Master's Thesis

Fluorescence imaging techniques in multimodal holographic microscope

Final Thesis 4.31 MB Appendix 325.01 kB

Author of thesis: Ing. David Vašíček

Acad. year: 2013/2014

Supervisor: Ing. Jana Čolláková

Reviewer: Mgr. Jana Procházková, Ph.D.

Abstract:

The diploma thesis deals with the registration of images taken with the multimodal holographic microscope (MHM). The summary covers the fluorescent and holographic microscopy, and the multimodal holographic microscope combining both these microscopy types. Every pair of the images needs to be aligned in order to gain new information by combining both image types. The thesis contains an algorithm that registers images by phase correlation as well as a process created in MATLAB in accordance with the algorithm. The most important procedure parameters’ influence on the registration success is described and the results are annotated.

Keywords:

Fluorescence microscopy, digital holographic microscopy, multimodal holographic microscope, image registration, phase correlation, image alignment, quantitative phase imaging

Date of defence

24.6.2014

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znakmkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Faculty of Mechanical Engineering

Department

Institute of Physical Engineering

Study programme

Applied Sciences in Engineering (N3901-2)

Study field

Physical Engineering and Nanotechnology

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jana Čolláková

Diplomová práce Davida Vašíčka je zaměřena na digitální zpracování dat z Multimodálního holografického mikroskopu. První část obsahuje vyčerpávající rešerši holografické a fluorescenční mikroskopie. Podstatnou částí práce je definice parametrů fázové korelace a tvorba algoritmu. I když se jedná o registraci velmi nepodobných obrazů, autor se dobře zorientoval v problematice. Výsledkem práce je funkční program pro automatickou registraci snímků, který bude dále využíván v práci s holografickým mikroskopem a pomůže k jeho dalšímu vývoji. Autor si osvojil samostatnou práci s holografickým mikroskopem a se základní metodou zpracování holografických snímků. Pro ověření funkčnosti vytvořeného programu naměřil autor vlastní data, která také využil k optimalizaci programu. David Vašíček splnil všechny požadavky a cíle zadání práce.
Evaluation criteria Mark
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level B
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Mgr. Jana Procházková, Ph.D.

Práce diplomanta se zabývá zobrazovacími metodami pro snímky vzniklé v multimodálním holografickém mikroskopu (MHM). První část velmi podrobně popisuje fluorescenční zobrazovací techniky a konstrukci MHM. Tím je splněn první cíl diplomové práce bez připomínek.  Druhá část se věnuje matematickým základům metod zpracování obrazu, které student používá.  Jsou zde nastíněny použité funkce a metody pro sesazování obrazu.

Třetí část je věnována samotnému pokusu a následnému sesazování naměřených obrazů. Student provedl tři měření po 25 snímcích, která byla zatížena chybou, což bylo patrně způsobeno nezkušeností a také vysokou náročností daných měření.  Pro statistické zpracování úspěšností, které jsou v práci uvedeny, by bylo potřeba více měření pro více různých vzorků, což při budoucím možném nasazení výsledného programu bude možné.  Diplomant důkladně vysvětluje výsledky jednotlivých pokusů a při nízké úspěšnosti u skládání holografického snímku s fluorescenčním snímkem Alexa Fluor přidávává možnosti zlepšení.

Práce splnila všechny zadané cíle bez výhrad a zdrojové matlab kódy určitě naleznou uplatnění při další práci s MHM.
Evaluation criteria Mark
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A

Grade proposed by reviewer: A