Doctoral Thesis

Material evaluation and characterisation by X-ray computed tomography

Final Thesis 57.85 MB

Author of thesis: Ing. Jakub Lázňovský, Ph.D.

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Jozef Kaiser, Ph.D.

Reviewers: Prof. Igor Adameyko, doc. Ing. Ladislav Pína, DrSc.

Abstract:

X-ray Computed Tomography (CT) is an effective non-destructive technique for three-dimensional characterisation of materials with micro- and sub-micro scale resolution. This thesis focuses on the development of quantitative CT characterisation methods and their application in two areas: biological tissue analysis and characterisation of materials for additive manufacturing. In biological applications, the use of CT is demonstrated for estimating bone mineral density, evaluating intervertebral fusion in ex vivo porcine samples, automated morphometric analysis of mouse skulls, and mapping the development of the model animal Xenopus laevis. In the field of additive manufacturing, CT is applied in the methodology for determining the spatial resolution of CT scans, evaluating powders as input material for additive manufacturing, and in the multiscale analysis of reference, additively manufactured samples. The jointly demonstrated methodologies enhance the use of CT from a visualisation technique to a robust tool for non-destructive testing, providing reproducible approaches that find application in both scientific research and industrial practice.

Keywords:

X-Ray Computed Tomography, quantitative tomography, Image-processing, morphological analysis, biological tissues characterisation, evaluation of materials for additive manufacturing.

Date of defence

06.02.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaPznamka

Process of defence

Disertační práce Ing. Jakuba Lázňovského se zaměřuje na vývoj metod kvantitativní CT charakterizace a jejich aplikaci ve dvou oblastech: analýze biologických tkání a charakterizaci materiálů pro aditivní výrobu. Prezentované metodiky posouvají využití rentgenové výpočetní tomografie od pouhé vizualizační techniky k robustnímu nástroji pro nedestruktivní testování a nabízejí reprodukovatelné postupy využitelné jak ve vědeckém výzkumu, tak v průmyslové praxi. Zvolené téma je vysoce aktuální, neboť CT se stává klíčovým nástrojem nedestruktivní analýzy jak v materiálové vědě, tak v biologických vědách. Práce tyto oblasti úspěšně propojuje prostřednictvím metodologických přístupů aplikovatelných jak v biologickém výzkumu, tak při analýze materiálů vyráběných aditivními technologiemi. Cíle disertační práce byly jasně formulovány a v plném rozsahu splněny. V průběhu obhajoby Ing. Lázňovský prokázal výborné znalosti řešené problematiky i schopnost samostatné vědecké práce. Na dotazy členů komise a oponentů reagoval student věcně, srozumitelně a na vysoké odborné úrovni.

Language of thesis

English

Faculty

Středoevropský technologický institut VUT

Department

Central European Institute of Technology BUT

Study programme

Advanced Materials and Nanosciences (CEITEC-AMN-CZ-P)

Composition of Committee

prof. Ing. Radimír Vrba, CSc. (předseda)
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Ladislav Pína, DrSc. (člen)
doc. Mgr. Karel Novotný, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Pořízka, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jozef Kaiser, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Jozef Kaiser, Ph.D.

viz posudek v pdf.
File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 431,08 kB

Reviewer’s report
Prof. Igor Adameyko

viz posudek v pdf.
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 179,06 kB

Reviewer’s report
doc. Ing. Ladislav Pína, DrSc.

viz posudek v pdf.
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 143,40 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová