|
|
Experimentální stanovení vlnitosti arteriálního kolagenu
Vávra, Jan ; Man, Vojtěch (oponent) ; Polzer, Stanislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na experimentálním stanovení vlnitosti kolagenu v artérií. Cílem práce je z polarizovaných snímků získat orientaci vláken pomocí fázové korelace a analýzy obrazů v programu MATLAB. Následuje ověření získaných výsledků v programu Hyperfit pomocí stanovení příslušných koeficientů (popisujících vlnitost) konstitutivního modelu a srovnání modelu s dvouosými zkouškami vepřových aort.
|
|
|
Analýza vlivu uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen
Novák, Kamil ; Daniel, Matej (oponent) ; Vimmr, Jan (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá Vlivem uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen a je rozdělena do tří nejdůležitějších částí. Motivace pro tuto doktorskou práci byla ve studii revidující vliv modelu materiálu na výsledné napětí v AAA. Určení vlivu modelu materiálu bylo provedeno na 70 geometriích AAA, což o řád přesahuje množství geometrií použitých v jiných publikacích. Byly využity dva modely materiálu, tj. reálný a 100× tužší a výsledné hodnoty napětí byly porovnány. Bylo vyhodnoceno, že v analyzované skupině 70 pacientů existuje ~10 % pacientů, u kterých odchylka maximálního napětí od referenčního modelu přesahuje 20 %. Výsledky napětí mohou tedy být závislé na zvoleném modelu materiálu a je vhodné upřednostnit ten reálný, ačkoliv práce s ním je náročnější. Druhá oblast práce se věnuje identifikaci strukturních parametrů (orientaci a disperzi kolagenních vláken) z prasečí aorty pomocí upraveného algoritmu rychlé Fourierovy transformace. Získané strukturní parametry byly vloženy do dvouvrstvého strukturně motivovaného konstitutivního modelu Martufi-Gasser. Tento model byl validován a měl výborné predikční schopnosti. Nejpodstatnější z analýzy obrazu provedené na ~9000 mikrosnímcích je zjištění, že ve stěně zdravé prasečí hrudní aorty existuje jen jedna rodina kolagenních vláken s rozptylem, což boří dogma o dvou rodinách kolagenních vláken zavedené ve světové literatuře. Třetí část práce je věnována návrhu automatického algoritmu pro detekci lokálních směrů kolagenních vláken ze snímků pořízených pomocí polarizované mikroskopie na základě fázové korelace obrazu. Navrhnutý algoritmus byl verifikován a validován. Výsledkem algoritmu jsou histogramy orientací obsahující nesrovnatelně větší množství bodů, než umožňují jakákoli manuální měření. Limitací u původního algoritmu byl rozsah úhlů 0°–90° na základě principiálních omezení periodou intensity samotné polarizované mikroskopie. Závěr práce je věnován rozšíření zmíněného algoritmu na rozsah úhlů 0°–180°. Za tímto účelem bylo změněno nastavení mikroskopu a algoritmus byl podle tohoto nastavení přeprogramován. Původní i nový algoritmus jsou velmi rychlé, přesné a specifické pro opticky dvojlomné struktury. I přes veškerou snahu autora této dizertační práce zůstává otázka automatického měření vlnitosti kolagenních vláken přímo z výsledných histogramů zatím ve stádiu výzkumu.
|
|
|
Analýza vlivu stavby dřeva na mikroskopické úrovni na pevnostní parametry
Martinek, Radomír ; Kuklík,, Pavel (oponent) ; Vaněrek, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zaměřuje na bližší zkoumání mikrostruktury dřeva a vztahu mezi mikroskopickými a mechanickými vlastnostmi dřeva. Hlavním bodem praktické části je měření úhlu mikrofibril (MFA) v S2 vrstvě buněčné stěny. Tato vrstva zaujímá více než 80 % celkové tloušťky buněčné stěny, a tak má největší vliv na mechanické vlastnosti dřevní buňky. Hodnoty MFA stejně jako hodnoty objemové hmotnosti vykazují silnou závislost na modulu pružnosti v podélném směru, stejně tak na hodnotách sesychání. Teoretická část zahrnuje metody měření MFA, variace MFA, vlastnosti dřeva odvíjející se od MFA a také stanovení mechanických vlastností buněčné stěny dřeva pomocí nanoindentace.
|
|
|
Analýzy struktury kolagenních vláken ve stěně tepny pomocí moderních metod světelné mikroskopie
Turčanová, Michaela ; Kochová, Petra (oponent) ; Hampl, Aleš (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá analýzou uspořádání kolagenních vláken v tepnách a jejich správným vyhodnocením a použitím ve strukturně motivovaných konstitutivních modelech materiálu. První část práce je zaměřená na rešerši mechanických vlastností tepen a na přehled dostupných metod pro detekci vlnitosti, orientace a rozptylu vláken. Většina prací identifikuje úhly vláken jako další parametr z mechanických zkoušek a tím degraduje strukturní podstatu modelu. Druhá část práce popisuje automatický algoritmus, který dokáže vyhodnotit lokální směry vláken a jejich rozptyl ze snímků z polarizačního mikroskopu a strukturní hyperelastické konstitutivní modely. Dále je zde kladen důraz na vybrání nejvhodnější zobrazovací metody založené na fluorescenční mikroskopii, která nám pomůže rozlišit vlnitost a rozptyl vláken. V další části práce jsou prezentovány dva experimenty na prasečích tepnách za účelem zjištění vlivu různé velikosti biaxiální deformace na orientaci a rozptyl vláken. Poslední část práce uvádí vyhodnocené strukturní parametry pro prasečí a lidské aorty, které byly analyzovány nejen pod polarizovaným světlem, ale i pod laserovým skenovacím konfokálním mikroskopem, díky kterému byla získána vlnitost vláken a jejich globální směr.
|
|
|
Analýza metod pro hodnocení submikrostruktury buněčné stěny dřeva
Martinek, Radomír ; Kuklík,, Pavel (oponent) ; Vaněrek, Jan (vedoucí práce)
Obsah této práce je věnován zkoumání vlivu struktury dřeva na mikroskopické a submikroskopické úrovni na mechanické vlastnosti. Buněčná stěna dřeva se skládá z několika vrstev, přičemž dominantní je vrstva S2, která zaujímá až 80 % celkové tloušťky buněčné stěny. Jedinečnou vlastností této vrstvy je, že v ní obsažené celulózové mikrofibrily jsou vyrovnány a šroubovitě ovinuty kolem osy buňky. Odklon těchto mikrofibril je nazýván úhel mikrofibril (MFA) a je klíčovou vlastností, která ovlivňuje mechanické vlastnosti dřeva a jeho sesychání. V teoretické části práce jsou důkladně popsány metody, pomocí kterých se odklon mikrofibril měří. Dále je podrobně rozebrán způsob měření tuhostních parametrů buněčné stěny nazvaný nanoindentace. V praktické části práce je přistoupeno k měření úhlu mikrofibril pomocí polarizace, stanovení mechanických vlastností dřeva na makroskopickém a submikroskopickém měřítku pomocí nanoindentace.
|
|
|
Analýza vlivu uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen
Novák, Kamil ; Daniel, Matej (oponent) ; Vimmr, Jan (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá Vlivem uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen a je rozdělena do tří nejdůležitějších částí. Motivace pro tuto doktorskou práci byla ve studii revidující vliv modelu materiálu na výsledné napětí v AAA. Určení vlivu modelu materiálu bylo provedeno na 70 geometriích AAA, což o řád přesahuje množství geometrií použitých v jiných publikacích. Byly využity dva modely materiálu, tj. reálný a 100× tužší a výsledné hodnoty napětí byly porovnány. Bylo vyhodnoceno, že v analyzované skupině 70 pacientů existuje ~10 % pacientů, u kterých odchylka maximálního napětí od referenčního modelu přesahuje 20 %. Výsledky napětí mohou tedy být závislé na zvoleném modelu materiálu a je vhodné upřednostnit ten reálný, ačkoliv práce s ním je náročnější. Druhá oblast práce se věnuje identifikaci strukturních parametrů (orientaci a disperzi kolagenních vláken) z prasečí aorty pomocí upraveného algoritmu rychlé Fourierovy transformace. Získané strukturní parametry byly vloženy do dvouvrstvého strukturně motivovaného konstitutivního modelu Martufi-Gasser. Tento model byl validován a měl výborné predikční schopnosti. Nejpodstatnější z analýzy obrazu provedené na ~9000 mikrosnímcích je zjištění, že ve stěně zdravé prasečí hrudní aorty existuje jen jedna rodina kolagenních vláken s rozptylem, což boří dogma o dvou rodinách kolagenních vláken zavedené ve světové literatuře. Třetí část práce je věnována návrhu automatického algoritmu pro detekci lokálních směrů kolagenních vláken ze snímků pořízených pomocí polarizované mikroskopie na základě fázové korelace obrazu. Navrhnutý algoritmus byl verifikován a validován. Výsledkem algoritmu jsou histogramy orientací obsahující nesrovnatelně větší množství bodů, než umožňují jakákoli manuální měření. Limitací u původního algoritmu byl rozsah úhlů 0°–90° na základě principiálních omezení periodou intensity samotné polarizované mikroskopie. Závěr práce je věnován rozšíření zmíněného algoritmu na rozsah úhlů 0°–180°. Za tímto účelem bylo změněno nastavení mikroskopu a algoritmus byl podle tohoto nastavení přeprogramován. Původní i nový algoritmus jsou velmi rychlé, přesné a specifické pro opticky dvojlomné struktury. I přes veškerou snahu autora této dizertační práce zůstává otázka automatického měření vlnitosti kolagenních vláken přímo z výsledných histogramů zatím ve stádiu výzkumu.
|
|
|
Analýza metod pro hodnocení submikrostruktury buněčné stěny dřeva
Martinek, Radomír ; Kuklík,, Pavel (oponent) ; Vaněrek, Jan (vedoucí práce)
Obsah této práce je věnován zkoumání vlivu struktury dřeva na mikroskopické a submikroskopické úrovni na mechanické vlastnosti. Buněčná stěna dřeva se skládá z několika vrstev, přičemž dominantní je vrstva S2, která zaujímá až 80 % celkové tloušťky buněčné stěny. Jedinečnou vlastností této vrstvy je, že v ní obsažené celulózové mikrofibrily jsou vyrovnány a šroubovitě ovinuty kolem osy buňky. Odklon těchto mikrofibril je nazýván úhel mikrofibril (MFA) a je klíčovou vlastností, která ovlivňuje mechanické vlastnosti dřeva a jeho sesychání. V teoretické části práce jsou důkladně popsány metody, pomocí kterých se odklon mikrofibril měří. Dále je podrobně rozebrán způsob měření tuhostních parametrů buněčné stěny nazvaný nanoindentace. V praktické části práce je přistoupeno k měření úhlu mikrofibril pomocí polarizace, stanovení mechanických vlastností dřeva na makroskopickém a submikroskopickém měřítku pomocí nanoindentace.
|
|
|
Analýza vlivu stavby dřeva na mikroskopické úrovni na pevnostní parametry
Martinek, Radomír ; Kuklík,, Pavel (oponent) ; Vaněrek, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zaměřuje na bližší zkoumání mikrostruktury dřeva a vztahu mezi mikroskopickými a mechanickými vlastnostmi dřeva. Hlavním bodem praktické části je měření úhlu mikrofibril (MFA) v S2 vrstvě buněčné stěny. Tato vrstva zaujímá více než 80 % celkové tloušťky buněčné stěny, a tak má největší vliv na mechanické vlastnosti dřevní buňky. Hodnoty MFA stejně jako hodnoty objemové hmotnosti vykazují silnou závislost na modulu pružnosti v podélném směru, stejně tak na hodnotách sesychání. Teoretická část zahrnuje metody měření MFA, variace MFA, vlastnosti dřeva odvíjející se od MFA a také stanovení mechanických vlastností buněčné stěny dřeva pomocí nanoindentace.
|
|
|
Experimentální stanovení vlnitosti arteriálního kolagenu
Vávra, Jan ; Man, Vojtěch (oponent) ; Polzer, Stanislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na experimentálním stanovení vlnitosti kolagenu v artérií. Cílem práce je z polarizovaných snímků získat orientaci vláken pomocí fázové korelace a analýzy obrazů v programu MATLAB. Následuje ověření získaných výsledků v programu Hyperfit pomocí stanovení příslušných koeficientů (popisujících vlnitost) konstitutivního modelu a srovnání modelu s dvouosými zkouškami vepřových aort.
|
host ::
RSS.