|
|
DEEP LEARNING FOR SINGLE-VOXEL AND MULTIDIMENSIONAL MR-SPECTROSCOPIC SIGNAL QUANTIFICATION, AND ITS COMPARISON WITH NONLINEAR LEAST-SQUARES FITTING
Shamaei, Amirmohammad ; Latta,, Peter (oponent) ; Kozubek, Michal (oponent) ; Jiřík, Radovan (vedoucí práce)
Preprocessing, analysis, and quantification of Magnetic resonance spectroscopy (MRS) signals are required for obtaining the metabolite concentrations of the tissue under investigation. However, a fast, accurate, and efficient post-acquisition workflow (preprocessing, analysis, and quantification) of MRS is challenging. This thesis introduces novel deep learning (DL)-based approaches for preprocessing, analysis, and quantification of MRS data. The proposed methods achieved the objectives of robust data preprocessing, fast and efficient MR spectra quantification, in-vivo concentration quantification, and the uncertainty estimation of quantification. The results showed that the proposed approaches significantly improved the speed of MRS signal preprocessing and quantification in a self-supervised manner. Our proposed methods showed comparable results with the traditional methods in terms of accuracy. Furthermore, a standard data format was introduced to facilitate data sharing among research groups for artificial intelligence applications. The findings of this study suggest that the proposed DL-based approaches have the potential to improve the accuracy and efficiency of MRS for medical diagnosis. The dissertation is structured into four parts: an introduction, a review of state-of-the-art research, a summary of the aims and objectives, and a collection of publications that showcase the author's contribution to the field of DL applications in MRS.
|
|
|
Modelování procesu projekčního a projekčně-rekonstrukčního rtg zobrazení
Fiala, Petr ; Jiřík, Radovan (oponent) ; Drastich, Aleš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá fyzikálními základy generace rtg záření, vzniku obrazu při projekčním a projekčně rekonstrukčním zobrazení. V další fázi je popsán návrh uživatelské aplikace v prostředí Matlab sloužící jako laboratorní úloha, která je zaměřena na simulaci projekčního a projekčně rekonstrukčního zobrazení. Program zahrnuje hodnocení kvality CT RTG ZS – kvantitativní hodnocení prostorové rozlišovací schopnosti a hodnocení akvizičního kontrastu v závislosti na velikostech objektu. Hlavním cílem práce pak bylo srovnání akvizičního kontrastu při projekčním a projekčně rekonstrukčním zobrazení při různých akvizičních a rekonstrukčních parametrech. Součástí práce je i ukázka dosažených výsledků.
|
|
|
Modelování dýchací soustavy
Matoušek, Josef ; Roleček, Jiří (oponent) ; Jiřík, Radovan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá simulací dýchací soustavy. Cílem studie je porozumění dýchací soustavy lidského organismu, společně s volbou vhodných algoritmů a jejich následnou implementací do matematického modelu. Modely jsou realizovány v rozhraní Simulink, které je součástí prostředí Matlab. Podobné modely jsou v praxi využívány pro výzkum lékařské techniky, především u umělé plicní ventilace. Praktické využití, zejména popsaného kombinovaného modelu v grafickém rozhraní GUIDE - rovněž implementovaného v prostředí Matlab, je vhodné pro názornou výuku a simulaci biologických procesů dýchací soustavy.
|
|
|
Experimentální ultrazvuková měření pomocí LabView
Baše, Michal ; Jiřík, Radovan (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá ultrazvukovým polem, měřením jeho útlumu a měřením pomocí LabVIEW. Jsou zde vysvětleny základní parametry ultrazvukových měničů a ultrazvukového pole. Byly navrženy dvě metody pro měření útlumu a modifikace té druhé. V této práci jsou uvedeny dva programy v LabVIEW pro měření útlumu, první budí ultrazvukový měnič kontinuálním signálem a druhý pulsem o několika periodách sinusového signálu. Nakonec jsou zde uvedeny výsledky měření pomocí těchto programů.
|
|
|
Měření průtoku pomocí diluční metody
Pokorný, Pavel ; Jiřík, Radovan (oponent) ; Harabiš, Vratislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na sestrojení programu v prostředí LabVIEW, který by dokázal měřit data pH sondou Vernier připojenou přes rozhraní LabPro, a dále tato naměřená data dokázal proložit fyzikálním modelem diluční křivky pro získání informací o modelu. Dále jsou zde popsány nezbytné požadavky na přípravek, ve kterém by bylo možné měřit diluční křivky, princip jeho sestrojení a využití v praxi spolu s výše zmíněným programem pro sestrojení laboratorní úlohy.
|
|
|
Optimalizace kontrastu pro MRI značených trombů
Dohnalová, Petra ; Mézl, Martin (oponent) ; Jiřík, Radovan (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá obecným principem molekulárního MRI, tvorbou, složením trombů a jejich působením na lidský organismus. Dále se zabývá kontrastními látkami, na jaké molekuly jsou tyto namířeny a proč, stejně jako principem interakcí s těmito cílovými molekulami. Následně jsou uvedeny hodnoty nalezených nativních relaxačních časů pro trombus, krev, šedou a bílou hmotu a relaxivity kontrastních látek pro různé hodnoty magnetického pole B0. Další část bakalářské práce je věnována programu pro simulaci experimentu T1- a T2- váhovaného MRI a hledání optimálního nastavení akvizičních parametrů na základě dosaženého kontrastu. Na závěr je zkoumána možnost propojení T1- a T2- váhovaných obrazů pro zvýšení kontrastu.
|
|
|
Modelování v perfusním MR zobrazování
Válková, Hana ; Jiřík, Radovan (oponent) ; Kratochvíla, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá perfuzní analýzou pomocí magnetické rezonance DCE-MRI. Práce v úvodu popisuje problematiku akvizice dat pro DCE-MRI, nutnost použití kontrastních látek a přibližuje základní principy perfuzní analýzy. Dynamické chování kontrastní látky během distribuce v cévním řečišti lze popsat arteriální vstupní funkcí (AIF). Podoba křivek co nejblíže oblasti zájmu je ovlivněna tzv. disperzními jevy (VTF) vlivem distribuce kontrastní látky k oblasti zájmu. V konečném důsledku je systémové chování tkáně popsáno reziduální funkcí tkáně (TRF). V praktické části diplomové práce byly realizovány modely křivek AIF, VTF a TRF. Dále byl vytvořen simulační program pro snadnou práci s modely, jenž umožňuje provádět odhady perfuzních parametrů na základě neslepé dekonvoluce. Metoda byla ověřena na syntetických datech a ilustrována na klinických datech pacienta s karcinomem ledvin.
|
|
|
Modelování parametrické arteriální vstupní funkce v perfúzním zobrazování
Černý, Štěpán ; Jiřík, Radovan (oponent) ; Kratochvíla, Jiří (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce je prostudovat tématiku v oblasti perfúzního zobrazování založené na dynamickém zobrazování s T1 kontrastem. Zaměření bylo především na úlohu arteriální vstupní funkce. Jsou popsány principy jevu dynamického měření magnetickou rezonancí, úloha kontrastních látek a jejich vliv na relaxační čas T1. Dále je popsána problematika perfusní analýzy, měření a matematické modelování arteriální vstupní funkce a získávání perfúzních parametrů. V experimentální části je provedeno naprogramování jedenácti modelů arteriální vstupní funkce a jejich zhodnocení. Dále vytvoření programu pro aproximaci reálných měřených arteriálních vstupních funkcí vytvořenými modely a začlenění tohoto programu do vytvořeného grafického rozhraní pro práci s modely. Dále byla ověřena funkčnost programu a zhodnocena úspěšnost aproximace pro jednotlivé modely.
|
|
| |
|
|
Segmentace významných objektů v barevných oftalmologických obrazech
Malínský, Miloš ; Jiřík, Radovan (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
Optický disk a žlutá skvrna patří mezi hlavní prvky sítnice. Jejich detekce a rozměření sehrává významnou roli v diagnostice očních onemocnění. Tato práce popisuje metody detekce optického disku a žluté skvrny v barevných oftalmologických obrazech. Jedná se o nalezení středu žluté skvrny a optického disku, u kterého je dále detekována vnější hranice. Existuje řada metod pro segmentaci těchto prvků z retinálních obrazů. Všeobecně přijatá detekční metoda však není známa z důvodu existence různých technik pořizování dat s rozlišnými charakteristikami. Diplomová práce popisuje veškerý proces detekce, od předzpracování přes segmentaci k závěrnému zpracování. Prezentované metody jsou založeny na kombinaci korelačních technik, Houghovy transformace, aktivních kontur a morfologických operací. Výsledné kontury optického disku jsou zpracovány a kvantitativně vyhodnoceny pomocí porovnání s konturou označenou zkušeným oftalmologem. Diplomová práce obsahuje množství obrázků, které mají usnadnit pochopení aplikované detekce.
|
host ::
RSS.