들이 살아있는 생체의 조직 내에서의 세포와 분자 미세환경 및 약물 분포를 관찰하는 방식에 혁명을 일으켰습니다. 그러나, 초고속 생체 영상화는 생체 내에서 일어나는 세포와 분자의 빠른 움직임을 포착할 순 있으나, 신호대잡음비(SNR)로 인해 데이터품질이 저하되어 기존 방법으로는 원하는 퀄리티의 영상 취득이 어렵습니다.
이러한 한계를 극복하기 위해, 저희는 초고속 생체 현미경을 위해 AI 기반 영상화 향상 소프트웨어인 AI-Image Denoiser를 고안해 냈습니다. 2025년 5월 15일에 공식 출시된 이 기능은 노이즈가 있는 환경이거나, 명확하지 않은 데이터일지라도 자체 학습 기능(Self-supervised learning)을 통해 노이즈가 있는 데이터를 직접 학습하여, 빠르게 움직이는 살아있는 조직의 동적인 세포 상호작용을 더욱 명확하게 시각화할 수 있습니다. |
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그림 1. AI-Image Denoiser 의 원리 |
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기존의 AI 툴들이 노이즈를 제거하는 데에 7시간이 넘게 소요되었다면, 사전학습기능이 탑재된 이 기능은 단 30분 이내로 시간을 획기적으로 단축해 주되, 정확도와 영상화 품질은 향상해 고속영상을 더욱 효율적으로 정성화 시킬 수 있습니다. 요컨대, 이 기능은 노이즈와 신호를 AI로 구분하기 때문에 살아있는 생체 내에서 일어나는 상호작용을 명확히 정성화 하는 것이 가능하다는 점입니다.
이 기능은 명확하지 않거나, 잡음이 많은 복잡한 데이터 환경일지라도 빠르게 움직이는 세포를 더 명확하게 시각화할 수 있게 합니다. AI-Image Denoiser는 데이터를 자체학습(Self-supervised learning)함으로써, 노이즈를 억제하되 진짜 신호는 향상시켜 초고속 생체 내 영상화의 정밀도와 효율성에서의 획기적인 품질향상을 제공합니다. |
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그림 2. 피부의 생체 내 영상화 이미지에서 AI-Image Denoiser를 실행한 후의 세포 수 분석 |
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저희는 최근 H2B-GFP 형질전환 마우스 모델을 이용한 생체 내 현미경 연구에서, 혈관을 빨간색, 혈류는 파란색, 세포핵을 녹색으로 표지한 후, 피부 조직을 관찰했습니다. 디노이징 기능을 진행하기 전에는, 노이즈로 인해 세포 핵이 흐릿하게 보이고 경계가 불분명했습니다.
AI-Image Denoiser를 적용한 후에는, 노이즈가 현저히 감소하면서 세포핵의 구조가 훨씬 뚜렷하게 나타났습니다. 이에 따라, 이미지 분석 도구를 활용한 정확한 임곗값 설정과 세포 수 계산이 정확하게 이뤄질 수 있었습니다. 원본 데이터는 분리가 제대로 이루어지않아 세포 수가 실제보다 과대평가되는 경향이 있었던 반면에, AI-Image Denoiser가 적용된 영상은 세포의 명확한 구분이 가능하여, 정밀한 세분화와 신뢰할 수 있는 정량 분석이 가능해졌습니다. |
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그림 3. AI-Image Denoiser 적용 후의 피부 생체 내 이미징 세포 추적 분석 |
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AI-Image Denoiser 기능은 세포수 분석을 넘어, 세포의 움직임 분석에서도 핵심적인 역할을 합니다. 기존에는 노이즈로 인해 세포추적이 어려웠던 영상에서도, AI 처리를 통해 세포의 이동경로를 명확하게 확인할 수 있게 합니다. 이를 바탕으로 연구자들은 프레임 단위의 세포이동을 분석하고, 변위 및 속도를 계산할 수 있습니다.
AI-Image Denoiser는 영상의 선명도를 획기적으로 향상시키고 처리시간을 단축시킴으로써, 생체 내 현미경기법을 강력한 동적 생물한 연구 도구로 부각시켰습니다. 면역반응, 조직 재생, 약물 전달과 같은 다양한 생체 내 반응을 연구하는데 있어서 이 기능은 전보다 빠르고 정밀한 통찰을 제공하는 혁신적인 수단이 될 것 입니다.
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웨비나 시청 AI 기반 노이즈 제거 기능 웨비나
‘초고속 생체 영상화 기법과 AI 기반 노이즈 제거 기능’을 주제로 진행된 이번 웨비나에서는, 아이빔테크놀로지의 엄정현 프로젝트 매니저가 AI-Image Denoiser를 생체 내 영상에 적용한 다양한 사례를 소개하였습니다. 또한 고해상도 생체 내 현미경 데이터의 이미지 선명도와 처리 효율성을 획기적으로 향상시키는 AI-Image Denoiser의 실시간 시연도 함께 시청하실 수 있습니다.
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다가오는 웨비나 시리즈 소개
아이빔테크놀로지에서는 다양한 주제의 웨비나를 준비중입니다.
추후에 진행될 웨비나에도 많은 관심 부탁드립니다.
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