|
|
Analysis of experimental ECG
Maršánová, Lucie ; Janoušek, Oto (referee) ; Ronzhina, Marina (advisor)
This diploma thesis deals with the analysis of experimental electrograms (EG) recorded from isolated rabbit hearts. The theoretical part is focused on the basic principles of electrocardiography, pathological events in ECGs, automatic classification of ECG and experimental cardiological research. The practical part deals with manual classification of individual pathological events – these results will be presented in the database of EG records, which is under developing at the Department of Biomedical Engineering at BUT nowadays. Manual scoring of data was discussed with experts. After that, the presence of pathological events within particular experimental periods was described and influence of ischemia on heart electrical activity was reviewed. In the last part, morphological parameters calculated from EG beats were statistically analised with Kruskal-Wallis and Tukey-Kramer tests and also principal component analysis (PCA) and used as classification features to classify automatically four types of the beats. Classification was realized with four approaches such as discriminant function analysis, k-Nearest Neighbours, support vector machines, and naive Bayes classifier.
|
|
|
Membrane potential measurement with voltage sensitive dyes in fluorescence microscopy
Tkáč, Jan ; Janoušek, Oto (referee) ; Čmiel, Vratislav (advisor)
The aim of this work is to make a literature search in the measurement of membrane voltage using voltage-sensitive dyes and suggest a method for measuring the membrane voltage on the available cells using the voltage-sensitive dye di 4 ANEPPS and its further implementation. The work contains an introduction to electrophysiology of cells, and explains typical fluorescence characteristics. The thesis contains the description of a fluorescence microscope. The document presents characteristics of voltage-sensitive dyes and their distribution. A large part of the work describes the implementation and measurement of the experiment. The document also includes different methods for measuring and processing of all results.
|
|
|
Membrane potential measurement with voltage sensitive dyes in confocal microscopy
Heczková, Monika ; Sekora, Jiří (referee) ; Čmiel, Vratislav (advisor)
The aim of this work is to make a literature search in the measurement of membrane voltage using the voltage-sensitive dyes and suggest a method of measuring the membrane voltage on the available cells using the voltage-sensitive dye Di-4-ANEPPS and RH237. The work contains an introduction to electrophysiology of cell, explains fluorescence and typical fluorescence characteristics. The thesis contains the description of a fluorescence microscope. The document was largely devoted to characterization and distribution of voltage-sensitive dyes. The output of a design solution is a real experiment.
|
|
|
Measurement of Spectral Characteristics of Fluorescent Voltage-Sensitive Dyes
Pavlík, Dušan ; Čmiel, Vratislav (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
This bachelor thesis deals with optical measurement of substances properties in practical service of absorption and fluorescent spectroscopy. The work specifies the principle of fluorescence, which has direct association with spectral characteristics measurement of so-called voltage-sensitive dyes (in this instance di-4-ANEPPS). This dye is used for contactless (optical) imaging of organisms electric activity in practical service of its voltage dependent spectral shift after binding itself on cell membrane. However, the right application of this fluorescent dye is dependent on too many factors – one of them, discussed and measured in this work, is di-4-ANEPPS spectral dependency on its immediate environment.
|
|
|
Study of Electrophysiological Function of the Heart in Experimental Cardiology
Ronzhina, Marina ; Tyšler, Milan (referee) ; Halámek, Josef (referee) ; Kolářová, Jana (advisor)
Srdeční poruchy, jejichž příkladem je ischemie myokardu, infarkt, hypertrofie levé komory a myokarditida, jsou v experimentální kardiologii obvykle studovány na modelu izolovaného srdce. Kritéria pro detekci srdečních poruch však nejsou pro zvířecí modely standardizována, což komplikuje srovnání a interpretaci výsledků různých experimentálních studií. Obzvlášť složitá situace nastává při současném výskytu několika patologických jevů, jejichž vzájemná součinnost komplikuje rozpoznání jejich individuálních účinků. Korektní posouzení stavu srdce vyžaduje také zohlednění mnoha faktorů spojených s akvizicí dat. Tato práce je věnována kvantitativnímu hodnocení elektrofyziologických změn způsobených globální ischemií myokardu. Vliv ischemie byl hodnocen pro fyziologická srdce a srdce se zvětšenou levou komorou a dále pro srdce nabarvená napěťově-citlivým barvivem di-4-ANEPPS. Přestože jsou oba fenomény často zastoupeny v animálních studiích, nebyl dosud popsán jejich vliv na manifestaci ischemie v elektrogramech (EG), ani nebyl kvantifikován jejich vliv na přesnost detekčních algoritmů pro identifikaci ischemie. Práce shrnuje kvantitativní změny srdeční funkce vyvolané ischemií (v normálních podmínkách, při hypertrofii levé komory, a při administraci barviva) založené na hodnocení EG a VKG parametrů. Dále práce obsahuje rozbor důležitých aspektů akvizice záznamů, jako je umístění snímacích elektrod, způsob výpočtu deskriptorů z EG a VKG (s použitím výsledků manuálního rozměření záznamů, nebo bez něj) a identifikace okamžiku vývoje ischemie v preparátu. Nedílnou součást práce tvoří návrh, realizace a ověření metod pro automatickou detekci ischemie v experimentálních záznamech. Výsledky práce dokazují, že dosažení opakovatelných a věrohodných výsledků je podmíněno zohledněním všech výše uvedených faktorů souvisejících jak se stavem srdce, tak s metodikou záznamu a analýzy dat.
|
|
|
New Approaches in Cardiac Optical Mapping
Švrček, Martin ; Kizek, René (referee) ; Sovka, Pavel (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
This dissertation deals with new approaches in cardiac optical mapping. The principle of cardiac optical mapping as well as the current research in this field was described. The new measurement system was developed and its characteristics presented. The system design allows epicardial and endocardial mapping, employing new ratiometric techniques in 2D acquisition and simultaneous electrical and optical mapping. The measured characteristics of fluorescent dye di-4-ANEPPSS were presented. The relation between movement and consequent motion artifacts is well described. Several new approaches in signal processing were proposed, including new ratiometry technique and using image registration to suppress motion artifacts. The algorithm for elastic image registration of optical signals and innovative method for verification of registration process were presented. Application of all proposed approaches and its results are included and discussed.
|
|
|
Membrane potential measurement with voltage sensitive dyes
Votavová, Barbora ; Janoušek, Oto (referee) ; Čmiel, Vratislav (advisor)
The aim of this work is to realize measurements of membrane potential with voltagesensitive dye Di-4-ANEPPS and the data processed and analyzed. The work includes theoretical basis in the form of electrophysiology animal cells, explains fluorescence and describes the fluorescence microscope. The document is largely devoted to the characterization and distribution of voltage-sensitive dyes (VSD). The practical part deals with the various components necessary to perform the experiment as a pulse generator, high-speed camera and camera’s acquisition and describes experiment. The conclusion will be compared with results from theoretical assumptions.
|
|
|
Study of Electrophysiological Function of the Heart in Experimental Cardiology
Ronzhina, Marina ; Tyšler, Milan (referee) ; Halámek, Josef (referee) ; Kolářová, Jana (advisor)
Srdeční poruchy, jejichž příkladem je ischemie myokardu, infarkt, hypertrofie levé komory a myokarditida, jsou v experimentální kardiologii obvykle studovány na modelu izolovaného srdce. Kritéria pro detekci srdečních poruch však nejsou pro zvířecí modely standardizována, což komplikuje srovnání a interpretaci výsledků různých experimentálních studií. Obzvlášť složitá situace nastává při současném výskytu několika patologických jevů, jejichž vzájemná součinnost komplikuje rozpoznání jejich individuálních účinků. Korektní posouzení stavu srdce vyžaduje také zohlednění mnoha faktorů spojených s akvizicí dat. Tato práce je věnována kvantitativnímu hodnocení elektrofyziologických změn způsobených globální ischemií myokardu. Vliv ischemie byl hodnocen pro fyziologická srdce a srdce se zvětšenou levou komorou a dále pro srdce nabarvená napěťově-citlivým barvivem di-4-ANEPPS. Přestože jsou oba fenomény často zastoupeny v animálních studiích, nebyl dosud popsán jejich vliv na manifestaci ischemie v elektrogramech (EG), ani nebyl kvantifikován jejich vliv na přesnost detekčních algoritmů pro identifikaci ischemie. Práce shrnuje kvantitativní změny srdeční funkce vyvolané ischemií (v normálních podmínkách, při hypertrofii levé komory, a při administraci barviva) založené na hodnocení EG a VKG parametrů. Dále práce obsahuje rozbor důležitých aspektů akvizice záznamů, jako je umístění snímacích elektrod, způsob výpočtu deskriptorů z EG a VKG (s použitím výsledků manuálního rozměření záznamů, nebo bez něj) a identifikace okamžiku vývoje ischemie v preparátu. Nedílnou součást práce tvoří návrh, realizace a ověření metod pro automatickou detekci ischemie v experimentálních záznamech. Výsledky práce dokazují, že dosažení opakovatelných a věrohodných výsledků je podmíněno zohledněním všech výše uvedených faktorů souvisejících jak se stavem srdce, tak s metodikou záznamu a analýzy dat.
|
|
|
New Approaches in Cardiac Optical Mapping
Švrček, Martin ; Kizek, René (referee) ; Sovka, Pavel (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
This dissertation deals with new approaches in cardiac optical mapping. The principle of cardiac optical mapping as well as the current research in this field was described. The new measurement system was developed and its characteristics presented. The system design allows epicardial and endocardial mapping, employing new ratiometric techniques in 2D acquisition and simultaneous electrical and optical mapping. The measured characteristics of fluorescent dye di-4-ANEPPSS were presented. The relation between movement and consequent motion artifacts is well described. Several new approaches in signal processing were proposed, including new ratiometry technique and using image registration to suppress motion artifacts. The algorithm for elastic image registration of optical signals and innovative method for verification of registration process were presented. Application of all proposed approaches and its results are included and discussed.
|
|
|
Measurement of Spectral Characteristics of Fluorescent Voltage-Sensitive Dyes
Pavlík, Dušan ; Čmiel, Vratislav (referee) ; Provazník, Ivo (advisor)
This bachelor thesis deals with optical measurement of substances properties in practical service of absorption and fluorescent spectroscopy. The work specifies the principle of fluorescence, which has direct association with spectral characteristics measurement of so-called voltage-sensitive dyes (in this instance di-4-ANEPPS). This dye is used for contactless (optical) imaging of organisms electric activity in practical service of its voltage dependent spectral shift after binding itself on cell membrane. However, the right application of this fluorescent dye is dependent on too many factors – one of them, discussed and measured in this work, is di-4-ANEPPS spectral dependency on its immediate environment.
|
guest ::
