|
|
Koherencí řízený holografický mikroskop s digitální optikou
Vavřinová, Jana ; Jákl, Petr (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
Technologie digitálního mikrozrcátkového systému (DMD, z anglického Digital Micromirror Device) byla vyvinuta zejména pro DLP (Digital Light Processing) projektory , které umožňují promítání obrazu. Po této velmi úspěšné aplikaci, díky komerční dostupnosti a nízké ceně DMD čipu, se naskytlo mnoho dalších možností. Mimo jiné je možné jej využít i v mikroskopii jako prostorový modulátor světla. Konkrétně v Koherencí řízeném holografickém mikroskopu (CCHM, Coherence-Controlled Holographic Microscope), který nachází uplatnění zejména pro zobrazování a měření dynamiky živých buněk. DMD čip, umístěný v osvětlovací části CCHM, umožní jeho širší využití. Mezi ně patří například experimenty s různými módy osvětlení a pro tomografické aplikace. V diplomové práci je pojednáno o optickém návrhu podoby optické cesty CCHM s DMD čipem. Je popsán výběr optických prvků pro CCHM, experimentální ověření zobrazovací soustavy a postup při návrhu osvětlovací soustavy mikroskopu. V závěru práce jsou provedeny analýzy čtyř návrhů pro osvětlovací část mikroskopu s DMD čipem v objektové větvi, které jsou mezi sebou porovnány.
|
|
| |
|
|
Analysis of Microscopic Images of Cancer Cells
Vičar, Tomáš ; Matula,, Petr (oponent) ; Sladoje, Natasa (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
This dissertation focuses on the analysis of various forms of microscopic image data of cancer cells (static 2D images, static 3D stacks, 2D timelapse live cell imaging). The main focus is on data acquired with a~coherence controlled holographic microscope, which is a~relatively new modality capable of contrast imaging of live cells without staining (label-free) and provide quantitative information (Quantitative Phase Imaging - QPI). In this thesis, the basic procedure for the analysis of cell images is described, where new methods for the individual steps are developed and refined. The largest part of the thesis is devoted to cell segmentation, where classical and deep learning-based methods are summarized. New methods suitable specifically for QPI data are also developed. A~part of the thesis is devoted to the segmentation of 3D fluorescence nuclei and the detection of DNA breaks using deep learning. The thesis also deals with further processing in the form of cell tracking, feature extraction and subsequent analysis, where cell death is detected and suitable interpretable features are developed to classify cell death into apoptotic and lytic. Overall, this thesis contributes to the development of different steps of image analysis of cancer cells and reflects current advances in the image analysis field, deep learning approaches in particular, which is also demonstrated in several research applications.
|
|
|
Testování reflexního módu multimodálního holografického mikroskopu
Kachtík, Lukáš ; Slabý, Tomáš (oponent) ; Křížová, Aneta (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá testováním reflexního módu Multimodálního holografického mikroskopu zkonstruovaného ve spolupráci s firmou TESCAN. Testováním se myslí především stanovení osového a laterálního rozlišení, ověření osové intenzitní odezvy a zdokumentování chyb a nedostatků nalezených při měření. Závěr práce je věnován srovnání s mikroskopem atomárních sil. Správné pochopení ovládání mikroskopu a vypracování postupu k jeho naladění bylo nezbytnou součástí této práce.
|
|
|
Automatizované procedury pro Koherencí řízený holografický mikroskop
Dostál, Zbyněk ; Štarha, Pavel (oponent) ; Jákl, Petr (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Koherencí řízený holografický mikroskop (CCHM) a Fluorescenční holografický mikroskop (FHM) byly vyvinuty zejména pro kvantitativní fázové zobrazování a měření dynamiky živých buněk, které obvykle bývá předmětem digitální holografické mikroskopie (DHM). CCHM a FHM v režimu nízké koherence rozšiřují možnosti digitální holografické mikroskopie pro studium živých buněk. Nicméně, výhoda plynoucí z využití nízké koherence je doprovázena zvýšenou citlivostí systému na přesnou justáž. Z tohoto důvodu je zavedení automatické justáže systému nevyhnutelné. V disertační práci je odvozena teorie řízení, je navržen a experimentálně ověřen automatizovaný systém justáže pro oba mikroskopy. Bylo zjištěno, že holografický signál je významnou veličinou pro provádění justážních postupů. Na tomto základě byly odvozeny původní procedury nastavení, které obsahují procesy pro počáteční a pokročilou justáž, jakož i pro dlouhodobé udržení mikroskopu v naladěném stavu. Automatizované procesy byly v obou mikroskopech implementovány pomocí původní sady robotických mechanismů. Všechny v práci popsané postupy byly experimentálně ověřeny na mikroskopech v laboratoři experimentální biofotoniky. Pro FHM byl navíc vyvinut ovládací software, který obsahuje potřebné automatizované procedury.
|
|
|
Analysis of Microscopic Images of Cancer Cells
Vičar, Tomáš ; Matula,, Petr (oponent) ; Sladoje, Natasa (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
This dissertation focuses on the analysis of various forms of microscopic image data of cancer cells (static 2D images, static 3D stacks, 2D timelapse live cell imaging). The main focus is on data acquired with a~coherence controlled holographic microscope, which is a~relatively new modality capable of contrast imaging of live cells without staining (label-free) and provide quantitative information (Quantitative Phase Imaging - QPI). In this thesis, the basic procedure for the analysis of cell images is described, where new methods for the individual steps are developed and refined. The largest part of the thesis is devoted to cell segmentation, where classical and deep learning-based methods are summarized. New methods suitable specifically for QPI data are also developed. A~part of the thesis is devoted to the segmentation of 3D fluorescence nuclei and the detection of DNA breaks using deep learning. The thesis also deals with further processing in the form of cell tracking, feature extraction and subsequent analysis, where cell death is detected and suitable interpretable features are developed to classify cell death into apoptotic and lytic. Overall, this thesis contributes to the development of different steps of image analysis of cancer cells and reflects current advances in the image analysis field, deep learning approaches in particular, which is also demonstrated in several research applications.
|
|
|
Koherencí řízený holografický mikroskop s digitální optikou
Vavřinová, Jana ; Jákl, Petr (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
Technologie digitálního mikrozrcátkového systému (DMD, z anglického Digital Micromirror Device) byla vyvinuta zejména pro DLP (Digital Light Processing) projektory , které umožňují promítání obrazu. Po této velmi úspěšné aplikaci, díky komerční dostupnosti a nízké ceně DMD čipu, se naskytlo mnoho dalších možností. Mimo jiné je možné jej využít i v mikroskopii jako prostorový modulátor světla. Konkrétně v Koherencí řízeném holografickém mikroskopu (CCHM, Coherence-Controlled Holographic Microscope), který nachází uplatnění zejména pro zobrazování a měření dynamiky živých buněk. DMD čip, umístěný v osvětlovací části CCHM, umožní jeho širší využití. Mezi ně patří například experimenty s různými módy osvětlení a pro tomografické aplikace. V diplomové práci je pojednáno o optickém návrhu podoby optické cesty CCHM s DMD čipem. Je popsán výběr optických prvků pro CCHM, experimentální ověření zobrazovací soustavy a postup při návrhu osvětlovací soustavy mikroskopu. V závěru práce jsou provedeny analýzy čtyř návrhů pro osvětlovací část mikroskopu s DMD čipem v objektové větvi, které jsou mezi sebou porovnány.
|
|
|
Automatizované procedury pro Koherencí řízený holografický mikroskop
Dostál, Zbyněk ; Štarha, Pavel (oponent) ; Jákl, Petr (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Koherencí řízený holografický mikroskop (CCHM) a Fluorescenční holografický mikroskop (FHM) byly vyvinuty zejména pro kvantitativní fázové zobrazování a měření dynamiky živých buněk, které obvykle bývá předmětem digitální holografické mikroskopie (DHM). CCHM a FHM v režimu nízké koherence rozšiřují možnosti digitální holografické mikroskopie pro studium živých buněk. Nicméně, výhoda plynoucí z využití nízké koherence je doprovázena zvýšenou citlivostí systému na přesnou justáž. Z tohoto důvodu je zavedení automatické justáže systému nevyhnutelné. V disertační práci je odvozena teorie řízení, je navržen a experimentálně ověřen automatizovaný systém justáže pro oba mikroskopy. Bylo zjištěno, že holografický signál je významnou veličinou pro provádění justážních postupů. Na tomto základě byly odvozeny původní procedury nastavení, které obsahují procesy pro počáteční a pokročilou justáž, jakož i pro dlouhodobé udržení mikroskopu v naladěném stavu. Automatizované procesy byly v obou mikroskopech implementovány pomocí původní sady robotických mechanismů. Všechny v práci popsané postupy byly experimentálně ověřeny na mikroskopech v laboratoři experimentální biofotoniky. Pro FHM byl navíc vyvinut ovládací software, který obsahuje potřebné automatizované procedury.
|
|
|
Automatizované procedury pro Koherencí řízený holografický mikroskop
Dostál, Zbyněk ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Koherencí řízený holografický mikroskop (CCHM) a Fluorescenční holografický mikroskop (FHM) byly vyvinuty zejména pro kvantitativní fázové zobrazování a měření dynamiky živých buněk, které obvykle bývá předmětem digitální holografické mikroskopie (DHM). CCHM a FHM v režimu nízké koherence rozšiřují možnosti digitální holografické mikroskopie pro studium živých buněk. Nicméně, výhoda plynoucí z využití nízké koherence je doprovázena zvýšenou citlivostí systému na přesnou justáž. Z tohoto důvodu je zavedení automatické justáže systému nevyhnutelné. V disertační práci je odvozena teorie řízení, je navržen a experimentálně ověřen automatizovaný systém justáže pro oba mikroskopy. Bylo zjištěno, že holografický signál je významnou veličinou pro provádění justážních postupů. Na tomto základě byly odvozeny původní procedury nastavení, které obsahují procesy pro počáteční a pokročilou justáž, jakož i pro dlouhodobé udržení mikroskopu v naladěném stavu. Automatizované procesy byly v obou mikroskopech implementovány pomocí původní sady robotických mechanismů. Všechny v práci popsané postupy byly experimentálně ověřeny na mikroskopech v laboratoři experimentální biofotoniky. Pro FHM byl navíc vyvinut ovládací software, který obsahuje potřebné automatizované procedury.
|
|
| |
host ::
RSS.