|
|
Určování mechanických vlastností spongiózní kostní tkáně proximální části holenní kosti
Leinweber, Vít ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá určováním mechanických vlastností spongiózní kostní tkáně proximální části holenní kosti. Na začátku je teoretická část, která obsahuje popis anatomie holenní kosti z makroskopického i mikroskopického pohledu, pojednání o růstu kostní tkáně, vlivy mající dopad na růst kostní tkáně a popis mechanických vlastností kostní tkáně. Teoretická část je završena podrobnou rešerší článků zabývajících se problematikou této práce. V praktické části jsou změřeny morfometrické parametry spongiózní kostní tkáně a podrobně popsán princip jejich měření pomocí programu ImageJ a rozšiřujícího pluginu BoneJ. Dále je podrobně popsán proces tvorby výpočtového modelu a následně jsou prezentovány výsledky zjištěných mechanických vlastností. Z výsledků jsou vytvořeny regresivní modely popisující závislosti spongiózní kostní tkáně proximální části holenní kosti na měřených histomorfometrických parametrech.
|
|
|
Výpočtová simulace tlakové zkoušky kovové pěny s otevřenými buňkami
Homola, Václav ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá výpočtovou simulací tlakové zkoušky niklové pěny, jejíž model geometrie je sestaven na základě zpracování mikro-CT snímků reálného vzorku. Simulace tlakové zkoušky byla provedena s využitím explicitního řešiče v SW LS-DYNA, jejímž výstupem byla jak deformačně-napěťová odezva pěny, tak její deformovaná síť určená pro další analýzu. V rámci simulace tlakové zkoušky byly provedeny citlivostní studie, pomocí nichž bylo vybráno optimální nastavení modelu poskytující co nejlepší shodu deformačně–napěťové odezvy s experimentem. V dalším kroku byla provedena simulace tahové zkoušky v prostředí ANSYS Classic, jejímž cílem bylo určit moduly pružnosti ve třech navzájem kolmých směrech niklové pěny stlačené na různou úroveň. Provedené simulace odhalily relativně velkou míru anisotropie pěny z pohledu modulu pružnosti v tahu. Lze konstatovat, že dostupná experimentální data korespondují velmi dobře s numerickým odhadem elastických vlastností studované pěny (do určité míry jejího stlačení). V práci byl rovněž analyzován vliv velikosti použitých prvků na vypočtené moduly pružnosti, kde se ukázalo, že rozdíl mezi jemnou a hrubou sítí není zanedbatelný a je tudíž nutné věnovat volbě velikosti sítě patřičnou pozornost. Na základě této studie byla doporučena optimální úroveň diskretizace a celkové nastavení modelu pro dosažení co nejlepší shody modelu s experimentem.
|
|
|
Preklinické využití a kritické zhodnocení mikro-CT z pohledu orální a maxilofaciální chirurgie.
Bartoš, Martin ; Foltán, René (vedoucí práce) ; Naňka, Ondřej (oponent) ; Bulik, Oliver (oponent)
Preklinická zobrazovací metoda mikro-CT (mikrotomografie) umožňuje vizualizovat a kvantifikovat strukturu zkoumaných vzorků, a to s rozlišením v řádu jednotek mikrometrů. Její užití, rozšíření a význam celosvětově narůstá. Kromě řady výhod (nedestruktivita, možnost přímé 3D analýzy, časová efektivita aj.) má mikro-CT i některé limitace (problematická validace výsledků, vliv obrazových modifikací aj.). Tato práce se zabývá využitím a kritickým zhodnocením mikro-CT v oblasti výzkumu a vývoje kovových i nekovových materiálů perspektivně využitelných v klinické praxi k podpoře kostního hojení. První část se věnuje vybraným limitacím mikro-CT. Porovnali jsme mikro-CT a skenovací elektronovou mikroskopii (SEM) při hodnocení velikosti pórů, což je zásadní strukturní parametr tkáňových nosičů. Práce uvádí problematičnost tohoto hodnocení a popisuje významně vyšší hodnoty dosažené pomocí SEM (přibližně trojnásobně), což umožňuje komparaci studií využívajících pouze jednu z metod. V rámci řešení otázky validace mikro-CT analýzy byl vyvinut software umožňující generování fantomových datasetů 3D objektů o definovaných strukturních parametrech, který testování analýzy umožňuje a jenž byl využit v našich projektech k optimalizaci zpracování dat. Dále jsme porovnávali hodnocení struktury kostní tkáně pomocí...
|
|
|
Automatická segmentace cévních systémů myších jater v tomografických datech
Smékalová, Veronika ; Odstrčilík, Jan (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
Metodika zobrazení měkkých tkání se v biologii a medicíně diskutuje již řadu let. Celou dobu se vyvíjí metody, jak dosáhnout věrohodného a přesného zobrazení požadované tkáně či struktury. Rentgenová výpočetní tomografie výrazně pomáhá k dosažení tohoto cíle, ale je nutné neustále inovovat a vylepšovat techniky barvení tkání pro kontrastní zobrazení pod rentgenovým zářením, a také metody zpracování takto pořízených dat. Tato práce se zabývá problematikou zobrazení měkké tkáně myších jater s využitím mikro CT, uvádí postup kontrastování tkáně s využitím syntetické pryskyřice Mikrofilu, a také zpracování pořízených dat metodou prahování a nárůstu regionů s cílem zobrazení měřeného vzorku ve 3D.
|
|
|
Vizualizace morfologických struktur hmyzu s použitím rentgenové mikrotomografie a dalších moderních 3D technik
Rosová, Kateřina ; Prokop, Jakub (vedoucí práce) ; Janšta, Petr (oponent)
V mé bakalářské práci popisuji současně využívané techniky 3D zobrazování morfologických struktur hmyzu. Právě rentgenová mikrotomografie je v současnosti asi nejatraktivnější možností pro vizualizaci vnitřních struktur hmyzu, proto jí v práci věnuji více místa. Zahrnuji sem však i další inovativní techniky. Opomenuty nejsou ani metody tradiční, využívané hlavně v minulosti, které však svou důležitost ani v konkurenci nových metod neztrácejí. V první části jsou jednotlivé metody představeny z hlediska základního funkčního mechanismu, dále jsou popsány základní kroky tvorby 3D rekonstrukcí. Techniky jsou poté porovnávány mezi sebou podle možnosti využití na různé typy a velikosti vzorků, dále s ohledem na požadované konečné rozlišení vizualizace, časovou náročnost technik a jejich invazivitu. V poslední kapitole jsou představeny možnosti využití těchto inovativních metod v entomologii na základě dostupných studií. Klíčová slova: Insecta, morfologie, 3D vizualizace, SEM, CLSM, MRI, Micro-CT
|
|
|
Odhad biomechanických parametrů transverzálních průřezů stehenní kosti u nedospělých jedinců: efekt anatomické lokalizace
Čerevková, Simona ; Sládek, Vladimír (vedoucí práce) ; Hora, Martin (oponent)
Různé techniky ohraničení vnější a vnitřní hranice plochy hutné kostní tkáně (manuální, automatická, semiautomatická) nebo jejich kombinace mohou přinášet rozdílné hodnoty biomechanických (CSG) parametrů z transverzálních průřezů podél délky stehenní kosti u dospělých jedinců. Různé techniky ohraničení hutné kostní tkáně se používají také u nedospělých jedinců, ačkoli spolehlivost odhadu CSG parametrů podél délky diafýzy stehenní kosti nedospělých jedinců není známá. V této studii zjišťujeme, zda manuální ohraničení hutné kostní tkáně v 80 % délky diafýzy nedospělých jedinců lze nahradit jiným typem ohraničení ve vztahu k odhadu CSG parametrů. Zároveň prověřujeme efekt anatomické lokalizace na spolehlivost odhadu CSG parametrů diafýzy stehenní kosti nedospělých jedinců. Zdigitalizovali jsme vnější a vnitřní hranice hutné kostní tkáně z mikro-CT snímků transverzálních průřezů diafýzy stehenní kosti nedospělých jedinců raně středověké populace (N = 46). Digitalizace a výpočty CSG parametrů byly zhotoveny v programu Fiji s implementací makra EPJMacro. Spolehlivost odhadu jsme stanovili na základě průměrné procentuální predikční chyby (%PE) a limitů shody. Průměrnou %PE jsme vztahovali k akceptované chybě 5 % z hodnoty parametru získaného manuálním ohraničením hutné kostní tkáně. Porovnali jsme %PE...
|
|
|
Studium morfologie aneuryzmatu břišní aorty
Eberlová, Lada ; Valenta, Jiří (vedoucí práce) ; Stingl, Josef (oponent) ; Šebesta, Pavel (oponent)
Aneuryzma abdominální aorty (AAA) je závažné onemocnění postihující v rozvinutých zemích asi 3 % mužů nad 65 let. Za aneuryzma je u břišní aorty považována dilatace všech vrstev stěny nad 3 cm. Většina AAA je malých a asymptomatických, a ačkoli riziko jejich ruptury roste s velikostí aneuryzmatického vaku, praskají i malá aneuryzmata. Mortalita ruptur se pohybuje kolem 70 %. Operace je u asymptomatických pacientů indikována u průměru AAA nad 5,5 cm. Jelikož je průměrná rychlost růstu AAA 0,3 cm za rok, vzniká u časně diagnostikovaných pacientů několikaletý interval pro farmakologické ovlivnění progrese tohoto onemocnění. Znalost patogeneze je nezbytná pro každou cílenou farmakoterapii. Základem našich prospektivních nerandomizovaných studií je použití stereologických metod pro histopatologická hodnocení vzorků AAA. Získaná data pak umožňují statistické hodnocení včetně testování hypotéz. Ve studii zaměřené na histopatologii vzorků jsme u 65 pacientů s AAA (65 stěn a 55 trombů) a 6 normálních břišních aort od orgánových dárců hodnotili tyto parametry: délkovou hustotu elastinu, plošný podíl elastinu a kolagenu v intimě a medii, plošný podíl aktinu, desminu a vimentinu ve stejné referenční ploše. V celé stěně jsme odhadovali počet cévních profilů na jednotku plochy, plošný podíl granulocytů a...
|
|
| |
|
|
Rentgenová počítačová tomografie embrya myši
Šejnohová, Marie ; Walek, Petr (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
Jedním z cílů diplomové práce je porovnání možností dostupných mikro-CT. Teoretická část se zabývá možnostmi barvení měkkých tkání a embryí z důvodu zvýšení kontrastu mikro-CT snímků u těchto tkání. Dále se zde popisují zdroje záření a detektory dostupných mikro-CT systémů. V praxi bylo realizováno barvení embrya ve spolupráci s Ústavem embryologie a histologie v Brně. Následně proběhlo skenování na stanici v Brně na FSI, v Praze na ČVUT a synchrotronu Elettra v Itálii. V práci jsou popsána měření embrya myši pomocí výše uvedených zařízení a výsledky porovnány. Nejlepších výsledků bylo dosaženo na mikro-CT v Brně, kde se využívá rentgenová trubice a flat panel detektor. Tyto snímky se použily pro segmentaci chrupavčité tkáně čichového ústrojí pomocí metody 3D region growing. Z výsledných dat byly vytvořeny 3D modely za účelem porovnání s manuálně segmentovaným modelem. Poloautomatickou segmentací se dosahuje méně přesných výsledků, ale z hlediska časové náročnosti je tato metoda vhodnější.
|
|
|
On the reliability of microstructural models of trabecular bone with tissue properties from nanoindentation for bone quality assessment
Jiroušek, Ondřej ; Zlámal, Petr
Material properties of trabecular bone can be inversely determined by microstructural finite element (FE) models. The geometry of these models is developed using three-dimensional image data from microfocus Computed Tomography (micro-CT). The reliability of these models to predict the overall elastic properties is influenced by several factor, namely the tissue material properties, resolution of the input images, quality of the segmentation and quality of the FE mesh. This article describes all the aspects of proper and reliable inverse estimation of bone quality using the microstructural models with tissue properties assessed by nanoindentation.
|
host ::
RSS.