|
|
Improvement of the Biomedical Image Reconstruction Methodology Based on Impedance Tomography
Kořínková, Ksenia ; Bartušek, Karel (oponent) ; Bachorec, Tibor (oponent) ; Dědková, Jarmila (vedoucí práce)
The present theoretical thesis discusses the improvement and related research of algorithms for the imaging of the internal structure of conductive objects, biological tissues and organs in particular, via electrical impedance tomography (EIT). Within the thesis, the theoretical framework of EIT is formulated, together with a survey of approaches towards implementing the given technique. More concretely, in this context, algorithms for the solution of the inverse problem are proposed and researched; these algorithms ensure effective reconstruction of the spatial distribution of the electrical properties of the examined object and facilitate the imaging of such properties. The main idea of the algorithm improvement based on the deterministic approach lies in introducing additional techniques, namely, the level set or the fuzzy filter methods. Furthermore, a procedure for the 2-D reconstruction of conductivity distribution utilizing one component of the measured magnetic field, or the z-component of magnetic flux density, is presented. Numerical models for imaging the admittivity (or conductivity) distribution of a biological tissue were created to facilitate the implementation and testing of the algorithms. The results obtained via the basic application of the improved image reconstruction algorithms are discussed and compared.
|
|
|
Nové typy a principy optimalizace digitálního zpracování obrazů v EIT
Kříž, Tomáš ; Koňas, Petr (oponent) ; Král, Bohumil (oponent) ; Dědková, Jarmila (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá vytvořením nového algoritmu pro rekonstrukci impedančních obrazů v pozorovaných objektech. Nový algoritmus odstraňuje nedostatky s prostorovým rozlišením u předchozích metod rekonstrukce. Algoritmus využívá částečnou znalost uspořádání v pozorovaných objektech a jejich materiálové složení. Je konstruován pro rozpoznávání určitých důležitých oblastí zájmu, jako jsou defekty v materiálech nebo přítomnost krevních sraženin nebo nádorů v biologických obrazech. Proces rekonstrukce je rozdělen do dvou částí. V první části je zaměřen na průmyslové obrazy, kde jsou detekovány defekty ve vodivých materiálech. Druhá část je zaměřena na využití v biomedicíně. Je zde popsán numerický model, na kterém byl algoritmus testován. Testování bylo zaměřeno na hodnotu výsledné impedivity, vlivu regularizačního parametru, počáteční hodnotě impedivity numerického modelu a vlivu šumu na napěťových elektrodách na výsledky rekonstrukce. Dále je v dizertační práci diskutována možnost rekonstrukce impedančních obrazů z hodnot složek indukce magnetického pole měřené vně zkoumaného objektu. Toto magnetické pole je vytvořeno průchodem proudu pozorovaným objektem. Vytvořený algoritmus rekonstrukce impedančních obrazů vychází z navrženého algoritmu pro rekonstrukci EIT impedančních obrazů z napětí. Byly provedeny testy algoritmu na jeho stabilitu, vliv regularizačního parametru a počáteční konduktivitu. V práci je popsána metodika měření magnetického pole nukleární magnetickou rezonancí a zpracování změřených dat.
|
|
|
Assessment of post-processing capabilities in selected software for topology optimization
Ježek, Ondřej ; Kopačka, Ján ; Gabriel, Dušan
Topology optimization (TO) has come to the fore in recent years, especially with the development of 3D printing. Finite element systems often include TO functionality based on either\ndensity-based or level set methods. In the case of the first-mentioned method, the results of TO are further processed into geometry suitable for additive manufacturing. However, current\nprograms only include basic post-processing capabilities with minimal customization options. This paper will first briefly summarize the theoretical background of TO and post-processing\nmethods. Next, selected commercial TO programs will be compared from the perspective of shape post-processing. The final part will be devoted to applying the level set method for shape\npost-processing of a topologically optimized industrial robot gripper.
|
|
|
Improvement of the Biomedical Image Reconstruction Methodology Based on Impedance Tomography
Kořínková, Ksenia ; Bartušek, Karel (oponent) ; Bachorec, Tibor (oponent) ; Dědková, Jarmila (vedoucí práce)
The present theoretical thesis discusses the improvement and related research of algorithms for the imaging of the internal structure of conductive objects, biological tissues and organs in particular, via electrical impedance tomography (EIT). Within the thesis, the theoretical framework of EIT is formulated, together with a survey of approaches towards implementing the given technique. More concretely, in this context, algorithms for the solution of the inverse problem are proposed and researched; these algorithms ensure effective reconstruction of the spatial distribution of the electrical properties of the examined object and facilitate the imaging of such properties. The main idea of the algorithm improvement based on the deterministic approach lies in introducing additional techniques, namely, the level set or the fuzzy filter methods. Furthermore, a procedure for the 2-D reconstruction of conductivity distribution utilizing one component of the measured magnetic field, or the z-component of magnetic flux density, is presented. Numerical models for imaging the admittivity (or conductivity) distribution of a biological tissue were created to facilitate the implementation and testing of the algorithms. The results obtained via the basic application of the improved image reconstruction algorithms are discussed and compared.
|
|
|
Nové typy a principy optimalizace digitálního zpracování obrazů v EIT
Kříž, Tomáš ; Koňas, Petr (oponent) ; Král, Bohumil (oponent) ; Dědková, Jarmila (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá vytvořením nového algoritmu pro rekonstrukci impedančních obrazů v pozorovaných objektech. Nový algoritmus odstraňuje nedostatky s prostorovým rozlišením u předchozích metod rekonstrukce. Algoritmus využívá částečnou znalost uspořádání v pozorovaných objektech a jejich materiálové složení. Je konstruován pro rozpoznávání určitých důležitých oblastí zájmu, jako jsou defekty v materiálech nebo přítomnost krevních sraženin nebo nádorů v biologických obrazech. Proces rekonstrukce je rozdělen do dvou částí. V první části je zaměřen na průmyslové obrazy, kde jsou detekovány defekty ve vodivých materiálech. Druhá část je zaměřena na využití v biomedicíně. Je zde popsán numerický model, na kterém byl algoritmus testován. Testování bylo zaměřeno na hodnotu výsledné impedivity, vlivu regularizačního parametru, počáteční hodnotě impedivity numerického modelu a vlivu šumu na napěťových elektrodách na výsledky rekonstrukce. Dále je v dizertační práci diskutována možnost rekonstrukce impedančních obrazů z hodnot složek indukce magnetického pole měřené vně zkoumaného objektu. Toto magnetické pole je vytvořeno průchodem proudu pozorovaným objektem. Vytvořený algoritmus rekonstrukce impedančních obrazů vychází z navrženého algoritmu pro rekonstrukci EIT impedančních obrazů z napětí. Byly provedeny testy algoritmu na jeho stabilitu, vliv regularizačního parametru a počáteční konduktivitu. V práci je popsána metodika měření magnetického pole nukleární magnetickou rezonancí a zpracování změřených dat.
|
host ::
RSS.