|
|
X-ray micro and nano computed tomography of soft tissue
Kavková, Michaela ; Tromba, Giuliana (oponent) ; Szabo-Rogers, Heather (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
Abstract Industrial X-ray micro computed tomography (micro CT) is a non-destructive imaging technique used for visualization of internal structures of samples and creation of precise 3D models. The core of this thesis revolves around the practical implementation of industrial micro CT in biological research with focus on the imaging of soft tissues. The aim of this study was to explore the potential of industrial micro CT as a non-destructive imaging tool for soft tissue visualization and to propose complex methodology for preparation of the sample and the analysis of obtained data in the specialized software. In the thesis the case studies showcasing the diverse applications of micro CT in various developmental biology research domains are presented, providing the methodology for precise 3D analysis of the selected structures. The thesis concludes by summarizing the transformative potential of industrial micro CT in biological research, highlighting its ability to unveil intricate anatomical structures, track developmental processes, and enhance our understanding of complex biological systems.
|
|
|
Rentgenová počítačová tomografie chrupavčitých tkání embryí
Tesařová, Markéta ; Křivánek,, Jan (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
Výzkum chrupavky se standardně realizuje pomocí optických mikroskopů na histologických řezech. Pro objasnění mechanismů jejího vývoje a formování je ale zapotřebí technik, které umožní zobrazit chrupavku ve 3D. Tato práce se zabývá rentgenovou počítačovou tomografií myších embryí. Konkrétně se věnuje vizualizaci chrupavčitých tkání v obličejové části. V práci jsou shrnuty základy rentgenové počítačové tomografie a dále je zpracována krátká rešeršní studie zabývající se kontrastováním měkkých tkání pro rentgenové záření. V rámci práce je stanoven postup pro realizaci tomografického měření myších embryí kontrastovaných látkou PTA. Tento postup obsahuje protokol aplikace kontrastovacích látek, upevnění vzorku, nastavení CT přístroje a postup pro segmentaci a vytvoření 3D modelu chrupavky. Dílčí výsledky jsou demonstrovány na myších embryí vývojového stádia od 12,5 do 17,5 dne. Z důvodu zlepšení kvality dat a standardizace postupu měření a přípravy vzorků jsou v práci zkoumány parametry rentgenové trubice a teplotní podmínky při tomografickém měření. Jsou ukázány výsledné 3D modely obličejové části a možnosti následných analýz modelů.
|
|
|
X-ray nano computed tomography of structured polymeric biomaterials
Kalasová, Dominika ; Oberta,, Peter (oponent) ; Kataja, Markku (oponent) ; Kaiser, Jozef (vedoucí práce)
This thesis is focused on an advanced imaging method X-ray computed nanotomography (CT). This non-destructive technique is used for the research of various biomaterials in tissue engineering and material science in general (scaffolds, polymers, ceramics, composites, etc.). Visualisation and quantification in 3D are advantageous in multidisciplinary approach usually applied in these fields. The objective of the thesis is divided into two topics. The first topic is about optimisation of the measurement procedure for various soft materials by CT with the laboratory X-ray sources. Mostly, the phase contrast propagation-based CT imaging (PBI) is involved here. This work theoretically describes the PBI and demonstrates this phenomenon via several sets of measurements. The necessary post-processing of PBI data is implemented and evaluated based on data quality enhancement. The second topic shows specific applications of CT in material engineering. Several studies with different CT devices show a few examples of possible applications and image processing options. Examples of correlation of CT with other complementary techniques show how CT can be applied in a multidisciplinary approach to solving complex scientific problems.
|
|
|
Determination of device geometrical misalignments influence on dimensional measurements in X-ray microcomputed tomography
Blažek, Pavel ; Klapetek, Petr (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
This thesis deals with geometrical misalignments of X-ray computed tomography (CT) device components. It focuses on their adverse effects on metrological CT measurements and on the methods which can be used to eliminate them. Results of simulations of CT measurements with misaligned detector and rotation stage are present, showing which misalignments plays the most significant role in the measurement. The practical part deals with HeliScan microCT, which implements a unique calibration algorithm to eliminate errors from misaligned CT geometry. New reference objects (plates with ruby spheres and calibrated zircon sphere) are developed for the CT system complying with the requirements of guideline VDI/VDE 2630 1.3. for metrological performance testing of CT devices. Testing objects suitable for a larger field of view were manufactured, calibrated, and successfully tested in CT measurement.
|
|
|
Processing of tomographic data by principal component analysis method for archaeological applications
Prokop, David ; Žídek, Jan (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
X-ray computed tomography is an imaging method which enables 3D observations of the inner structure of objects. The microstructure of objects carries essential information that could be used to characterize samples. The here presented research aims at connecting the microCT-derived data with their statistical elaboration in order to achieve the best description of analysed samples. The outcome of the thesis will be the classification of samples based on their microstructure. Based on the information about classification, we can test some hypotheses concerning the origin of the samples. This thesis could serve as a cornerstone for a combination of datasets coming from various sources by the means of statistical methods.
|
|
|
Stanovení nejistoty měření průměru děr ocelových součástí pomocí rentgenové počítačové tomografie
Blažek, Pavel ; Šperka,, Jiří (oponent) ; Kalasová, Dominika (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá určením nejistot rozměrových měření v rentgenové počítačové tomografii (CT). Proces měření na CT se skládá z mnoha kroků a je ovlivněn velkým množstvím faktorů, které závisí nejen na parametrech daného CT systému, ale také nasamotném měřeném vzorku a na volbě operátora. To vše má vliv na výslednou nejistotu. Experimentální metoda s využitím kalibrovaných vzorků umožňuje určit nejistotu měření bez přesných znalostí vlivu jednotlivých parametrů. Vyjádření nejistot touto metodou popisují normy ISO 15530-3 a VDI/VDE 2630 2.1. Cílem práce je experimentálně stanovit nejistotu tomografického měření rozměrů děr vybraného vzorku u stanice GE phoenix v|tome|x L240. Za tímto účelem byl navržen a vyroben demonstrační vzorek. Na něm proběhla tomografická měření vnitřních a vnějších průměrů. Referenční měření bylo provedeno na délkoměru SIP 1002 M. Byla vyhodnocena nejistota vnitřních a vnějších průměrů v závislosti na tloušťce prozařovaného materiálu.
|
|
|
Determination of device geometrical misalignments influence on dimensional measurements in X-ray microcomputed tomography
Blažek, Pavel ; Klapetek, Petr (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
This thesis deals with geometrical misalignments of X-ray computed tomography (CT) device components. It focuses on their adverse effects on metrological CT measurements and on the methods which can be used to eliminate them. Results of simulations of CT measurements with misaligned detector and rotation stage are present, showing which misalignments plays the most significant role in the measurement. The practical part deals with HeliScan microCT, which implements a unique calibration algorithm to eliminate errors from misaligned CT geometry. New reference objects (plates with ruby spheres and calibrated zircon sphere) are developed for the CT system complying with the requirements of guideline VDI/VDE 2630 1.3. for metrological performance testing of CT devices. Testing objects suitable for a larger field of view were manufactured, calibrated, and successfully tested in CT measurement.
|
|
|
X-ray nano computed tomography of structured polymeric biomaterials
Kalasová, Dominika ; Oberta,, Peter (oponent) ; Kataja, Markku (oponent) ; Kaiser, Jozef (vedoucí práce)
This thesis is focused on an advanced imaging method X-ray computed nanotomography (CT). This non-destructive technique is used for the research of various biomaterials in tissue engineering and material science in general (scaffolds, polymers, ceramics, composites, etc.). Visualisation and quantification in 3D are advantageous in multidisciplinary approach usually applied in these fields. The objective of the thesis is divided into two topics. The first topic is about optimisation of the measurement procedure for various soft materials by CT with the laboratory X-ray sources. Mostly, the phase contrast propagation-based CT imaging (PBI) is involved here. This work theoretically describes the PBI and demonstrates this phenomenon via several sets of measurements. The necessary post-processing of PBI data is implemented and evaluated based on data quality enhancement. The second topic shows specific applications of CT in material engineering. Several studies with different CT devices show a few examples of possible applications and image processing options. Examples of correlation of CT with other complementary techniques show how CT can be applied in a multidisciplinary approach to solving complex scientific problems.
|
|
|
Processing of tomographic data by principal component analysis method for archaeological applications
Prokop, David ; Žídek, Jan (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
X-ray computed tomography is an imaging method which enables 3D observations of the inner structure of objects. The microstructure of objects carries essential information that could be used to characterize samples. The here presented research aims at connecting the microCT-derived data with their statistical elaboration in order to achieve the best description of analysed samples. The outcome of the thesis will be the classification of samples based on their microstructure. Based on the information about classification, we can test some hypotheses concerning the origin of the samples. This thesis could serve as a cornerstone for a combination of datasets coming from various sources by the means of statistical methods.
|
|
|
Stanovení nejistoty měření průměru děr ocelových součástí pomocí rentgenové počítačové tomografie
Blažek, Pavel ; Šperka,, Jiří (oponent) ; Kalasová, Dominika (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá určením nejistot rozměrových měření v rentgenové počítačové tomografii (CT). Proces měření na CT se skládá z mnoha kroků a je ovlivněn velkým množstvím faktorů, které závisí nejen na parametrech daného CT systému, ale také nasamotném měřeném vzorku a na volbě operátora. To vše má vliv na výslednou nejistotu. Experimentální metoda s využitím kalibrovaných vzorků umožňuje určit nejistotu měření bez přesných znalostí vlivu jednotlivých parametrů. Vyjádření nejistot touto metodou popisují normy ISO 15530-3 a VDI/VDE 2630 2.1. Cílem práce je experimentálně stanovit nejistotu tomografického měření rozměrů děr vybraného vzorku u stanice GE phoenix v|tome|x L240. Za tímto účelem byl navržen a vyroben demonstrační vzorek. Na něm proběhla tomografická měření vnitřních a vnějších průměrů. Referenční měření bylo provedeno na délkoměru SIP 1002 M. Byla vyhodnocena nejistota vnitřních a vnějších průměrů v závislosti na tloušťce prozařovaného materiálu.
|
host ::
RSS.