Optimization of controlled bar rolling and subsequent tempering of 36CrB4 screw steel

V této diplomové práci jsem se věnoval optimalizaci řízeného válcování tyčí a následného zušlechtění šroubárenské oceli 36CrB4. V teoretické části je věnována pozornost fázovým přeměnám v oceli, válcování a zušlechťování. Experimentální část se pak zaměřuje na různé varianty průběhů tepelného zpracování šroubárenské oceli, vyhodnocení těchto variant a návrh pro optimální způsob zpracování tak aby se dosáhlo požadovaných mechanických a strukturních vlastností.In this thesis deals work was investigated optimization of controlled bar rolling and subsequent tempering of 36CrB4 screw steel. The theoretical part deals mainly whith phase transformations, controlled rolling of bars and induction quenching and tempering. The experimental part then focuses on various variants of heat treatment processes of screw steel, evaluation of these variants and design for the optimal method of processing in order to achieve the required mechanical and structural properties.633 - Katedra tváření materiáluvelmi dobř

X-ray projection imaging- model of structural noise suppression

Cílem této práce je vytvoření programu, který by modeloval šumové složky a metody jejich odstranění při RTG (rentgenovém) projekčním zobrazení s největším důrazem kladeným na potlačování strukturálního šumu. Jako vhodné programové prostředí byl zvolen MATLAB. Využívá se také jeho nadstavbových toolboxů a to převážně Image Processing Toolbox. Jednotlivé metody a pomocné prvky jsou vytvořeny jako samostatné funkce, které mají dostatečné množství vstupních parametrů. Nabízí se tedy velká variabilita nastavení při modelování. Všechny funkce zastřešuje uživatelská aplikace. Tím se stává model tzv. „user friendly“ a je vhodný pro podporu výuky jako laboratorní úloha. Pro potlačování strukturálního šumu lze využít metod časové obrazové subtrakce, metod časové integrace, matched filtrace nebo rekurzivní filtrace. Pro potlačování fyzikálního šumu je možno zvolit jednu ze tří nabízených kumulačních metod. Vhodným nastavením parametrů lze dosáhnout i potlačení periodického pohybového šumu.The aim of this task is to create a program that will simulate noise components and methods of their elimination for X-ray projection imaging with focus on structural noise. MATLAB has chosen as the environment for the implementation. Some of the toolboxes shipped with MATLAB has also been used, mainly the Image Processing Toolbox. The methods and elements are implemented as independent functions, which are highly configurable through the setting of the input parameters. All of functions are covered in a custom application. The model is become user friendly and it is suitable teaching support as a laboratory task. The methods it is possible to use for the structural noise suppression are: temporal image subtraction, temporal integration, matched filtration and recursive filtration. There are three methods of cumulation for physical noise suppression. With proper settings it is possible to suppress also the periodical motional noise suppression.

Vztahy mezi oscilacemi a jejich využití u adaptivní hluboké mozkové stimulace

Hluboká mozková stimulace (DBS) patří vedle dopaminergní léčby k nejvýznamnějším terapeutickým přístupům u Parkinsonovy nemoci (PN). Snaha potlačit některé limitace této terapie vede ke zvýšenému zájmu o přístupy jako je adaptivní DBS (aDBS). Stimulace s uzavřenou smyčkou řízená fluktuacemi výkonu v beta pásmu však nemusí být optimální pro všechny pacienty s PN. S cílem nalézt více senzitivní ukazatel než samotnou beta aktivitu byly analyzovány vztahy mezi jednotlivými oscilacemi v kontextu optimální stimulace subthalamického jádra (STN). Vztah fáze beta rytmu a amplitudy vysokofrekvenčních oscilací se jeví jako vhodný parametr pro cílení stimulace

Imitation or Polarity Correspondence?:Behavioural and Neurophysiological Evidence for the Confounding Influence of Orthogonal Spatial Compatibility on Measures of Automatic Imitation

During social interactions, humans tend to imitate one another involuntarily. To investigate the neurocognitive mechanisms driving this tendency, researchers often employ stimulus-response compatibility (SRC) tasks to assess the influence that action observation has on action execution. This is referred to as automatic imitation (AI). The stimuli used frequently in SRC procedures to elicit AI often confound action-related with other nonsocial influences on behaviour; however, in response to the rotated hand-action stimuli employed increasingly, AI partly reflects unspecific up-right/down-left biases in stimulus-response mapping. Despite an emerging awareness of this confounding orthogonal spatial-compatibility effect, psychological and neuroscientific research into social behaviour continues to employ these stimuli to investigate AI. To increase recognition of this methodological issue, the present study measured the systematic influence of orthogonal spatial effects on behavioural and neurophysiological measures of AI acquired with rotated hand-action stimuli in SRC tasks. In Experiment 1, behavioural data from a large sample revealed that complex orthogonal spatial effects exert an influence on AI over and above any topographical similarity between observed and executed actions. Experiment 2 reproduced this finding in a more systematic, within-subject design, and high-density electroencephalography revealed that electrocortical expressions of AI elicited also are modulated by orthogonal spatial compatibility. Finally, source localisations identified a collection of cortical areas sensitive to this spatial confound, including nodes of the multiple-demand and semantic-control networks. These results indicate that AI measured on SRC procedures with the rotated hand stimuli used commonly might reflect neurocognitive mechanisms associated with spatial associations rather than imitative tendencies

Influence of the previous annealing on equality and mechanical properties of rolled bars of 34CrNiMo6 steel after quenching and tempering

V této bakalářské práci bylo zkoumáno, jaký vliv má předcházející žíhání na přímost a mechanické vlastnosti válcovaných tyčí jakosti 34CrNiMo6 po zušlechtění. Teoretická část se zabývá válcováním a rovnáním ocelových tyčí, indukčním zušlechtěním, žíháním, tahovou zkouškou. Experimentální část obsahuje postup využití jednotlivých strojů, měření a následné vyhodnocení výsledku.In this bachelor work was investigated the influence of previous annealing on equality and mechanical properties of rolled bars of 34CrNiMo6 after quenching and tempering. The theoretical part deals mainly with rolling and straightening of steel bars, induction quenching and tempering, annealing, tensile testing. The experimental part contains the procedure of utilization of individual machines, measurement and subsequent evaluation of the result.633 - Katedra tváření materiáluvýborn

Relationship between Electrophysiological Activity and Dynamic Functional Connectivity of Large-scale Brain Networks in fMRI Data

Funkční mozková konektivita odráží určitý stav mozku. Vrůstající zájem o studium dynamiky funkční konektivity mezi jednotlivými rozsáhlými mozkovými sítěmi je doprovázen snahou nalézt její elektrofyziologické koreláty. Část takové neurální aktivity však může zůstat nerozpoznána, protože se během analýzy EEG dat velmi často používá různých omezení v prostorové a spektrální doméně. Zde představený přístup slepě odhaluje multimodální EEG spektrální vzorce, které se vztahují k dynamice BOLD funkční konektivity sítí. Slepá dekompozice EEG spektrogramu pomocí paralelní faktorové analýzy byla představena jako užitečný nástroj k odhalení vzorů neurální aktivity, kde každý vzor obsahuje tři signatury (prostorovou, časovou a spektrální). Na rozdíl od standardních přístupů, kdy dochází k průměrování signálů z jednotlivých elektrod, vybírají se pouze podskupiny elektrod, či se využívá standardních frekvenčních pásem, tato slepá dekompozice bere v potaz kompletní trilineární strukturu EEG dat. Simultánně měřená BOLD fMRI data jsou odděleně od EEG rozložena pomocí analýzy nezávislých komponent. Na časových průbězích komponent je odhadována dynamická funkční konektivita pomocí výpočtu korelačního koeficientu v plovoucím okně. Funkční konektivita síťových stavů je následně odvozena na základě hodnot těchto korelačních koeficientů. Použitím ANOVA testů jsou na závěr nalezeny tři EEG spektrální vzory vztahující se k dynamice funkční konektivity síťových stavů. Předchozí výzkum odhalil vztah mezi fluktuacemi EEG spektrálních vzorů a hemodynamikou rozsáhlých mozkových sítí. Tato práce ukazuje, že zmíněný vztah lze nalézt také na úrovni dynamiky funkční konektivity mezi jednotlivými rozsáhlými mozkovými sítěmi, kdy nejsou použita žádná standardní prostorová a spektrální omezení ve zpracování EEG dat.Functional brain connectivity is a marker of the brain state. Growing interest in the examination of large-scale brain network functional connectivity dynamics is accompanied by an effort to find the electrophysiological correlates. The commonly used constraints applied to spatial and spectral domains during EEG data analysis may leave part of the neural activity unrecognized. A proposed approach blindly reveals multimodal EEG spectral patterns that are related to the dynamics of the BOLD functional network connectivity. The blind decomposition of EEG spectrogram by Parallel Factor Analysis has been shown to be a useful technique for uncovering patterns of neural activity where each pattern contains three signatures (spatial, temporal, and spectral). The decomposition takes into account the trilinear structure of EEG data, as compared to the standard approaches of electrode averaging, electrode subset selection or using standard frequency bands. The simultaneously acquired BOLD fMRI data were decomposed by Independent Component Analysis. Dynamic functional connectivity was computed on the component’s time series using a sliding window correlation, and functional connectivity network states were then defined based on the values of the correlation coefficients. ANOVA tests were performed to assess the relationships between the dynamics of functional connectivity network states and the fluctuations of EEG spectral patterns. Three patterns related to the dynamics of functional connectivity network states were found. Previous findings revealed a relationship between EEG spectral pattern fluctuations and the hemodynamics of large-scale brain networks. This work suggests that the relationship also exists at the level of functional connectivity dynamics among large-scale brain networks when no standard spatial and spectral constraints are applied on the EEG data.

Digital radiography- image processing simulation

Tato práce popisuje aplikaci vytvořenou v programovém prostředí MATLAB, která simuluje složky šumu a metody jejich potlačení u systémů digitální radiografie. Hlavními součástmi simulátoru jsou model scény, procedury pro umělé zatížení obrazových dat šumem a samotné metody zpracování obrazu. Aplikace jednotlivých metod závisí na typu šumu. Pro potlačení strukturálního šumu se využívá subtrakčních metod. Fyzikální šum lze potlačit některou ze tří obsažených kumulačních metod. Algoritmus Pixel Shiftu je možné použít pro redukování pohybových artefaktů, které jsou důsledkem existence pohybového šumu. Superpoziční techniky zvýrazňují oblasti zájmu ve scéně při intervenčních aplikacích. Dále jsou obsaženy pomocné procedury pro chod simulátoru a prezentaci obrazových výsledků. Model a uvedenou uživatelskou aplikaci lze díky její koncepci laboratorní úlohy vhodně využít pro vzdělávací účely jako velmi názornou výukovou pomůcku.This paper describes a MATLAB application with the main purpose of the simulation of noise components and noise elimination methods of Digital Radiography. The main parts of simulator are the model of a scene, procedures for loading the noise components to image data and methods for image processing. Various methods are employed depending on the type of noise. Subtraction techniques are used for the elimination of structural noise. The physical noise suppression is obtained using several methods of cumulation and Pixel Shift is used to reduce motion artifacts caused by the existence of moving noise. The techniques of superposition highlight the areas of interest in an image. Included are also auxiliary procedures for simulator running and presentation of final data. The model and the presented application can be used mainly for educational purposes as a powerful didactic tool.

Inter-individual differences in baseline dynamic functional connectivity are linked to cognitive aftereffects of tDCS

Abstract Transcranial direct current stimulation (tDCS) has the potential to modulate cognitive training in healthy aging; however, results from various studies have been inconsistent. We hypothesized that inter-individual differences in baseline brain state may contribute to the varied results. We aimed to explore whether baseline resting-state dynamic functional connectivity (rs-dFC) and/or conventional resting-state static functional connectivity (rs-sFC) may be related to the magnitude of cognitive aftereffects of tDCS. To achieve this aim, we used data from our double-blind randomized sham-controlled cross-over tDCS trial in 25 healthy seniors in which bifrontal tDCS combined with cognitive training had induced significant behavioral aftereffects. We performed a backward regression analysis including rs-sFC/rs-dFC measures to explain the variability in the magnitude of tDCS-induced improvements in visual object-matching task (VOMT) accuracy. Rs-dFC analysis revealed four rs-dFC states. The occurrence rate of a rs-dFC state 4, characterized by a high correlation between the left fronto-parietal control network and the language network, was significantly associated with tDCS-induced VOMT accuracy changes. The rs-sFC measure was not significantly associated with the cognitive outcome. We show that flexibility of the brain state representing readiness for top-down control of object identification implicated in the studied task is linked to the tDCS-enhanced task accuracy

The effect of deep brain stimulation in Parkinson’s disease reflected in EEG microstates

Abstract Mechanisms of deep brain stimulation (DBS) on cortical networks were explored mainly by fMRI. Advanced analysis of high-density EEG is a source of additional information and may provide clinically useful biomarkers. The presented study evaluates EEG microstates in Parkinson’s disease and the effect of DBS of the subthalamic nucleus (STN). The association between revealed spatiotemporal dynamics of brain networks and changes in oscillatory activity and clinical examination were assessed. Thirty-seven patients with Parkinson’s disease treated by STN-DBS underwent two sessions (OFF and ON stimulation conditions) of resting-state EEG. EEG microstates were analyzed in patient recordings and in a matched healthy control dataset. Microstate parameters were then compared across groups and were correlated with clinical and neuropsychological scores. Of the five revealed microstates, two differed between Parkinson’s disease patients and healthy controls. Another microstate differed between ON and OFF stimulation conditions in the patient group and restored parameters in the ON stimulation state toward to healthy values. The mean beta power of that microstate was the highest in patients during the OFF stimulation condition and the lowest in healthy controls; sources were localized mainly in the supplementary motor area. Changes in microstate parameters correlated with UPDRS and neuropsychological scores. Disease specific alterations in the spatiotemporal dynamics of large-scale brain networks can be described by EEG microstates. The approach can reveal changes reflecting the effect of DBS on PD motor symptoms as well as changes probably related to non-motor symptoms not influenced by DBS

Inferior parietal lobule involved in representation of "what" in a delayed-action Libet task

Intentional motor action is typically characterized by the decision about the timing, and the se- lection of the action variant, known as the “what” component. We compared free action selection with instructed action, where the movement type was externally cued, in order to investigate the action selection and action representation in a Libet’s task. Temporal and spatial locus of these processes was examined using the combination of high-density electroencephalography, topo- graphic analysis of variance, and source reconstruction. Instructed action, engaging representa- tion of the response movement, was associated with distinct negativity at the parietal and centro- parietal channels starting around 750 ms before the movement, which has a source particularly in the bilateral inferior parietal lobule. This suggests that in delayed-action tasks, the process of action representation in the inferior parietal lobule may play an important part in the larger parieto-frontal activity responsible for movement selection