|
|
Trénovatelná segmentace obrazu s použitím hlubokých neuronových sítí
Majtán, Martin ; Burget, Radim (oponent) ; Harár, Pavol (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá segmentáciou obrazu pomocou hlbokých neuronových sietí. V práci je popísaný princíp digitálneho spracovania obrazu a segmentácia obrazu. Je tu vysvetlený princíp umelých neurónových sietí, model umelého neurónu, spôsob ako sa neurónové siete trénujú a aktivujú. V praktickej časti je vytvorený algoritmus na generovanie podobrazov zo snímkov z magnetickej rezonancie. Vygenerované podobrazy sa používajú na trénovanie, testovanie a validáciu modelu neurónovej siete. V práci je vytvorený model umelej neurónovej siete, ktorí bol použitý pri trénovateľnej segmentácii obrazu. Model neurónovej siete je vytvorený pomocou knižnice Deeplearning4j a je optimalizovaný na paralelné trénovanie pomocou knižnice Spark.
|
|
|
Zobrazování objemových dat pomocí programovatelného HW
Jošth, Radovan ; Kršek, Přemysl (oponent) ; Herout, Adam (vedoucí práce)
Táto práca popisuje a implementuje metódu zobrazovania volumetrických dát. Hlavným účelom je vizualizovať nasnímané 3D dáta jednou zo súčasných metód pre získavanie 3D volumetrických dát. Takéto metódy sa veľmi často používajú v medicíne a chémii. Systém využíva na zobrazovanie dát programovateľný pipeline súčasných grafických kariet, ktorý umožňuje rýchle paralelné spracovanie veľkých objemov dát. V projekte je popísaný teoretický úvod do problematiky volumetrických dát, tiež obsahuje návrh systému a nakoniec popis implementácie. Výsledkom projektu je aplikácia ktorá s využitím OpenGL vykresľuje volumetrické dáta.
|
|
|
Akcelerace zpracování dat z MRI na GPU
Kešner, Filip ; Nečas, Ondřej (oponent) ; Polok, Lukáš (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce byla vypracována v průběhu studijního pobytu na Universita della Svizzera italiana ve Švýcarsku. Identifikace trajektorií neuronových vláken uvnitř lidského mozku má velký význam v mnoha lékařských aplikacích, jako neurologická diagnostika, neuro-navigace, léčba epilepsie, chirurgické operace a tak dále. Za použití dat z MRI, metod postavených na Markovských řetězích a Monte Carlu mohou být možné trajektorie vypočítany a ty nejpravděpodobnější zobrazeny. Tyto informace o trajektoriích mohou sloužit jako vstup pro pokročilé metody lékařské diagnotiky a léčby. Vzhledem k obrovskému množství dat a velkého počtu iterací toto může být časově náročný proces. Za účely, jako jsou statistická analýza a/nebo porovnávání několika datových sad a/nebo pacientů, požadavky na výpočetní čas jsou enormní. Rychlejší diagnóza může také přinést nasazení léčby dříve. Nyní existuje jen velmi málo implementací softwaru pro neurální traktografii. Implementací softwaru pro pravděpodobnostní neurální traktografii je ještě méně. Nynější implementace, provádějící všechny operace postupně na CPU, jsou značně pomalé. Účelem této práce je poskytnout efektivní implementaci, která vvyužíva GPU. Za účelem implementace na GPU, je poskytnuto porovnaní technologíí CUDA a OpenCL.
|
|
|
Simulace syntetických difuzních tensorových dat
Labudová, Kristýna ; Mézl, Martin (oponent) ; Labounek, René (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá různými přístupy k zobrazování míry difuze pomocí magnetické rezonance. Jednotlivé přístupy jsou zde přiblíženy a vzájemně srovnány. Gaussovský model pro odhad difuzního profilu je rozebrán podrobně i s matematickým popisem. Dále popsána simulace syntetických difuzních dat, jejich zašumění a následná rekonstrukce difuzního tenzoru ze zašuměných dat. Přesnost odhadu tenzoru ze zašuměných dat je hodnocena jako odchylka frakční anizotropie rekonstruovaného tenzoru od původního a také jako odchylka hlavních vektorů původního a zrekonstruovaného tenzoru. Přesnost odhadu je vyhodnocována automaticky pomocí uvedeného programu. V práci je podrobně popsáno provedení grafického rozhraní pro simulaci i vyhodnocení výsledků. Na konci práce jsou zpracovány výsledky a doporučení k optimálnímu nastavení měření. Jako nejoptimálnější se jeví 120 gradientních směrů ze všech analyzovaných. Tento počet byl zvolen jako kompromis mezi dobou trvání měření a přesností výsledků, 120 gradientních směrů poskytuje dostatečně přesné výsledky s optimálním časem měření, který neznemožňuje použití v klinické praxi.
|
|
|
Miniaturní optovláknový senzor teploty pro magnetickou rezonanci
Stibůrek, Miroslav ; Čučka, Milan (oponent) ; Harabiš, Vratislav (vedoucí práce)
Tato práce pojednává o základních pojmech z vláknové optiky, její historii a metodách měření fyzikálních veličin s využitím optických vláknových senzorů. V práci jsou dále obsaženy poznatky z fyziky, chemie a biologie, které jsou nezbytné pro správné pochopení problematiky. Za účelem vytvoření optického vláknového senzoru pro měření teploty na principu Fabry Perotova rezonátoru je zkoumáno několik metod výroby optické dutiny. Praktickou část tvoří výroba miniaturního optovláknového teplotního senzoru, jeho pouzdření a testování v prostředí magnetické rezonance.
|
|
|
Multi-tensorové zobrazování detailu míchy z dMRI dat s vysokým úhlovým rozlišením
Zimolka, Jakub ; Starčuk, Zenon (oponent) ; Labounek, René (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce bylo vytvořit ucelený proces zpracování unikátních HARDI dMRI dat cervikálního míšního kanálu společně s T2-váženými anatomickými snímky ve vysokém rozlišení. V rešerši je věnována pozornost zpracování anatomických dat, teorii dMRI, popisu existujících metod odhadu 3D profilu anizotropní difuze, dále také dosavadním přístupům a metodám v zobrazování axonálních svazků míšního kanálu. Celosvětově se jako jedna z prvních prací zabýváme více-směrovými difuzními modely pro in-vivo zobrazení minoritních svazků vláken bílé hmoty. Za pomoci softwarových knihoven Spinal Cord Toolbox (SCT), FSL, vlastních skriptů a dávkového systému TORQUE pro gridové výpočty byl navrhnut vlastní proces zpracování dat, který byl testován na reálných datech z oblasti míšního kanálu mezi segmenty C4-C6 u 26 zdravých subjektů. Navržená procedura zpracování s jedním neautomatickým krokem funguje pro 25 osob od předzpracování dat až po parcelace dílčích míšních struktur na základě koregistrace s anatomickým templátem míchy. Data jedné osoby byla zkreslena pohybovými artefakty, díky kterým proces selhal. U části snímků je v sagitálních řezech pozorovatelné zvlnění snímků, způsobené pravděpodobně pulzací cév vedoucích podél míšního kanálu. Z dMRI dat byly odvozeny lokální kvantifikační metriky anatomie míchy (frakční anizotropie - FA, fraktální objem prvního - f1 a druhého f2 směru anizotropní složky difuze) z různých oblastí (bílá hmota, šedá hmota, kortiko-spinální trakt) a z různých populačních skupin (muži versus ženy). Podle očekávání nacházíme ve výsledcích útlum FA hodnot v oblasti šedé hmoty. Detekujeme druhé směry difuzí v řezech, kde vystupují kořeny míchy. V některých oblastech fraktální objem druhého směru anizotropní difuze dosahuje hodnot až 40% celkové složky intenzity dMRI signálu. Hustoty pravděpodobností všech zmíněných parametrů pro všechny zmíněné skupiny patří mezi nenormální rozložení. Nebyl pozorován závratně signifikantní rozdíl v rozloženích f1 a f2 objemů mezi muži a ženami. Rozložení FA hodnot mezi muži a ženami vyšlo statisticky jako odlišné. Bohužel je ve výsledcích pozorována poměrně značná inter-subjekt variabilita, která má výrazně vyšší rozptyl než rozdíly mezi různými skupinovými distribucemi. I přes výraznou inter-subjekt variabilitu tato práce významně rozšiřuje znalosti o možnostech náběru a zpracování MRI a dMRI dat z míšního kanálu a pokládá základ pro použití dané zobrazovací metody v budoucím možném a plánovaném klinickém výzkumu, kde nově bude možné separátně testovat alteraci anatomie míchy i na sekundárních minoritních svazcích.
|
|
| |
|
|
Fixace biologických vzorků
Brachtl, Martin ; Jiřík, Radovan (oponent) ; Krátká, Lucie (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce je seznámit se s možností fixace biologických vzorků. Vybrat a fixovat vhodnou tkáň pomocí formaldehydu a dalšího fixačního prostředku. V neposlední řadě provést měření pro zjištění vlivu formaldehydu a dalšího fixačního prostředku na relaxační vlastnosti daného biologického vzorku. Myší mozky byly vybrány jako vhodná tkáň pro fixaci. Měření vlivu formaldehydu a dalšího fixačního prostředku na relaxační vlastnosti tkáně probíhalo na Ústavu přístrojové techniky Akademie věd České republiky.
|
|
|
RF cívka pro MR systém
Vojtíšek, Miloš ; Kořínek, Radim (oponent) ; Gescheidtová, Eva (vedoucí práce)
Tématem této práce jsou vysoko frekvenční cívky pro zobrazovací systémy magnetické rezonance. Magnetická rezonance slouží k zobrazování nepřeberného množství objektů (například: lidské tělo, rostliny, materiálový výzkum atd.), k dosažení co možná nejlepších výsledků je vhodné mít pro každý takový objekt vhodnou cívku. V této práci stručně nahlédneme do principů magnetické rezonance. Probereme přístrojové vybavení tomografů magnetické rezonance, ale zejména popíšeme různé druhy RF cívek, které se v magnetické rezonanci používají. Byly vybrány dva typy vhodné pro naše účely, které byly realizovány. Jejich funkce byly ověřeny experimenty, následně byly i analyzovány, vypočteny mapy generovaného magnetického pole (B1) a stanovena jejich homogenita.
|
|
|
Rozvoj zobrazovacích metod a jeho význam pro biomechaniku
Sedláček, Tomáš ; Houfek, Martin (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je provést rešerži dostupné literatury, na jejímž základě se čtenář seznámí s jednotlivými zobrazovacími metodami. Ty jsou rozděleny podle fyzikálního původu do čtyř základních skupin - rentgenové záření, magnetická rezonance, ultrazvuk a nukleární medicína. Příslušná metoda je popsána z hlediska historického vývoje, fyzikální podstaty a technické realizace. Ná závěr každé metody je shrnut její význam pro medicínu a biomechaniku.
|
host ::
RSS.