|
|
Sledování buněk v obrazech z holografického mikroskopu
Vičar, Tomáš ; Odstrčilík, Jan (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje sledování buněk v obrazových sekvencích pořízených pomocí multimodálního holografického mikroskopu (MHM). Princip holografického mikroskopu je zde popsán společně s jeho aplikací pro záznam buněk. Hlavní část práce popisuje společný přístup pro segmentaci a sledování jednotlivých buněk v dlouhodobých záznamech. Navržený přístup je založen na modelu parametrických aktivních kontur se specifickými modifikacemi pro dosažení přiměřené přesnosti a robustnosti. Implementovaná metoda je zde detailně popsána včetně vyhodnocení a ukázky výsledků.
|
|
|
Analysis of Microscopic Images of Cancer Cells
Vičar, Tomáš ; Matula,, Petr (oponent) ; Sladoje, Natasa (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
This dissertation focuses on the analysis of various forms of microscopic image data of cancer cells (static 2D images, static 3D stacks, 2D timelapse live cell imaging). The main focus is on data acquired with a~coherence controlled holographic microscope, which is a~relatively new modality capable of contrast imaging of live cells without staining (label-free) and provide quantitative information (Quantitative Phase Imaging - QPI). In this thesis, the basic procedure for the analysis of cell images is described, where new methods for the individual steps are developed and refined. The largest part of the thesis is devoted to cell segmentation, where classical and deep learning-based methods are summarized. New methods suitable specifically for QPI data are also developed. A~part of the thesis is devoted to the segmentation of 3D fluorescence nuclei and the detection of DNA breaks using deep learning. The thesis also deals with further processing in the form of cell tracking, feature extraction and subsequent analysis, where cell death is detected and suitable interpretable features are developed to classify cell death into apoptotic and lytic. Overall, this thesis contributes to the development of different steps of image analysis of cancer cells and reflects current advances in the image analysis field, deep learning approaches in particular, which is also demonstrated in several research applications.
|
|
|
Matematické metody pro zpracování obrazu v biologických pozorováních
Zikmund, Tomáš ; doc. RNDr.Petr Matula, Ph.D. (oponent) ; Krejčí, František (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá zpracováním obrazu v digitální holografické mikroskopii a rentgenové počítačové tomografii. Těžiště práce spočívá v návrhu postupů pro zpracování dat v daných oblastech biologických experimentů. Transmisní světelná holografická mikroskopie je použita zejména pro kvantitativní fázové zobrazení transparentních mikroskopických objektů, jako jsou živé buňky. Fázové obrazy jsou ovlivněny fázovými aberacemi, které ztěžují studium buněk. V této práci je prezentován nový algoritmus pro dynamické zpracování fázových obrazů živých buněk v časosběrné sérii. Algoritmus kompenzuje deformace fázového obrazu použitím metody vážených nejmenších čtverců. Navíc ve fázovém obrazu identifikuje a segmentuje individuální buňku. Tyto vlastnosti algoritmu jsou rozhodující pro kvantitativní fázové zobrazení buněk v reálném čase a řízení průběhu experimentu. Účinnost navrženého algoritmu je demonstrována na obrazech krysích nádorových buněk prostřednictvím mimoosového holografického mikroskopu. Rentgenová počítačová tomografie s vysokým rozlišením je stále více používanou technikou pro studium mikroarchitektury kostí malých hlodavců. V této části práce je provedena analýza kortikální a trabekulární distální poloviny krysích stehenních kostí. Vyvinuli jsme metodu pro mapování pozice a rozměrů kortikálních povrchů od centrální podélné osy s jednostupňovým úhlovým rozlišením. Touto metodou jsou zkoumány tvarové odlišnosti krysích stehenních kostí mezi experimentálními skupinami. Orientace kostí je v tomografických řezech vyrovnána před mapováním pomocí navrženého postupu standardizace tomografických dat. Aktivita remodelačního procesu dlouhé kosti je také studována na systému kortikálních kanálků.
|
|
|
Analysis of Microscopic Images of Cancer Cells
Vičar, Tomáš ; Matula,, Petr (oponent) ; Sladoje, Natasa (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
This dissertation focuses on the analysis of various forms of microscopic image data of cancer cells (static 2D images, static 3D stacks, 2D timelapse live cell imaging). The main focus is on data acquired with a~coherence controlled holographic microscope, which is a~relatively new modality capable of contrast imaging of live cells without staining (label-free) and provide quantitative information (Quantitative Phase Imaging - QPI). In this thesis, the basic procedure for the analysis of cell images is described, where new methods for the individual steps are developed and refined. The largest part of the thesis is devoted to cell segmentation, where classical and deep learning-based methods are summarized. New methods suitable specifically for QPI data are also developed. A~part of the thesis is devoted to the segmentation of 3D fluorescence nuclei and the detection of DNA breaks using deep learning. The thesis also deals with further processing in the form of cell tracking, feature extraction and subsequent analysis, where cell death is detected and suitable interpretable features are developed to classify cell death into apoptotic and lytic. Overall, this thesis contributes to the development of different steps of image analysis of cancer cells and reflects current advances in the image analysis field, deep learning approaches in particular, which is also demonstrated in several research applications.
|
|
|
Sledování živých buněk v časových sekvencích
Zámečník, Tomáš ; Šorel, Michal (vedoucí práce) ; Křivánek, Jaroslav (oponent)
Název práce: Sledování živých buněk v časových sekvencích Autor: Tomáš Zámečník Katedra: Kabinet software a výuky informatiky Vedoucí diplomové práce: RNDr. Michal Šorel Ph.D., Oddělení zpracování obrazu ÚTIA AV ČR Abstrakt: Tato diplomová práce se zabývá zkoumáním metod automatického sle- dování částic v sekvencích obrazových snímků. Jejím cílem je návrh a implemen- tace uceleného systému pro sledování živých buněk, jejich pohybu či dělení. Práce využívá závěrů publikovaných vědeckých článků s příbuznou tématikou, zabývá se jejich aplikací a zkoumá možnosti jejich modifikace a zlepšní. Výsledkem jsou dvě aplikace. První z nich je ukázkový program, který je přílohou této práce. Druhá implementace je modulem komerčního softwaru NIS-Elements společnosti Laboratory Imaging, který je využíván vědeckými i soukromými pra- covištěmi po celém světě. Klíčová slova: tracking buněk, tracking částic, buněčné dělení 1
|
|
| |
|
|
Sledování živých buněk v časových sekvencích
Zámečník, Tomáš ; Šorel, Michal (vedoucí práce) ; Křivánek, Jaroslav (oponent)
Název práce: Sledování živých buněk v časových sekvencích Autor: Tomáš Zámečník Katedra: Kabinet software a výuky informatiky Vedoucí diplomové práce: RNDr. Michal Šorel Ph.D., Oddělení zpracování obrazu ÚTIA AV ČR Abstrakt: Tato diplomová práce se zabývá zkoumáním metod automatického sle- dování částic v sekvencích obrazových snímků. Jejím cílem je návrh a implemen- tace uceleného systému pro sledování živých buněk, jejich pohybu či dělení. Práce využívá závěrů publikovaných vědeckých článků s příbuznou tématikou, zabývá se jejich aplikací a zkoumá možnosti jejich modifikace a zlepšní. Výsledkem jsou dvě aplikace. První z nich je ukázkový program, který je přílohou této práce. Druhá implementace je modulem komerčního softwaru NIS-Elements společnosti Laboratory Imaging, který je využíván vědeckými i soukromými pra- covištěmi po celém světě. Klíčová slova: tracking buněk, tracking částic, buněčné dělení 1
|
|
|
Sledování buněk v obrazech z holografického mikroskopu
Vičar, Tomáš ; Odstrčilík, Jan (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje sledování buněk v obrazových sekvencích pořízených pomocí multimodálního holografického mikroskopu (MHM). Princip holografického mikroskopu je zde popsán společně s jeho aplikací pro záznam buněk. Hlavní část práce popisuje společný přístup pro segmentaci a sledování jednotlivých buněk v dlouhodobých záznamech. Navržený přístup je založen na modelu parametrických aktivních kontur se specifickými modifikacemi pro dosažení přiměřené přesnosti a robustnosti. Implementovaná metoda je zde detailně popsána včetně vyhodnocení a ukázky výsledků.
|
|
|
Matematické metody pro zpracování obrazu v biologických pozorováních
Zikmund, Tomáš ; doc. RNDr.Petr Matula, Ph.D. (oponent) ; Krejčí, František (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá zpracováním obrazu v digitální holografické mikroskopii a rentgenové počítačové tomografii. Těžiště práce spočívá v návrhu postupů pro zpracování dat v daných oblastech biologických experimentů. Transmisní světelná holografická mikroskopie je použita zejména pro kvantitativní fázové zobrazení transparentních mikroskopických objektů, jako jsou živé buňky. Fázové obrazy jsou ovlivněny fázovými aberacemi, které ztěžují studium buněk. V této práci je prezentován nový algoritmus pro dynamické zpracování fázových obrazů živých buněk v časosběrné sérii. Algoritmus kompenzuje deformace fázového obrazu použitím metody vážených nejmenších čtverců. Navíc ve fázovém obrazu identifikuje a segmentuje individuální buňku. Tyto vlastnosti algoritmu jsou rozhodující pro kvantitativní fázové zobrazení buněk v reálném čase a řízení průběhu experimentu. Účinnost navrženého algoritmu je demonstrována na obrazech krysích nádorových buněk prostřednictvím mimoosového holografického mikroskopu. Rentgenová počítačová tomografie s vysokým rozlišením je stále více používanou technikou pro studium mikroarchitektury kostí malých hlodavců. V této části práce je provedena analýza kortikální a trabekulární distální poloviny krysích stehenních kostí. Vyvinuli jsme metodu pro mapování pozice a rozměrů kortikálních povrchů od centrální podélné osy s jednostupňovým úhlovým rozlišením. Touto metodou jsou zkoumány tvarové odlišnosti krysích stehenních kostí mezi experimentálními skupinami. Orientace kostí je v tomografických řezech vyrovnána před mapováním pomocí navrženého postupu standardizace tomografických dat. Aktivita remodelačního procesu dlouhé kosti je také studována na systému kortikálních kanálků.
|
host ::
RSS.