|
|
Návrh optoelektrického snímače biologických tkání
Balík, Zdeněk ; Bartlová, Milada (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Biologické tkáně jsou opticky nehomogenní a absorpční materiály. Jsou složeny z různých struktur, jako jsou buňky, buněčné organely a různé vláknové struktury. Vlivem těchto struktur dochází k různým interakcím se světlem a k jevům jako je absorpce, rozptyl nebo polarizace světla. Ke zkoumání zralosti masa se používají četné metody ultrazvukové, elektromagnetické, elektrické i optické. Svaly představují anizotropní prostředí, jehož elektrické a optické vlastnosti se mění v závislosti na směru šíření signálů. V této práci je zkoumáno porovnání elektrických impedančních měření s měřením rozptýleného polarizovaného světla. Zvolili jsme vzorky vepřového a kuřecího masa, které se vyznačují relativně homogenní strukturou. Elektrická metoda je slibná v tom, že poskytuje mnohem více informací pomocí relativně laciného a rychlého měřicího systému. Navržená optická metoda umožnuje měřit stáčení polarizační roviny s časem zrání masa v rozsahu 95°. Přes první nadějné dosažené výsledky v této diplomové práci bude třeba provést další měření, která by ukázala vztah mezi optickým rozptylem, elektrickou anizotropií a strukturálními změnami v mase při jeho stárnutí.
|
|
|
Study of Scattering and Polarization of Light in Biological Tissue
Abubaker, Hamed Mohamed ; Hrabovský, Miroslav (oponent) ; Číp, Ondřej (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Tissue optics becomes a rapidly expanding field of great interest and a precise knowledge of optical properties of biological tissues is essential for biomedical investigation and food quality control. If the sample of tissue is illuminated, the multiple scattering occurs. In the case of the postmortem tissue (meat) the cell dimensions are larger than the wavelength. Mie scattering of transmitted or reflected light arises and produces various polarization states. Polarization properties of light scattered from a scattering medium have been studied with experiments and modeling. Two modified experiments were performed: scattering of polarized light passing twice the sample (forward and backward) and only transmitted light. The measurements of scattered light display depolarization and rotation of polarized light, which depend both on orientation of the muscle fibers and ageing process of meat. Theoretical description of turbid biological tissue and computing of radiative transfer equation by modified Polarized Light Monte Carlo (PLMC) method has also been executed. It is shown that the degree of polarization is sensitive to the optical properties of the turbid medium. The results demonstrate that polarized light scattered from a scattering medium is sensitive to the state of input polarization and the optical properties and thickness of the tissue during the ageing. The correlations of polarization changes and freshness of meat, as well as dynamic behavior of the polarization in ageing meat are shown.
|
|
|
Alternative Methods for the Analysis of Structural Changes in Muscle Tissue
Kaspar, Pavel ; Hrabovský, Miroslav (oponent) ; Adam, Vojtěch (oponent) ; Grmela, Lubomír (vedoucí práce)
In this dissertation the topic of structural change analysis of muscle tissue and the methodical approach to this measurement is explored. Even though a considerable number of detection methods for the evaluation of specific changes in muscles exist, especially in the meat intended for consumption, the vast majority focuses only on a single process within the tissue and requires complicated approach and expensive instruments. The topic of this work is therefore not finding more precise and specific means of analysis, than the already existing ones, but rather to select an alternative approach to the given problematic. Part of the explored approach is also the endeavor to find a way to bypass the technological requirements while staying as close to the informational value of the high end methods as possible. To this end an informational base of theoretical knowledge and the experience in experimental approaches in the field of physics, optics and biological tissues and processes is required. The three main approaches described in this work are based on the acquired information throughout the research of the topic and understanding of the basic workings of muscle tissue. The methods created for this thesis make use of photons in the transmission and reflection measurement setup. By observing the changes in absorption, dispersion and polarization of the light after the interaction with muscle tissue sample the other optical parameters are evaluated, including the refractive index and optical anisotropy. The identification of changes in optical parameters together with the Monte Carlo simulation allows for distinction between fresh, aged, dried, frozen and thawed, and refrozen and thawed samples.
|
|
|
Návrh a realizace měření elektrických vlastností biologických tkání
Kocová, Lucie ; Palai-Dany, Tomáš (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na elektrické vlastnosti biologických tkání, především masa. Elektrické vlastnosti závisí na fyzikálních a chemických parametrech, které určují koncentraci a pohyblivost iontů v rámci metabolických tekutin. Z elektrického hlediska může být maso jednoduše nahrazeno polem protáhlých vodivých buněk izolovaných od sebe izolační membránou. V další části je popsán Frickeův model, který nám popisuje měření impedance tkáně při nízkých a vysokých frekvencích. Cílem práce je posoudit, jak se mění závislost impedance dielektrického vzorku na kmitočtu použitého elektrického signálu v průběhu optimálního stárnutí či zrání masa.
|
|
|
Alternative Methods for the Analysis of Structural Changes in Muscle Tissue
Kaspar, Pavel ; Hrabovský, Miroslav (oponent) ; Adam, Vojtěch (oponent) ; Grmela, Lubomír (vedoucí práce)
In this dissertation the topic of structural change analysis of muscle tissue and the methodical approach to this measurement is explored. Even though a considerable number of detection methods for the evaluation of specific changes in muscles exist, especially in the meat intended for consumption, the vast majority focuses only on a single process within the tissue and requires complicated approach and expensive instruments. The topic of this work is therefore not finding more precise and specific means of analysis, than the already existing ones, but rather to select an alternative approach to the given problematic. Part of the explored approach is also the endeavor to find a way to bypass the technological requirements while staying as close to the informational value of the high end methods as possible. To this end an informational base of theoretical knowledge and the experience in experimental approaches in the field of physics, optics and biological tissues and processes is required. The three main approaches described in this work are based on the acquired information throughout the research of the topic and understanding of the basic workings of muscle tissue. The methods created for this thesis make use of photons in the transmission and reflection measurement setup. By observing the changes in absorption, dispersion and polarization of the light after the interaction with muscle tissue sample the other optical parameters are evaluated, including the refractive index and optical anisotropy. The identification of changes in optical parameters together with the Monte Carlo simulation allows for distinction between fresh, aged, dried, frozen and thawed, and refrozen and thawed samples.
|
|
|
Study of Scattering and Polarization of Light in Biological Tissue
Abubaker, Hamed Mohamed ; Hrabovský, Miroslav (oponent) ; Číp, Ondřej (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Tissue optics becomes a rapidly expanding field of great interest and a precise knowledge of optical properties of biological tissues is essential for biomedical investigation and food quality control. If the sample of tissue is illuminated, the multiple scattering occurs. In the case of the postmortem tissue (meat) the cell dimensions are larger than the wavelength. Mie scattering of transmitted or reflected light arises and produces various polarization states. Polarization properties of light scattered from a scattering medium have been studied with experiments and modeling. Two modified experiments were performed: scattering of polarized light passing twice the sample (forward and backward) and only transmitted light. The measurements of scattered light display depolarization and rotation of polarized light, which depend both on orientation of the muscle fibers and ageing process of meat. Theoretical description of turbid biological tissue and computing of radiative transfer equation by modified Polarized Light Monte Carlo (PLMC) method has also been executed. It is shown that the degree of polarization is sensitive to the optical properties of the turbid medium. The results demonstrate that polarized light scattered from a scattering medium is sensitive to the state of input polarization and the optical properties and thickness of the tissue during the ageing. The correlations of polarization changes and freshness of meat, as well as dynamic behavior of the polarization in ageing meat are shown.
|
|
|
Návrh optoelektrického snímače biologických tkání
Balík, Zdeněk ; Bartlová, Milada (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Biologické tkáně jsou opticky nehomogenní a absorpční materiály. Jsou složeny z různých struktur, jako jsou buňky, buněčné organely a různé vláknové struktury. Vlivem těchto struktur dochází k různým interakcím se světlem a k jevům jako je absorpce, rozptyl nebo polarizace světla. Ke zkoumání zralosti masa se používají četné metody ultrazvukové, elektromagnetické, elektrické i optické. Svaly představují anizotropní prostředí, jehož elektrické a optické vlastnosti se mění v závislosti na směru šíření signálů. V této práci je zkoumáno porovnání elektrických impedančních měření s měřením rozptýleného polarizovaného světla. Zvolili jsme vzorky vepřového a kuřecího masa, které se vyznačují relativně homogenní strukturou. Elektrická metoda je slibná v tom, že poskytuje mnohem více informací pomocí relativně laciného a rychlého měřicího systému. Navržená optická metoda umožnuje měřit stáčení polarizační roviny s časem zrání masa v rozsahu 95°. Přes první nadějné dosažené výsledky v této diplomové práci bude třeba provést další měření, která by ukázala vztah mezi optickým rozptylem, elektrickou anizotropií a strukturálními změnami v mase při jeho stárnutí.
|
|
|
Investigation of Optical Properties of Biological Tissues
Prokopyeva, E.
Optical methods of biological tissue investigation are the most promising in various applications such as biomedicine, agriculture, food control, due to their significant advantages. This paper describes the optical system for measuring optical parameters of back-scattered light, experiments were provided with pork chop slices.
|
|
| |
|
|
Návrh a realizace měření elektrických vlastností biologických tkání
Kocová, Lucie ; Palai-Dany, Tomáš (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na elektrické vlastnosti biologických tkání, především masa. Elektrické vlastnosti závisí na fyzikálních a chemických parametrech, které určují koncentraci a pohyblivost iontů v rámci metabolických tekutin. Z elektrického hlediska může být maso jednoduše nahrazeno polem protáhlých vodivých buněk izolovaných od sebe izolační membránou. V další části je popsán Frickeův model, který nám popisuje měření impedance tkáně při nízkých a vysokých frekvencích. Cílem práce je posoudit, jak se mění závislost impedance dielektrického vzorku na kmitočtu použitého elektrického signálu v průběhu optimálního stárnutí či zrání masa.
|
host ::
RSS.