Studium vlastností biologického materiálu pomocí metod obrazové analýzy

Abstract

V rámci disertační práce „Studium vlastností biologického materiálu pomocí metod obrazové analýzy“ je pozornost zaměřena na sledování uplatnění metod obrazové analýzy, převážně fraktální analýzy, při studiu vlastností různých druhů kvasinek. Součástí práce je stanovení počtu buněk kvasinek a sledování růstu i vegetativního rozmnožování kvasinek pomocí fraktálních parametrů – fraktální míry K a fraktální dimenze D. Pozornost je také zaměřena nejen na využití stávajících metod obrazové analýzy, ale také na jejich renovaci. K vyhodnocení získaných obrazů byla použita metoda box counting, která byla zpřesněna implementací vlnkové transformace. K delšímu pozorování buněk kvasinek bylo nejprve nutné připravit vhodný mikroskopický preparát. K odlišení živých a mrtvých buněk kvasinek byla použita fluorescenční barviva akridinová oranž, fluorescein diacetát, FUN-1 a Calcofluor White M2R. Obrazy kvasinek byly zaznamenány pomocí fotoaparátu či CCD kamery a mikroskopu. Z pořízených digitálních fotografií byly získány stejně velké výřezy a zpracovány programem HarFA, který je vyvíjen na Fakultě chemické, VUT Brno. Z výsledků lze sledovat změnu fraktální dimenze v závislosti na čase, tj. na změně struktury pučící buňky nebo stanovit počet a poloměr buněk kvasinek za předpokladu předem definovaných podmínek.Within the dissertation thesis “Study of Biological Material Attributes by Using Image Analysis Methods”, attention is focused on monitoring of the application of image analysis methods, mostly a fractal analysis, in studying the properties of various yeast species. The thesis includes determining the number of yeast cells and vegetative propagation of yeast using fractal parameters – fractal measure D and fractal dimension K. Attention is also paid not only to the application of the existing image analysis methods, but also to their renovation. The obtained images were evaluated using the box counting method specified by implementation of wavelet transformation. To monitor yeast cells for a longer time, it was first necessary to prepare a suitable microscopic preparation. To distinguish live and dead cells, the following fluorescent dyes were used: acridine orange, fluorescein diacetate, FUN-1, and Calcofluor White M2R. The images of yeast cells were recorded using a still camera or a CCD camera and microscope. Clips of the same size were obtained from the acquired digital photographs and processed by the HarFA program developed at the Faculty of Chemistry, Brno University of Technology. On the results it is possible to see a change in the fractal dimension depending on time, i.e. on the change of a budding cell structure, or to determine the number and radius of yeast cells upon predefined conditions.