• Current Optics and Photonics
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• 제7권5호
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• pp.537-544
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• 2023

Differential phase contrast (DPC) microscopy, a central quantitative phase imaging (QPI) technique in cell biology, facilitates label-free, real-time monitoring of intrinsic optical phase variations in biological samples. The existing DPC imaging theory, while important for QPI, is grounded in paraxial diffraction theory. However, this theory lacks accuracy when applied to high numerical aperture (NA) systems that are vital for high-resolution cellular studies. To tackle this limitation, we have, for the first time, formulated a nonparaxial DPC imaging equation with a transmission cross-coefficient (TCC) for high NA DPC microscopy. Our theoretical framework incorporates the apodization of the high NA objective lens, nonparaxial light propagation, and the angular distribution of source intensity or detector sensitivity. Thus, our TCC model deviates significantly from traditional paraxial TCCs, influenced by both NA and the angular variation of illumination or detection. Our nonparaxial imaging theory could enhance phase retrieval accuracy in QPI based on high NA DPC imaging.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제23권1호
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• pp.1-16
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• 2019

Dynamic contrast enhanced (DCE) magnetic resonance (MR) imaging plays an important role in non-invasive detection and characterization of primary and metastatic lesions in the liver. Recently, efforts have been made to improve spatial and temporal resolution of DCE liver MRI for arterial phase imaging. Review of recent publications related to arterial phase imaging of the liver indicates that there exist primarily two approaches: breath-hold and free-breathing. For breath-hold imaging, acquiring multiple arterial phase images in a breath-hold is the preferred approach over conventional single-phase imaging. For free-breathing imaging, a combination of three-dimensional (3D) stack-of-stars golden-angle sampling and compressed sensing parallel imaging reconstruction is one of emerging techniques. Self-gating can be used to decrease respiratory motion artifact. This article introduces recent MRI technologies relevant to hepatic arterial phase imaging, including differential subsampling with Cartesian ordering (DISCO), golden-angle radial sparse parallel (GRASP), and X-D GRASP. This article also describes techniques related to dynamic 3D image reconstruction of the liver from golden-angle stack-of-stars data.

• 한국광학회지
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• 제34권6호
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• pp.261-268
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• 2023

본 연구에서는 간단한 구조의 층밀림 간섭계 기반의 정량적 위상 이미징을 위한 미분 간섭 현미경 모듈을 제안한다. 제안하는 모듈은 복굴절성과 편광 광 분할기의 특성을 갖는 기하 위상 소자 중의 하나인 편광 격자를 이용하여 층밀림 간섭계 구조로 구성되고, 편광 카메라를 통해 획득된 4개의 편광 영상으로 정량적인 위상차 영상뿐만 아니라 일반적인 명시야 현미경 영상을 동시에 추출할 수 있다. 또한, 제안하는 모듈의 실시간 영상 획득 가능성, 안정성 및 소형화로 인해 기존의 현미경에 편리하게 적용할 수 있다. 제안하는 시스템을 검증하기 위해 다양한 시편에 대한 명시야 영상 및 위상차 영상을 획득하였고, 또한 이들 영상들을 합성하여 보다 가독성이 높은 시편 영상을 획득하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.937-946
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• 2020

격자간섭계는 한 위상 물체에 의한 파두의 굴절변화로 인해 그 물체에 대한 미분 위상 영상을 제공하며, 이 미분 위상 영상은 위상 영상으로 전환되어야 할 필요가 있다. 미분 위상차 영상으로부터 위상차 영상을 얻기 위한 선적분 과정은 노이즈를 축적하고 줄무늬 아티팩트를 생성한다. 줄무늬 아티팩트는 선적분이 수행된 위상차 영상에서 적분 방향으로 노이즈와 왜곡이 증가한다. 이 연구에서는 이러한 아티팩트를 줄이기 위해 몇 가지 기계 학습 방법들을 구성하고 비교하였다. 기계 학습 방법들은 상호비교를 위하여 시뮬레이션 된 수치 팬텀과 엑스선 및 중성자 격자 간섭계로부터 얻어진 실험 데이터에 적용되었다. 그 결과 웨이블릿 전처리와 기계 학습 방법(WCNN)의 조합이 가장 효과적인 것으로 나타났다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제26권1호
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• pp.60-65
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• 2022

Gadoxetic acid-enhanced magnetic resonance imaging (MRI) has been widely used to detect and characterize focal hepatic lesions. Because gadoxetic acid is a hepatocyte-specific contrast agent, its patterns during hepatobiliary phase enhancement provide useful information for differential diagnoses of focal hepatic lesions. Hepatic angiomyolipoma (AML) is a rare mesenchymal hepatic neoplasm composed of blood vessels, epithelioid cells, and varying amounts of adipose tissue components. Hepatic AMLs usually show marked hypointensity during the hepatobiliary phase of gadoxetic acid-enhanced MRI as hepatic AMLs are devoid of hepatocytes and fibrotic components. The present study describes a patient with hepatic AML and an atypical imaging feature. This tumor showed hyperintensity during the hepatobiliary phase of gadoxetic acid-enhanced MRI, mimicking hepatocellular tumors such as hepatocellular adenoma. The hepatobiliary hyperintensity of this lesion was likely due to multifocal entrapped hepatocytes resulting from an intrasinusoidal growth pattern of tumor cells and insufficient hepatic parenchymal enhancement during the hepatobiliary phase of gadoxetic acid-enhanced MRI.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제25권4호
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• pp.313-322
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• 2021

Purpose: To find diagnostic image features, to compare diagnostic performance of multiphase CT versus gadoxetic acid disodium-enhanced MRI (GAD-MRI), and to evaluate the impact of analyzing Liver Imaging Reporting and Data System (LI-RADS) imaging features, for distinguishing combined hepatocellular-cholangiocarcinoma (CHC) from hepatocellular carcinoma (HCC). Materials and Methods: Ninety-six patients with pathologically proven CHC (n = 48) or HCC (n = 48), diagnosed June 2008 to May 2018 were retrospectively analyzed in random order by three radiologists with different experience levels. In the first analysis, the readers independently determined the probability of CHC based on their own knowledge and experiences. In the second analysis, they evaluated imaging features defined in LI-RADS 2018. Area under the curve (AUC) values for CHC diagnosis were compared between CT and MRI, and between the first and second analyses. Interobserver agreement was assessed using Cohen's weighted κ values. Results: Targetoid LR-M image features showed better specificities and positive predictive values (PPV) than the others. Among them, rim arterial phase hyperenhancement had the highest specificity and PPV. Average sensitivity, specificity, and AUC values were higher for MRI than for CT in both the first (P = 0.008, 0.005, 0.002, respectively) and second (P = 0.017, 0.026, 0.036) analyses. Interobserver agreements were higher for MRI in both analyses (κ = 0.307 for CT, κ = 0.332 for MRI in the first analysis; κ = 0.467 for CT, κ = 0.531 for MRI in the second analysis), with greater agreement in the second analysis for both CT (P = 0.001) and MRI (P < 0.001). Conclusion: Rim arterial phase hyperenhancement on GAD-MRI can be a good indicator suggesting CHC more than HCC. GAD-MRI may provide greater accuracy than CT for distinguishing CHC from HCC. Interobserver agreement can be improved for both CT and MRI by analyzing LI-RADS imaging features.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권4호
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• pp.215-222
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• 2015

본 연구에서는 단일 비산란 그리드 및 다색광 x-선원을 이용하여 위상대조 x-선 영상을 용이하게 구현할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 신기법의 개념 입증을 위해 집속형 선형 그리드(200 lines/inch 선 밀도), 마이크로 초점 x-선관(${\sim}5{\mu}m$ 초점크기), CMOS형 평판형 검출기($48{\mu}m$ 픽셀 크기)로 실험장치를 구성하였으며, 한 번의 x-선 촬영($90kV_p$, 0.1 mAs)으로 감약대조 x-선 영상과 향상된 가시성을 지진 산란 x-선 영상 및 차분 위상대조 x-선 영상을 Fourier변조복원 기법을 적용하여 성공적으로 분리 획득하였다. 더 나아가, 감약대조 x-선 영상과 산란 x-선 영상을 합성함으로써 일반 감약대조 x-선 영상에서는 명확하게 볼 수 없는 샘플의 미세 구조를 보다 선명하게 나타냄을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 단일 비산란 그리드 기반 위상대조 x-선 영상화 기법은 실험 구성 및 절차가 단순하고 새로운 대조도에 기반한 산란 및 위상대조 x-선 영상을 동시에 제공하기 때문에 차세대 x-선 영상화 신기법으로 다양한 응용분야에서 용이하게 적용될 수 있을 것으로 전망한다.