Tools for 3D Visualization of Structures in Biology
Čapek, Martin; Janáček, Jiří; Kubínová, Lucie; Smrčka, P.; Hána, K.
2007 - English
By consecutive scanning of layers of the biological specimen by a confocal microscope we obtain a stack of optical sections, i.e. a 3D digital representation of the specimen. Our research focuses, on volume reconstruction of large biological tissues, i.e. tissues greater than field of view and/or thicker than maximal depth of scanning of the confocal microscope. As a result of volume reconstruction we obtain a high resolution 3D image of the biological specimen. In order to visualize 3D objects on 2D computer screens we developed several tools including visualization by a specialized VolumePro board and by using consumer graphics cards supporting DirectX and OpenGL Článek popisuje prostředky pro vizualizaci trojrozměrných skalárních dat získaných laserovým konfokálním mikroskopem z velkých biologických vzorků. Těmito prostředky jsou programy využívající PC kartu VolumePro firmy Terarecon, USA a běžné grafické karty podporující DirectX a OpenGL
Keywords:
3D visualization; OpenGL; DirectX
Available at various institutes of the ASCR
Tools for 3D Visualization of Structures in Biology
By consecutive scanning of layers of the biological specimen by a confocal microscope we obtain a stack of optical sections, i.e. a 3D digital representation of the specimen. Our research focuses, on ...
Volume visualization of large biological tissue specimens
Čapek, Martin; Kubínová, Lucie; Janáček, Jiří; Hána, K.; Smrčka, P.
2006 - English
We apply volume reconstruction for visualization of a biological specimen greater than the field of view of a confocal laser scanning microscope. Prior to the volume reconstruction, large specimens are cut into thin physical slices. The first step of volume reconstruction is acquisition of digital volume images (spatial tiles which overlap) from all studied physical slices. The second step is horizontal merging of overlapping spatial tiles of the same physical slice using a registration algorithm based on a mutual information and translation. The third reconstruction step is vertical merging of digital volumes of successive physical slices using an elastic registration algorithm based on B-splines. The resulting large digital volumes are visualized by a VolumePro hardware board that provides volume rendering in real-time. In this paper we show a reconstruction of a chick embryonic kidney. Objemová vizualizace velkých biologických tkáňových vzorků se skládá z následujících kroků: nařezání preparátu na tenké fyzické řezy, nasnímání překrývajících se obrazových dat z fyzických řezů, horizontální skládání překrývajících se obrazových dat s použitím registrace do 3D sub-obrazu reprezentující jeden fyzický řez, vertikální skládání sub-obrazů fyzických řezů s použitím elastické registrace do výsledné 3D reprezentace biologického preparátu a vizualizace 3D obrazu s využitím VolumePro hardware
Keywords:
confocal microscopy; volume reconstruction
Available at various institutes of the ASCR
Volume visualization of large biological tissue specimens
We apply volume reconstruction for visualization of a biological specimen greater than the field of view of a confocal laser scanning microscope. Prior to the volume reconstruction, large specimens ...
Vizualization of large biological tissue specimens using confocal laser scanning microscopy
Čapek, Martin; Kubínová, Lucie; Hána, K.; Smrčka, P.
2006 - English
In biology there is often necessary to visualize a biological specimen which size is greater when compared with the field of view of a used optical acquisition instrument. The visualization of such the specimen can be achieved by volume reconstruction. We study biological specimens by using a confocal laser scanning microscope which is able to capture a digital volume representation of the specimen. We investigate great specimens containing, for example, a human tooth pulp, an epithelial layer and a vascular bed of chick embryonic gut or chick embryonic kidneys Objemová rekonstrukce je metoda sloužící k vizualizaci trojrozměrné struktury biologických vzorků, jejichž velikost může být větší než je horizontální či axiální zorné pole snímacího systému (v našem případě laserového konfokálního mikroskopu). Velké vzorky je nutné nařezat na tenké fyzické řezy. Pak se snímají všechny sousedící a překrývající se objemové obrazy v rámci jednotlivých fyzických řezů (kompenzace omezeného horizontálního zorného pole). Takové sousedící obrazy se dále získají pro všechny sériové fyzické řezy (kompenzace omezeného axiálního zorného pole)
Keywords:
confocal microscopy; volume reconstruction; volume visualization
Available at various institutes of the ASCR
Vizualization of large biological tissue specimens using confocal laser scanning microscopy
In biology there is often necessary to visualize a biological specimen which size is greater when compared with the field of view of a used optical acquisition instrument. The visualization of such ...
Measurement of length and euler characteristic in 3D images
Janáček, Jiří; Saxl, Ivan
2006 - English
Efficient methods for automatic measurement of length and Euler characteristic in 3D are presented. The effect of background noise on the measurements is estimated Práce uvádí účinné metody automatizovaného měření délky a Eulerovy charakteristiky v 3D obrazech a odhady chyb měření způsobené obrazovým šumem
Keywords:
3D; length; Euler characteristic
Available at various institutes of the ASCR
Measurement of length and euler characteristic in 3D images
Efficient methods for automatic measurement of length and Euler characteristic in 3D are presented. The effect of background noise on the measurements is estimated...
Volume reconstruction of large biological tissue specimens
Čapek, Martin; Janáček, Jiří; Kubínová, Lucie; Smrčka, P.; Hána, K.
2006 - English
Volume reconstruction is a technique for visualization of a biological specimen which is greater than the field of view of a used optical instrument - a confocal laser scanning microscope in our case. The first step of volume reconstruction is acquisition of sets of digital volume images (spatial tiles which overlap) from all studied physical slices. The second step is horizontal merging of overlapping spatial tiles of the same physical slice (mosaicking). The third reconstruction step is vertical merging of digital volumes of successive physical slices of the specimen. The resulting large digital volumes are visualized using a VolumePro hardware board that offers real-time 3D volume rendering. In this paper we show a reconstruction of a chick embryonic kidney Objemová rekonstrukce slouží k trojrozměrné vizualizaci biologických vzorků, jejichž velikost může být větší než je zorné pole snímacího systému (laserového konfokálního mikroskopu).Velké vzorky je nutné nařezat na tenké fyzické řezy. Následně se snímají všechny sousedící objemové obrazy v rámci jednotlivých fyzických řezů (kompenzace omezeného horizontálního zorného pole). Takové obrazy se dále získají pro všechny sériové fyzické řezy (kompenzace omezeného axiálního zorného pole).První krok objemové rekonstrukce představuje složení překrývajících se sousedních zorných polí téhož fyzického řezu. Složené objemové obrazy fyzických řezů je pak nutno složit ve výsledný objemový obraz reprezentující celý biologický vzorek. Výsledný digitální objem jsem vizualizovali s využitím karty VolumePro nabízející 3D zobrazení rastrových dat v reálném čase
Keywords:
confocal microscopy; volume reconstruction; volume visualization
Available at various institutes of the ASCR
Volume reconstruction of large biological tissue specimens
Volume reconstruction is a technique for visualization of a biological specimen which is greater than the field of view of a used optical instrument - a confocal laser scanning microscope in our case. ...
Diversity in muscle fibre type cappilary supply
Eržen, I.; Kubínová, Lucie; Janáček, Jiří; Čebašek, V.; Ribarič, S.
2006 - English
Capillary network in slow soleus and fast extensor digitorum longus control, denervated and reinnervated rat muscles was compared using stereology and confocal microscopy Byla porovnávána kapilární síť v pomalých (soleus) a rychlých (extensor digitorum longus) kontrolních, denervovaných a reinervovaných krysích svalech s využitím stereologie a konfokální mikroskopie
Keywords:
capillaries; skeletal muscle; stereology
Available at various institutes of the ASCR
Diversity in muscle fibre type cappilary supply
Capillary network in slow soleus and fast extensor digitorum longus control, denervated and reinnervated rat muscles was compared using stereology and confocal microscopy...
Stereological metod for the estimation of chloroplast thylakoid surface area
Kubínová, Lucie; Kutík, J.
2006 - English
The stereological method using “local vertical windows” applied to the estimation of thylakoid surface area in the chloroplast volume, based on evaluation of chloroplast electron micrographs is presented. The method is demonstrated on the study of chloroplast ultrastructure in the leaves of plants of CE704 maize (Zea mays L.) line, developing in control and chilling conditions Stereologická metoda, využívající tzv. lokální vertikální okénka, je představena a použita k odhadu povrchu tylakoidů, vztaženého na objem chloroplastu, z mikrofotografií získaných ellektronovým mikroskopem. Metoda je demonstrována na studiu ultrastruktury chloroplastů v listech kukuřice, vyvíjející se v kontrolních a chladových podmínkách
Keywords:
stereology; surface area; thylakoid membranes
Available at various institutes of the ASCR
Stereological metod for the estimation of chloroplast thylakoid surface area
The stereological method using “local vertical windows” applied to the estimation of thylakoid surface area in the chloroplast volume, based on evaluation of chloroplast electron micrographs is ...
On calculation of chamfer distance and Lipschitz covers in digital images
Štencel, Mikuláš; Janáček, Jiří
2006 - English
Aim of the paper is the chamfer distance transform of the binary digital image in arbitrary dimension and corresponding Lipschitz cover of grayscale image. Validity of the double-scan algorithm is proved. The Lipschitz cover is usefull for elimination of the image background Práce se zabývá důkazem správnosti dvojprůchodového algoritmu pro výpočet digitální vzdálenosti v obrazech libovolné dimenze a použitím téhož algoritmu pro výpočet Lipschitzovy obálky, která je užitečná pro odstranění obrazového pozadí
Keywords:
chamfer distance; Lipschitz cover; background elimination
Available at various institutes of the ASCR
On calculation of chamfer distance and Lipschitz covers in digital images
Aim of the paper is the chamfer distance transform of the binary digital image in arbitrary dimension and corresponding Lipschitz cover of grayscale image. Validity of the double-scan algorithm is ...
3D visualization of large biological tissue specimens captured by a confocal microscope
Čapek, Martin; Janáček, Jiří; Karen, Petr; Kubínová, Lucie; Smrčka, P.; Hána, K.
2006 - English
Digital volume reconstruction is a technique for rendering and visualization of a biological specimen which is greater than the field of view of a used optical instrument - a confocal laser scanning microscope in our case. Prior to the volume reconstruction, large biological specimens are cut to thin physical slices. The first step of volume reconstruction is acquisition of sets of digital volume images (spatial tiles which overlap) from all studied physical slices. The second step is composition of neighbouring spatial tiles of the same physical slice. The third reconstruction step is registration and merging of digital volumes of neighbouring physical slices of the specimen. The resulting large digital volumes are rendered and visualized using a VolumePro hardware board that offers real-time 3D volume rendering. In this paper we show a reconstruction of a chick embryonic kidney Objemová rekonstrukce je metoda sloužící k vizualizaci trojrozměrné struktury biologických vzorků, jejichž velikost může být větší než je horizontální či axiální zorné pole snímacího systému (v našem případě laserového konfokálního mikroskopu).Velké vzorky je nutné nařezat na tenké fyzické řezy. Pak se snímají všechny sousedící a překrývající se objemové obrazy v rámci jednotlivých fyzických řezů (kompenzace omezeného horizontálního zorného pole). Takové sousedící obrazy se dále získají pro všechny sériové fyzické řezy (kompenzace omezeného axiálního zorného pole).První krok objemové rekonstrukce představuje složení překrývajících se sousedních zorných polí téhož fyzického řezu. Složené objemové obrazy fyzických řezů je pak nutno složit ve výsledný objemový obraz reprezentující celý biologický vzorek. Výsledný digitální objem jsem vizualizovali s využitím karty VolumePro nabízející 3D zobrazení rastrových dat v reálném čase
Keywords:
3D visualization; confocal microscope
Available at various institutes of the ASCR
3D visualization of large biological tissue specimens captured by a confocal microscope
Digital volume reconstruction is a technique for rendering and visualization of a biological specimen which is greater than the field of view of a used optical instrument - a confocal laser scanning ...
Analysis of microcracks in renal cortex and medulla
Tonar, Z.; Janáček, Jiří; Nedorost, L.; Grill, R.; Záťura, F.
2006 - English
Cortex and medula were both damaged after drop shatter test, even in those areas of kidneys, that were free of macroscopic cracks on the surface. The ruptures propagated preferentially through the interstitial connective tissue. The most affected vessels were the arcuate veins followed by the arcuate arteries Nejvýraznější změny kůry a dřeně ledvin po simulovaném traumatu jsou ruptury vedoucí přednostně řídkým kolagenním vazivem. Z cév byly nejvíce poškozené vv. arcutae, poškozené byly i aa. arcutae
Keywords:
kidney; rupture; stereology
Available at various institutes of the ASCR
Analysis of microcracks in renal cortex and medulla
Cortex and medula were both damaged after drop shatter test, even in those areas of kidneys, that were free of macroscopic cracks on the surface. The ruptures propagated preferentially through the ...
NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web
Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz
Provider
Other bases