|
|
Využití fázového kontrastu v rentgenové počítačové tomografii
Kalasová, Dominika ; Švéda,, Libor (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
Rentgenová počítačová tomografie umožňuje nedestruktivní 3D zobrazování vnitřní struktury objektů, je však omezena absorpčními vlastnostmi látek. Zobrazování ve fázovém kontrastu umožňuje pozorování vzorků s nízkou absorpcí nebo částí, jež mají absorpci velmi podobnou. Kvůli požadavkům na prostorovou koherenci záření bylo zobrazování ve fázovém kontrastu dlouhou dobu omezeno na synchrotronové zdroje nebo na speciální techniky. S rozvojem techniky je dnes možné použití těchto metod i na laboratorních zdrojích. Tato práce podává základní přehled dnes používaných metod zobrazování ve fázovém kontrastu s důrazem na metodu volného šíření záření. Ukazuje příklady použití této metody a aplikaci tzv. phase retrieval algoritmu na datech z tomografických systémů RIGAKU Nano3DX a GE phoenix v|tome|x L240 v Laboratoři rentgenové mikro a nanotomografie CEITEC VUT.
|
|
|
X-ray nano computed tomography of structured polymeric biomaterials
Kalasová, Dominika ; Oberta,, Peter (oponent) ; Kataja, Markku (oponent) ; Kaiser, Jozef (vedoucí práce)
This thesis is focused on an advanced imaging method X-ray computed nanotomography (CT). This non-destructive technique is used for the research of various biomaterials in tissue engineering and material science in general (scaffolds, polymers, ceramics, composites, etc.). Visualisation and quantification in 3D are advantageous in multidisciplinary approach usually applied in these fields. The objective of the thesis is divided into two topics. The first topic is about optimisation of the measurement procedure for various soft materials by CT with the laboratory X-ray sources. Mostly, the phase contrast propagation-based CT imaging (PBI) is involved here. This work theoretically describes the PBI and demonstrates this phenomenon via several sets of measurements. The necessary post-processing of PBI data is implemented and evaluated based on data quality enhancement. The second topic shows specific applications of CT in material engineering. Several studies with different CT devices show a few examples of possible applications and image processing options. Examples of correlation of CT with other complementary techniques show how CT can be applied in a multidisciplinary approach to solving complex scientific problems.
|
|
|
Phase plates for transmission electron microscopy
Špičáková, Tereza ; Sháněl, Ondřej (oponent) ; Konečná, Andrea (vedoucí práce)
Samples consisting of light atoms, such as biological samples, provide low contrast in the transmission electron microscope images. However, introducing an additional phase shift between the electrons carrying the information of the sample and the background electrons can enhance the contrast significantly without impacting the quality of the image. This effect can be achieved by using a phase plate in the microscope. Phase plates based on a thin amorphous carbon film are used in conventional transmission electron microscopes. In recent years, extensive research in advanced phase plate design has been carried out. Yet, only a few studies on materials for the thin film-based phase plates have been published. For this reason, the main goal of this master’s project is to design measurements of the phase-shifting properties of various materials. In the first part of this thesis, the theory of electron wave imaging in a transmission electron microscope is described. Then, we review and compare phase plate designs. In the second part, four designs of the experimental setup are presented, out of which two have been tested experimentally. The measurements have been performed on a series of samples of different thicknesses and materials, and the results have been appropriately analysed. Furthermore, the qualitative behaviour of the tested designs has been compared to theoretical computations.
|
|
|
Metodika pozorování Dictyostelia discoidea v transmisním digitálním holografickém mikroskopu
Křížová, Aneta ; Ježek, Jan (oponent) ; Uhlířová, Hana (vedoucí práce)
Předmětem bakalářské práce bylo zobrazit Dictyostelium discoideum transmisním digitálním holografickým mikroskopem a porovnat toto zobrazení s běžně používanou mikroskopickou technikou. Práce je rozdělena na část teoretickou a experimentální. V teoretické části je popsáno uspořádání transmisního digitálního holografického mikroskopu, základní postup práce s tímto mikroskopem a fyzikální podstata zobrazování mikroskopem. Dále je vysvětlen průběh rekonstrukce obrazu a numerického zpracování fáze. Na konci této části je uveden biologický popis pozorovaných buněk Dictyostelia discoidea. V experimentální části je popsána kultivace a příprava buněk Dictyostelia discoidea pro pozorování a postup provedených pozorování. Buňky Dictyostelia discoidea byly zobrazeny v několika experimentech metodou klasického fázového kontrastu. Transmisním digitálním holografickým mikroskopem byly buňky pozorovány ve dvou prostředích. Získaná data byla zpracována metodou Dynamických fázových diferencí a vyhodnocena.
|
|
|
X-ray computed tomography analysis of mouse embryonic heart
Dobrovodská, Daniela ; Oberta, Peter (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
X-ray computed tomography is a versatile technique allowing non-destructive three-dimensional (3D) imaging. It is widely used in industry for metrology and material characterisation. Lately, it has found its importance also in biology and developmental science, where the 3D reconstructed data provide more comprehensive information about the sample than the conventional 2D imaging methods. Moreover, it can produce high-quality images of various biological samples. The obstacle in imaging biological samples might be a very similar attenuation coefficient of soft tissue, and therefore staining with chemical substance must be used. This thesis aims to use microcomputed tomography to visualise and qualitatively evaluate embryonic mouse hearts E17.5 and introduce the best staining protocol. Furthermore, the methodology for highlighting differences between wild type mice and mutant were introduced. Rigaku nano 3DX was used for the experiments with mouse heart interventricular septum, and after considering the specific setting of the device, the phase retrieval algorithm was applied. Finally, the validation of the $\mu$CT data was performed by comparing pictures from the confocal microscope.
|
|
|
Optimalizace metody rentgenové počítačové tomografie pro zobrazení materiálů s nízkou hustotou
Maleček, Lukáš ; Oberta, Peter (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
Rentgenová výpočetní tomografie je technika umožňující trojrozměrné nedestruktivní zobrazování vnitřních struktur měřených objektů. Tato zobrazovací metoda se stala standardním nástrojem využívaným v celé řadě oborů, včetně lékařství, průmyslu či vědy. Tradiční rentgenová výpočetní tomografie je založená na absorpci rentgenového záření při průchodu měřeným objektem. Tento konvenční způsob zobrazování má však své limity, kterých dosahuje například při měření objektů s nízkou hustotou, jež vykazují nízký útlum rentgenového záření. V těchto případech nedochází k zisku dostatečného kontrastu mezi měřeným objektem a pozadím. Diplomová práce se zabývá optimalizací zobrazování ve fázovém kontrastu, který pro překročení limitů absorpční výpočetní tomografie využívá změny ve fázi záření při průchodu vzorkem. V této práci je zaznamenání změn ve fázi dosaženo metodou volného šíření záření. Hlavním cílem je vytvoření metodiky sloužící k nalezení správných parametrů, nejen v části akvizice tomografických dat, ale i pro následné zpracování získaných rentgenových projekcí. Na dosažených výsledcích je kvalitativně i kvantitativně hodnocen přínos vytvořené metodiky.
|
|
|
Phase plates for transmission electron microscopy
Špičáková, Tereza ; Sháněl, Ondřej (oponent) ; Konečná, Andrea (vedoucí práce)
Samples consisting of light atoms, such as biological samples, provide low contrast in the transmission electron microscope images. However, introducing an additional phase shift between the electrons carrying the information of the sample and the background electrons can enhance the contrast significantly without impacting the quality of the image. This effect can be achieved by using a phase plate in the microscope. Phase plates based on a thin amorphous carbon film are used in conventional transmission electron microscopes. In recent years, extensive research in advanced phase plate design has been carried out. Yet, only a few studies on materials for the thin film-based phase plates have been published. For this reason, the main goal of this master’s project is to design measurements of the phase-shifting properties of various materials. In the first part of this thesis, the theory of electron wave imaging in a transmission electron microscope is described. Then, we review and compare phase plate designs. In the second part, four designs of the experimental setup are presented, out of which two have been tested experimentally. The measurements have been performed on a series of samples of different thicknesses and materials, and the results have been appropriately analysed. Furthermore, the qualitative behaviour of the tested designs has been compared to theoretical computations.
|
|
|
Použití experimentálního MR zobrazení v neurochirurgii, diagnostické markery u expanzivních procesů mozku. Diagnostické markery u pacientů s normotenzním hydrocefalem
Vlasák, Aleš ; Bradáč, Ondřej (vedoucí práce) ; Hejčl, Aleš (oponent) ; Krahulík, David (oponent)
Přes dekády trvající výzkum normotenzního hydrocefalu (NPH) není dosud znám jednoznačný patofyziologický mechanismus tohoto onemocnění a z toho vyplývá i absence jednoznačného diagnostického biomarkeru. Přitom NPH je na rozdíl od podobných neurodegenerativních onemocnění plně léčitelný zavedením ventrikulo-peritoneálního zkratu. Diagnostika stojí na invazivním funkčním testování, naopak zobrazovací metody hrají pouze podpůrnou roli. Tato práce je vedena snahou o nalezení dostatečně senzitivního a specifického biomarkeru na MRI zobrazení s využitím pokročilých analytických metod. V tomto směru byla testována především strukturální volumetrie a metoda fázového kontrastu. Jednotlivé parciální výsledky obou těchto modalit již byly v literatuře popsané, závěry však byly nejednoznačné. Přínosem této práce je především rozsah testovaných parametrů a jejich dosud netestovaná pokročilá analýza - přesná automatická segmentace u volumetrické studie a algoritmy strojového učení u studie fázového kontrastu. V rámci volumetrické studie jsme provedli segmentaci celkem 26 struktur na 74 pacientech (29 s diagnostikovaným NPH, 45 bez NPH). V případě předoperačního vyšetření jsme prokázali statisticky významné rozdíly velikosti levého hipokampu, corpus callosum, levého globus pallidus internus, šedé a bílé hmoty a ve...
|
|
|
X-ray computed tomography analysis of mouse embryonic heart
Dobrovodská, Daniela ; Oberta, Peter (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
X-ray computed tomography is a versatile technique allowing non-destructive three-dimensional (3D) imaging. It is widely used in industry for metrology and material characterisation. Lately, it has found its importance also in biology and developmental science, where the 3D reconstructed data provide more comprehensive information about the sample than the conventional 2D imaging methods. Moreover, it can produce high-quality images of various biological samples. The obstacle in imaging biological samples might be a very similar attenuation coefficient of soft tissue, and therefore staining with chemical substance must be used. This thesis aims to use microcomputed tomography to visualise and qualitatively evaluate embryonic mouse hearts E17.5 and introduce the best staining protocol. Furthermore, the methodology for highlighting differences between wild type mice and mutant were introduced. Rigaku nano 3DX was used for the experiments with mouse heart interventricular septum, and after considering the specific setting of the device, the phase retrieval algorithm was applied. Finally, the validation of the $\mu$CT data was performed by comparing pictures from the confocal microscope.
|
|
|
X-ray nano computed tomography of structured polymeric biomaterials
Kalasová, Dominika ; Oberta,, Peter (oponent) ; Kataja, Markku (oponent) ; Kaiser, Jozef (vedoucí práce)
This thesis is focused on an advanced imaging method X-ray computed nanotomography (CT). This non-destructive technique is used for the research of various biomaterials in tissue engineering and material science in general (scaffolds, polymers, ceramics, composites, etc.). Visualisation and quantification in 3D are advantageous in multidisciplinary approach usually applied in these fields. The objective of the thesis is divided into two topics. The first topic is about optimisation of the measurement procedure for various soft materials by CT with the laboratory X-ray sources. Mostly, the phase contrast propagation-based CT imaging (PBI) is involved here. This work theoretically describes the PBI and demonstrates this phenomenon via several sets of measurements. The necessary post-processing of PBI data is implemented and evaluated based on data quality enhancement. The second topic shows specific applications of CT in material engineering. Several studies with different CT devices show a few examples of possible applications and image processing options. Examples of correlation of CT with other complementary techniques show how CT can be applied in a multidisciplinary approach to solving complex scientific problems.
|
host ::
RSS.