|
|
Design of optoelectronic sensor for biological tissues
Balík, Zdeněk ; Bartlová, Milada (referee) ; Tománek, Pavel (advisor)
Biological tissues are optically inhomogeneous and absorbent materials. They are comprised of various structures such as cells, cell organelles, and various fiber structures. Due to these structures leads to different interactions with the light and phenomena such as absorption, scattering and polarization of light. Different ultrasonic, electromagnetic, electrical and optical methods are used for meat ageing detection. Muscles are turbid anisotropic media, they exhibit changes in electrical and optical properties according to the direction of the electrical and optical fields in the sample. The diploma work assesses the feasibility of impedance measurements for meat ageing detection and their comparison with optical measurement of scattered polarized light. Two different sample were used: pork chop slices and chicken breasts were used for their relative homogeneity. The electrical method is a promising method due to the possibility of getting much information and realizing cheap and fast enough measurement systems. The proposed optical method allows measure the rotation of polarization plane with meat ageing in the range of 95 degrees within considered period. Through the first promising results obtained in this thesis, a further work has to be provided to determine closer relationship between optical scattering characteristics, electrical anisotropy in ageing-related tissue structural properties.
|
|
|
Study of Scattering and Polarization of Light in Biological Tissue
Abubaker, Hamed Mohamed ; Hrabovský, Miroslav (referee) ; Číp, Ondřej (referee) ; Tománek, Pavel (advisor)
Tkáňová optika nabývá rychle na významu a přesná znalost optických vlastností biologických tkání je podstatná pro výzkum v biomedicíně i pro kontrolu kvality potravin. Jestliže je vzorek tkáně osvětlen, dochází k mnohonásobnému odrazu světla. V případě postmortem neživých tkání (maso) je rozměr buněk větší než vlnová délka použitého světla. Dochází k Mieovu rozptylu prošlého nebo zpět odraženého světla, v důsledku čehož se objevují různé polarizační stavy světla. Polarizační stavy světla rozptýleného na difúzním prostředí jsou experimentálně zkoumány a modelovány. V práci jsme provedli dva modifikované experimenty: rozptyl polarizovaného světla, které dvakrát prochází vzorkem (vpřed a vzad) a jen světla, které jen prochází vzorkem. Měření rozptýleného světla ukazuje, že dochází k depolarizaci a ke stáčení polarizační roviny, což obojí závisí na orientaci svalových vláken a stárnutí tkání postmortem. Mimo experimentů byl také proveden teoretický popis difúzní biologické tkáně a byla vypočtena radiační přenosová rovnice pomocí modifikované Monte Carlo metody, která zahrnuje polarizační stav světla (PLMC). Je ukázáno, že stupeň polarizace podstatně závisí na optických vlastnostech rozptylového prostředí. Výsledky ukazují, že stav polarizace světla na výstupu závisí na stavu polarizace světla před vzorkem a na optických vlastnostech a tloušťce vrstvy prostředí v průběhu jejího stárnutí. Je také provedena korelace změn polarizace na čerstvosti masa, i popis dynamického chování polarizace při stárnutí masa.
|
|
|
Design and realzation of electric measurements on biological tissues
Kocová, Lucie ; Palai-Dany, Tomáš (referee) ; Tománek, Pavel (advisor)
This master’s thesis is focused on the electrical properties of biological tissues and flesh in particular. Their electrical characteristics depend on the physical and chemical parameters that determine the concentration and mobility of ions in metabolic fluids. From the electrical point of view, flesh can be simply substituted by a field of elongated conductive cells which are separated by the insulating membrane from each other. In the next part, the Fricke model is introduced. The model describes the measurement of impedance of the tissue at low and high frequencies. The aim of the work is to assess how the impedance of the dielectric sample is dependent on the frequency of the electrical signal during the optimal aging or ripening of flesh.
|
|
|
Optoelectronic sensor of polarization state of light from biological samples
Mikláš, Jan ; Brüstlová, Jitka (referee) ; Tománek, Pavel (advisor)
The living body tissues consist of cells which dimensions are bigger than a wavelength of visible light. Therefore a Mie scattering of reflected of backscaterred light occurs and different polarization states arise. The changes of polarization state due to the multiple scattering of light in the biological cellular tissues allow measure the aging of biological tissue. The reflected or backscattered polarized laser light exhibits multiple scattering on the sample surface and in its subsurface area.
|
|
|
Study of Scattering and Polarization of Light in Biological Tissue
Abubaker, Hamed Mohamed ; Hrabovský, Miroslav (referee) ; Číp, Ondřej (referee) ; Tománek, Pavel (advisor)
Tkáňová optika nabývá rychle na významu a přesná znalost optických vlastností biologických tkání je podstatná pro výzkum v biomedicíně i pro kontrolu kvality potravin. Jestliže je vzorek tkáně osvětlen, dochází k mnohonásobnému odrazu světla. V případě postmortem neživých tkání (maso) je rozměr buněk větší než vlnová délka použitého světla. Dochází k Mieovu rozptylu prošlého nebo zpět odraženého světla, v důsledku čehož se objevují různé polarizační stavy světla. Polarizační stavy světla rozptýleného na difúzním prostředí jsou experimentálně zkoumány a modelovány. V práci jsme provedli dva modifikované experimenty: rozptyl polarizovaného světla, které dvakrát prochází vzorkem (vpřed a vzad) a jen světla, které jen prochází vzorkem. Měření rozptýleného světla ukazuje, že dochází k depolarizaci a ke stáčení polarizační roviny, což obojí závisí na orientaci svalových vláken a stárnutí tkání postmortem. Mimo experimentů byl také proveden teoretický popis difúzní biologické tkáně a byla vypočtena radiační přenosová rovnice pomocí modifikované Monte Carlo metody, která zahrnuje polarizační stav světla (PLMC). Je ukázáno, že stupeň polarizace podstatně závisí na optických vlastnostech rozptylového prostředí. Výsledky ukazují, že stav polarizace světla na výstupu závisí na stavu polarizace světla před vzorkem a na optických vlastnostech a tloušťce vrstvy prostředí v průběhu jejího stárnutí. Je také provedena korelace změn polarizace na čerstvosti masa, i popis dynamického chování polarizace při stárnutí masa.
|
|
|
Design of optoelectronic sensor for biological tissues
Balík, Zdeněk ; Bartlová, Milada (referee) ; Tománek, Pavel (advisor)
Biological tissues are optically inhomogeneous and absorbent materials. They are comprised of various structures such as cells, cell organelles, and various fiber structures. Due to these structures leads to different interactions with the light and phenomena such as absorption, scattering and polarization of light. Different ultrasonic, electromagnetic, electrical and optical methods are used for meat ageing detection. Muscles are turbid anisotropic media, they exhibit changes in electrical and optical properties according to the direction of the electrical and optical fields in the sample. The diploma work assesses the feasibility of impedance measurements for meat ageing detection and their comparison with optical measurement of scattered polarized light. Two different sample were used: pork chop slices and chicken breasts were used for their relative homogeneity. The electrical method is a promising method due to the possibility of getting much information and realizing cheap and fast enough measurement systems. The proposed optical method allows measure the rotation of polarization plane with meat ageing in the range of 95 degrees within considered period. Through the first promising results obtained in this thesis, a further work has to be provided to determine closer relationship between optical scattering characteristics, electrical anisotropy in ageing-related tissue structural properties.
|
|
|
Design and realzation of electric measurements on biological tissues
Kocová, Lucie ; Palai-Dany, Tomáš (referee) ; Tománek, Pavel (advisor)
This master’s thesis is focused on the electrical properties of biological tissues and flesh in particular. Their electrical characteristics depend on the physical and chemical parameters that determine the concentration and mobility of ions in metabolic fluids. From the electrical point of view, flesh can be simply substituted by a field of elongated conductive cells which are separated by the insulating membrane from each other. In the next part, the Fricke model is introduced. The model describes the measurement of impedance of the tissue at low and high frequencies. The aim of the work is to assess how the impedance of the dielectric sample is dependent on the frequency of the electrical signal during the optimal aging or ripening of flesh.
|
|
|
Optoelectronic sensor of polarization state of light from biological samples
Mikláš, Jan ; Brüstlová, Jitka (referee) ; Tománek, Pavel (advisor)
The living body tissues consist of cells which dimensions are bigger than a wavelength of visible light. Therefore a Mie scattering of reflected of backscaterred light occurs and different polarization states arise. The changes of polarization state due to the multiple scattering of light in the biological cellular tissues allow measure the aging of biological tissue. The reflected or backscattered polarized laser light exhibits multiple scattering on the sample surface and in its subsurface area.
|
guest ::
