흉벽은 호흡을 통해 환경 입자의 직접적인 영향을 받는 기관으로 늑골, 흉막층, 늑간근으로 구성되어 있다. 흉벽의 질병을 조기에 진단하고 치료하기 위해서는 흉벽의 세세한 부분을 시각화하는 것이 중요하지만, 흉부 전산화 단층촬영이나 초음파로는 흉막층의 구조를 볼 수 없다. 반면, 고해상도의 광 결맞음 단층촬영법(optical coherence tomography, OCT)은 미세한 재료 중 하나인 탈크에 의한 흉막층의 반응을 관찰하는 데 적합하다. 그러나 빛세기 기반의 광 결맞음 단층촬영법은 흉벽의 세부 구조를 구별할 수 있는 정보를 제공하기에는 부족하여 탈크에 의한 흉벽의 반응과 근육의 변화를 각각 구별할 수 없다. 편광 민감 광 결맞음 단층촬영법(polarization-sensitive OCT, PS-OCT)은 광학적 복굴절을 가진 근육 등의 특정 조직들이 후방산란된 빛의 편광 상태를 변화시킨다는 점을 이용한다. 또한 근필라멘트의 배열과 관련된 근육의 복굴절은 지연 변화를 측정함으로써 근육 상태를 나타낸다. 편광 민감 광 결맞음 단층촬영 영상은 두꺼운 흉벽, 흉벽과 근육 간의 분리, 병변 주위의 위상 지연 측정의 세 가지 주요 관점에서 해석된다. 본 논문에서는 탈크 흉막유착술(pleurodesis)을 시행한 토끼의 흉벽을 편광 민감 광 결맞음 단층촬영법으로 연구하였다. 편광 민감 광 결맞음 단층촬영 영상은 각 층과 근육을 시각화하였다. 그리고 이 시스템은 정상과 손상된 병변의 복굴절 차이를 보여주었다. 또한, 위상 지연 기울기 기반 분석을 통해 편광 민감 광 결맞음 단층촬영 영상 및 조직학적 결과를 뒷받침하였다.
Composite materials are widely used in industry because of its high ration of strength vs. weight, and consequently many nondestructive methods have been developing to find stress or subsurface defects like crack, and delamination inside composite material. Among them, optical inspection methods have been widely neglected because of translucent or opaque nature of composite. (omitted)
목적 : 굴절이상별 세 그룹으로 분류한 우리나라 아동들의 안축장과 빛간섭단층촬영(OCT)로 측정한 황반두께, 망막신경섬유층두께 사이의 상관성을 알아보고자 하였다. 방법 : 안질환이 없고 안과관련 수술 경험이 없는 아동 67명(134안)을 대상으로 원시, 정시, 근시 그룹으로 분류하였다. 황반부와 망막신경섬유층두께는 Cirrus HD-OCT를 이용하여 측정하였고, 안축장은 IOL Master를 이용하여 측정하였다. 결과 : 안축장은 근시, 정시, 원시그룹 순서로 길게 측정되었다(p<0.05). 중심부황반의 두께는 근시, 정시, 원시그룹 순서로 두껍게 측정되었다(p<0.05). 주변부황반부는위쪽, 코쪽, 아래쪽부분에서 근시그룹이 가장 얇았다(p<0.05).황반의 중심부 두께는 안축장과 양의 상관관계가 있었다(r=0.283, p<0.05). 주변부 황반의 두께는 모두 안축장과 음의 상관관계를 보였다. 귀쪽망막신경섬유층두께(Temporal RNFL Thickness)는 근시그룹이 가장 두꺼운 결과를 보였고,안축장과통계적으로 유의한 양의상관성이 나타났다(r=0.39, p<0.05). 위쪽과 코쪽, 아래쪽의 망막신경섬유층 두께는 안축장과 모두 음의 상관성을 나타냈다. 코쪽 부분의 두께는 통계적으로 유의하게 나타났다(r=-0.23, p<0.05). 결론 : 본 연구를 통해 우리나라 소아들의 OCT로 측정한 망막의 황반부의 두께, 망막신경섬유층의 두께와 안축장은 근시의 정도가 높을수록 안축장의 길이가 더 길게 측정되었으며, 굴절이상별 세 그룹에서 나타나는 차이점을 확인하였다.
광 간섭 단층촬영 시스템(OCT)을 위한 소형의 광섬유 도관형 주사장치인 엔도스코프(endoscope catheter)를 제작하였다. 깊이방향 주사장치인 원통형 압전소자(PZT)를 이용한 광경로 지연기는 정현파 1 kHz로 구동하여 시간영역에서 엔도스코프 OCT 영상을 구현하였다. 정현파로 구동한 광경로 지연기의 속도는 6 m/s 이고, 깊이방향 스캐닝의 데이터 획득은 3 mm 기준에서 초당 2000 라인이다. 제작한 엔도스코프로 사람의 손가락 및 귀에 대한 초당 10프레임의 OCT 영상을 성공적으로 획득하였다.
In medical image analysis, segmentation is considered as a vital process since it partitions an image into coherent parts and extracts interesting objects from the image. In this paper, we consider automatic segmentations of OCT retinal images to find six layer boundaries using convolutional neural networks. Segmenting retinal images by layer boundaries is very important in diagnosing and predicting progress of eye diseases including diabetic retinopathy, glaucoma, and AMD (age-related macular degeneration). We applied well-known CNN architecture for general image segmentation, called Segnet, U-net, and CNN-S into this problem. We also proposed a shortest path-based algorithm for finding the layer boundaries from the outputs of Segnet and U-net. We analysed their performance on public OCT image data set. The experimental results show that the Segnet combined with the proposed shortest path-based boundary finding algorithm outperforms other two networks.
The morphological changes of anthracnose (fungus) -infected tomato seeds have been studied to identify the infection and characterize its effect. Full-field optical coherence tomography (FF-OCT) has been utilized as a nondestructive but efficient modality for visualizing the effects of fungal infection. The cross-sectional images extracted from a stack of en face FF-OCT images showed significant changes with infection in the seed structure. First of all, the seed coat disappeared with the infection. The thickness of the seed coat of a healthy seed was measured as 28.2 ㎛, with a standard deviation of 1.2 ㎛. However, for infected seeds the gap between surface and endosperm was not appreciably observed. In addition, the measurements confirmed that the dryness of seeds did not affect the internal seed structure. The reconstructed three-dimensional (3D) image revealed that the permeability of the seed coat, which plays the vital role of protecting the seed, is also affected by the infection. These results suggest that FF-OCT has good potential for the identification of fungus-infected tomato seeds, and for many other tasks in agriculture.
We demonstrate the capability of differential-phase optical coherence tomography (DP-OCT) to detect superparamagnetic iron oxide (SPIO) nanoparticles taken up by liver parenchymeal macrophages (Kupffer cells). We apply an external time-varying high-intensity focused magnetic field. Our experiments demonstrate a novel diagnostic modality to detect macrophages that have taken up SPIO nanoparticles. Magnetic force acting on the nanoparticles was varied by applying a sinusoidal current to a solenoid containing a conical iron core that substantially increased and focused the magnetic field strength ($B_{max}$ = 2 Tesla). $ApoE^{-/-}$ mice were sacrificed 2 days post intravenous injections of different SPIO doses (1.0, and 0.1 mmol Fe/kg body weight). Livers of $ApoE^{-/-}$ mice with and without injection of SPIO nanoparticles were investigated using DP-OCT, which detects tissue movement with nanometer resolution. Frequency response of iron-laden liver movement was twice the stimulus frequency. Movement was not observed in livers of control mice. Results of our experiments indicate DP-OCT is a candidate methodology to detect tissue based macrophages containing SPIO nanoparticles excited by an external focused magnetic field.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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