|
|
Implementation of industrial X-ray computed microtomography in developmental biology
Tesařová, Markéta ; Křivánek,, Jan (oponent) ; Novotná, Marie (vedoucí práce)
X–ray computed microtomography (CT) is an imaging method for three-dimensional (3D) observation of the inner structure of objects. The laboratory of X-ray computed micro and nanotomography at CEITEC BUT (Central European Institute of Technology, Brno University of technology) is predominantly focused on non-destructive analysis in the industry. However, it has resulted that this approach can also be applied in various scientific fields including developmental biology. This thesis provides a connection between the world of material and life sciences. The complete procedure for creating a 3D model of diverse anatomical structures is described in detail. This process consists of staining, a CT measurement and data-processing. Analysis of data is often considered the most important part of CT method, so the most part of this thesis is devoted to this area. In addition, the parameters of GE v|tome|x L 240 were optimised to automate the segmentation process. Furthermore, the possibility of synchrotron measurement is proposed in order to increase the spatial resolution and differential contrast. It is envisioned that in the near future industrial CT setups will acquire similar imaging properties due to the recent development in both hardware and data-processing directions.
|
|
|
Zpracování a vizualizace stereo snímků
Karásek, Miroslav ; Richter, Miloslav (oponent) ; Petyovský, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou zpracování stereo snímků. Jsou v ní popsány principy kalibrace a rektifikace stereo snímků. V práci je uvedeno několik metod hledání významných bodů. Metoda SURF je následně implementována v praktickém řešení. Nalezení korespondencí je realizováno pomocí metod knihovny pro zpracování obrazu OpenCV. Je provedena rekonstrukce prostorových souřadnic a zapsání získaných bodů ve formátu VRML97.Nakonec je uvedeno zhodnocení přesnosti získávání prostorových dat a porovnání výpočetní náročnosti vytvořených programů.
|
|
|
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.
|
|
|
Použití OpenGL z jazyka Java
Židek, Michal ; Letko, Zdeněk (oponent) ; Navrátil, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou použitelnosti jazyka Java v aplikacích využívajících grafickou knihovnu OpenGL. Poskytuje základní informace o samotné knihovně OpenGL a o nejběžněji používaných způsobech jejího propojení s jazykem Java. Cílem je také porovnat výkon Javy při vykreslovaní 3D scén s jazykem C++. K tomuto účelu byli vytvořeny dva testovací programy, jeden v Javě a jeden v C++. Oba programy byli podrobeny sadě testú, které změřili výkon implementací při vykreslování stejné scény.
|
|
|
Quantitative 3D characterization of biological structures by X-ray computed microtomography
Tesařová, Markéta ; Vaňhara,, Petr (oponent) ; Oberta,, Peter (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
Modern developmental biology uses a broad spectrum of methods for analysing structures of interest. Multi-disciplinary teams are currently pushing forward the understanding of biological questions using 3D approaches. However, one major challenge of 3D imaging techniques in biology is a lack of methodology for quantifying observed phenomena that are often the cause of developmental or genetic disorders. One of the methods whose application has been widely spread in recent years is X-ray computed microtomography (microCT). This technique provides isotropic resolution up to 1 µm and, when a sample is appropriately prepared, a wide variety of tissue differentiation. However, biological structures are usually diverse in size and shape, and every task requires a specific solution regarding data processing. This work addresses the implementation of microCT for imaging and mainly 3D characterization of biological structures ex-vivo. Particular emphasis is given to analysing soft tissues in mouse embryos’ heads and imaging salamander species, focusing on their regeneration ability. This work describes the relevant information for microCT users dealing with biological samples; it includes the preparation of the sample for measurements, selecting suitable parameters for the experiment and mainly subsequent quantitative analysis of 3D datasets. The latest technological advancements in 3D imaging were studied and tested on concrete projects in the field of developmental biology, where 3D information from microCT played a key role.
|
|
|
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.
|
|
|
The immune response of naïve mice infected with the neuropathogenic schistosome Trichobilharzia regenti
Macháček, Tomáš
Helmintární neuroinfekce představují závažný zdravotní problém, ale mechanismy hostitelovy imunitní odpovědi často zůstávají opomíjeny, i když se mohou účastnit patogeneze. To je zčásti způsobeno nedostupností klinických vzorků, ale také nedostatkem vhodných laboratorních modelů. V této práci jsem se proto zaměřil na studium vybraných aspektů imunitní odpovědi myší nakažených neuropatogenní ptačí schistosomou Trichobilharzia regenti. Většina schistosomul je u těchto náhodných hostitelů zastavena a eliminována časně po perkutánní infekci ihned v kůži. Není však jasné, jaké parazitární antigeny protektivní imunitní reakci spouštějí. Naše in vitro experimenty odhalily, že katepsin B2, cysteinová peptidáza používaná parazitem k penetraci kůže, aktivuje dendritické buňky odvozené z kostní dřeně mnohem více než kompletní parazitární homogenát. To naznačuje její úlohu ve spouštění počáteční imunitní odpovědi, která je polarizována směrem k typu 1/2. Některá schistosomula jsou však schopna kůži opustit a migrují dále do míchy. S využitím 3D zobrazovacích technik, ultramikroskopie a mikro-CT, jsme prokázali jejich preferenční lokalizaci v bílé hmotě. Přítomnost schistosomul v míše vyvolává výraznou hypertrofii astrocytů a mikroglií. Živá schistosomula u astrocytů indukují produkci interleukinu 6, jejich...
|
|
|
The immune response of naïve mice infected with the neuropathogenic schistosome Trichobilharzia regenti
Macháček, Tomáš
Helmintární neuroinfekce představují závažný zdravotní problém, ale mechanismy hostitelovy imunitní odpovědi často zůstávají opomíjeny, i když se mohou účastnit patogeneze. To je zčásti způsobeno nedostupností klinických vzorků, ale také nedostatkem vhodných laboratorních modelů. V této práci jsem se proto zaměřil na studium vybraných aspektů imunitní odpovědi myší nakažených neuropatogenní ptačí schistosomou Trichobilharzia regenti. Většina schistosomul je u těchto náhodných hostitelů zastavena a eliminována časně po perkutánní infekci ihned v kůži. Není však jasné, jaké parazitární antigeny protektivní imunitní reakci spouštějí. Naše in vitro experimenty odhalily, že katepsin B2, cysteinová peptidáza používaná parazitem k penetraci kůže, aktivuje dendritické buňky odvozené z kostní dřeně mnohem více než kompletní parazitární homogenát. To naznačuje její úlohu ve spouštění počáteční imunitní odpovědi, která je polarizována směrem k typu 1/2. Některá schistosomula jsou však schopna kůži opustit a migrují dále do míchy. S využitím 3D zobrazovacích technik, ultramikroskopie a mikro-CT, jsme prokázali jejich preferenční lokalizaci v bílé hmotě. Přítomnost schistosomul v míše vyvolává výraznou hypertrofii astrocytů a mikroglií. Živá schistosomula u astrocytů indukují produkci interleukinu 6, jejich...
|
|
|
The immune response of naïve mice infected with the neuropathogenic schistosome Trichobilharzia regenti
Macháček, Tomáš ; Horák, Petr (vedoucí práce) ; Bilej, Martin (oponent) ; Schabussova, Irma (oponent)
Helmintární neuroinfekce představují závažný zdravotní problém, ale mechanismy hostitelovy imunitní odpovědi často zůstávají opomíjeny, i když se mohou účastnit patogeneze. To je zčásti způsobeno nedostupností klinických vzorků, ale také nedostatkem vhodných laboratorních modelů. V této práci jsem se proto zaměřil na studium vybraných aspektů imunitní odpovědi myší nakažených neuropatogenní ptačí schistosomou Trichobilharzia regenti. Většina schistosomul je u těchto náhodných hostitelů zastavena a eliminována časně po perkutánní infekci ihned v kůži. Není však jasné, jaké parazitární antigeny protektivní imunitní reakci spouštějí. Naše in vitro experimenty odhalily, že katepsin B2, cysteinová peptidáza používaná parazitem k penetraci kůže, aktivuje dendritické buňky odvozené z kostní dřeně mnohem více než kompletní parazitární homogenát. To naznačuje její úlohu ve spouštění počáteční imunitní odpovědi, která je polarizována směrem k typu 1/2. Některá schistosomula jsou však schopna kůži opustit a migrují dále do míchy. S využitím 3D zobrazovacích technik, ultramikroskopie a mikro-CT, jsme prokázali jejich preferenční lokalizaci v bílé hmotě. Přítomnost schistosomul v míše vyvolává výraznou hypertrofii astrocytů a mikroglií. Živá schistosomula u astrocytů indukují produkci interleukinu 6, jejich...
|
|
|
Implementation of industrial X-ray computed microtomography in developmental biology
Tesařová, Markéta ; Křivánek,, Jan (oponent) ; Novotná, Marie (vedoucí práce)
X–ray computed microtomography (CT) is an imaging method for three-dimensional (3D) observation of the inner structure of objects. The laboratory of X-ray computed micro and nanotomography at CEITEC BUT (Central European Institute of Technology, Brno University of technology) is predominantly focused on non-destructive analysis in the industry. However, it has resulted that this approach can also be applied in various scientific fields including developmental biology. This thesis provides a connection between the world of material and life sciences. The complete procedure for creating a 3D model of diverse anatomical structures is described in detail. This process consists of staining, a CT measurement and data-processing. Analysis of data is often considered the most important part of CT method, so the most part of this thesis is devoted to this area. In addition, the parameters of GE v|tome|x L 240 were optimised to automate the segmentation process. Furthermore, the possibility of synchrotron measurement is proposed in order to increase the spatial resolution and differential contrast. It is envisioned that in the near future industrial CT setups will acquire similar imaging properties due to the recent development in both hardware and data-processing directions.
|
host ::
RSS.