Bc. Evy nŮŽtČxovE

Posudek vedoucího diplomové práce
studentky FJFI ČVUT, obor Materiálové inženýrství
Bc. Evy
nŮŽtČxovE
"Korelace změn šířeníultrazvukových vln v lidské kožnítkáni při
mec ha n ic kém zatéžování in-v iv o"
Zad,áni diplomové práce pro studentku Bc. Evu Růžičkovounavazovalo na její
bakalářskou práci a ýzkumný úkol, v nichž řešila relativně novou a náročnou problematiku
biomechaniky kožnítkáně. Zadané téma je součástířadu let probíhajícíhovýzkumu, řešeného
u Út AV ČR v úzkéspolupráci s dermatologickými klinikami a ýzkumnými laboratořemi
jak u nás, tak zejména ve Francii, kde studentka v rámci programu.ERASMUS absolvovala
půlročnístáž. Na rozdil od zahraničníchpracovišt' zahmuje v UT r,yvíjená neinvazivní
metodika studia rheologických vlastností kůžein-vivo vedle mechanických zkoušek také
ultrazvukovou diagnostiku. Výsledky tohoto studia nalézaji uplatnění jak v medicíně, tak v
kosmetice.
Ke kombinovanému mechanicko-ultrazvukovému rryšetřováni kožni tkáně je v ÚT
používáno speciální, počítačověřizené zatěžovací zaŤizeni s ultrazvukoými sondami, na
jehož vl.voji se diplomantka také významnou měrou podílela. v dané fázi ťyvole jde o
komplikovaný systém, zaktnlljícípropojení až 6 nezávisle řízených elektronických přístrojŮ,
jejichž funkce musí byt v průběhu krátkodobých experimentů na živétkáni velmi přesně
nav záj em synchroni zo vána, co ž vy žaduje p lnou automatizaci měření.
Řešení diplomního úkolu představovalo mimořádně obtížnouúlohu, náročnou jak na
komplexní teoretické znalosti z mnoha různých oborů, tak i velmi dobré praktické zkušenosti
v mechanice, rheologii, ultrazvukové diagnostice, analýze signálů i přístrojové technice.
Diplomantka pečlivě prostudovala rozsáhlou odbornou literaturu v oblasti biomechaniky
kožnítkáně i ultrazvukových metod, používanýchv medicíně a získané poznatky plně využila
při své práct.
Již od začátku bakalářského studia byla Eva Růžičkováčástečnězaměstnána v UT AV
ČR, kde se v oddělení nedestruktivní diagnostiky podílela na řešení náročných grantových
úkolů.Na základě dlouhodobé spolupráce ústavu s francouzskou universitou v Besangonu,
která je předním světoým pracovištěm v oblasti ýzkumu lidské kožni tkáně, ziskala
studentka během svého studijního pobytu na tomto pracovišti cenné zkušenosti, které
zužitkovala při dalšímvývoji experimentální techniky v ÚT. Díky velmi dobré znalosti
francouzštiny pak vedla francouzské studenty z universit v Besangonu a v Blois během jejich
stáže v Úr. le třeba si uvědomit, že zcela originální a po technické stránce velmi náročné
experimenty na živétkéni vyžadovaly při řešení dílčíchproblémů týmovou spolupráci, kterou
diplomantka úspěšně a cílevědomě koordinovala (programové íízenijednotliých přístrojů,
elektronickázapojeni, sběr, ukládání a i,lrhodnocování dat, atd,).
je dnes plně funkční,
Nejdůležitějšímvýsledkem práce Evy Růžičkové
automatizovaný experimentální systém pro měření viskoelastických charakteristik zatéžované
kožnítkáně in-vivo, kombinovaný s ultrazvukovou diagnostikou změn vyvolaných zatiženim.
V průběhu řešenídiplomního úkolu studentky se bohužel porouchal víceúčelovýpřístroj
ELAB-080 od americké firmy DYNON, zabezpečujícíovládání pohonu zatěžovacího zaíizení
a synchronizaci měŤení. Přístroj se nepodařilo zavčas opravit a navic se také porouchal
generátor libovolných funkcí ]§I-5421 pro vysílání definovaných ultrazvukových signálŮ. S
ohledem na tyto skutečnosti byla diplomantka nucena odložit termín dokonČenísvé práce a
mezitím hledala způsoby, jak funkce těchto přístrojů nahradit jinými zařízeními, což nebylo
jednoduché a vyžadovalo to zcela pŤepracovat již dříve odladěné programové r,ybavenÍ.
Nakonec se podařilo sehnat náhradu za přístroj ELAB a také zakoupit zcela noý generátor
AGILENT, jehož ovládání bylo velmi obtižnézačlenit do rozsáhlé programové struktury v
prostředí MATLAB a bez soustředěného čtyřměsíčníhoúsilídvou zkušených programátorŮ francouzských stážistůz university v Blois, vedených diplomantkou - by to pravděpodobně
vyžadovalo ještě mnohem delšídobu, Komplikovaný měřící systém byl posléze Úspěšně
dokončen a diplomantka mohla konečně provést několik ověřovacích experimentŮ na
pokusných osobách a zpracoyat \Tsledky měření, které uvedla ve své diplomové práci.
Výsledky jsou originální a velmi zajimavé a některé zntch jižbyly také za
publikovány navýznamné mezinárodní konferenci 16ICNEM
spoluautorství Evy Růžičkové
v
20l1, která se konal letos červnu v Praze.
i,ypracována velmi pečlivě a
Po formální stránce je diplomová práce Evy Růžičkové
přehledně. S ohledem na okolnost, že tato práce s výborně zpracovanou literární rešeršímŮŽe
by1 použita dalšími studenty jako velmi dobý úvod do problematiky hodnocení
mechanických vlastností kožnítkáně, je nutné upozornit na některé drobné formulačníči
věcné nejasnosti:
_ na str. 1 9 nahoře studentka konstatuj e, že " ..kožni implantáty j sou přístroj e. které
pronikají kůží".Kožními implantáty se většinou rozumí především náhrady
poškozené kožnítkáně.
- v tabulce na str. 20 jsou souhrnně uváděny ýsledky měření Youngova modulu
pružnosti kůžeod různých autorů. Hodnoty změřené in-vivo Gahamem, uvedené
rovněž v tab. 2.1 , na str.17 se od ostatních lišíaž o 3 řády (18-57 MPa). Tak velký
rozdilje málo pravděpodobný a mám dojem, že můžejíto mylnou interpretaci hodnot
v tab. 2.1., kde jsou uváděny jednotky [10 MPa] místo [x10 MPa].
Jako vedoucí diplomové práce mohu konstatovat, že studentka Eva Růžičkovásplnila i
přes mnohé, nenadálé obtíževšechny body zadání diplomního úkolu a svou diplomovou prací
prokázala své schopnosti samostatně a iniciativně řešit velmi náročnéproblémy
experimentálního výzkumu v oblasti biomechaniky. Diplomantka svou praci ýznamné
přispěla k rozvoji diagnostických metod lidské kožnítkáně, vysoce perspektivních jak v
medicíně, tak v kosmetice. S ohledem i na mezinárodní význam úspěšně dokončeného
měřícího systému a nově získaných r,}sledků bych doporučoval, aby studentka dále
pokračovala v řešení již osvojené problematiky v doktorském studiu. Diplomovou práci
hodnotím klasifikačnímstupněm
studentky Evy Růžičkové
"A" (výborně)
Y Praze, dne22.8.2011
-
Převorovský
*1
Posudek na diplomovou práci
Autor práce: Bc. Eva Růžičková
Název práce: Korelace změn šířeníultrazvukových vln v lidské
kožnítkáni při mechanickém zatéžováníin-vivo
Vedoucí práce: lng. Zdeněk Převorovský, Csc.
Shrnutí diplomové práce po kapitolách:
Diplomová práce je rozčleněna na 2 hlavní kapitoly a doplněna je 3 přílohami.
První kapitolu tvoří Teoretický úvod skládajícíse z podkapitoly Elastometrie a elastografie
biologických materiálů a dáIe podkapitoly Elastometrie a ultrazvuková diagnostika lidské kožní
tkáně in-vivo. První z nich je stručným shrnutím metod, používanýchv medicínsképraxi pro
měření a zobrazováni vlastností materiálů. Druhá podkapitola podrobněji rozebírá metody
elastometrie a ultrazvukové diagnostiky používanépro zkoušky lidské k:ůžein-vivo. Metody zde
nejsou popisovány do technických detailů, důraz je kladen na zahrnutí nejnověji používaných
postupů a hlavně jejich ýsledků. Jedná se tedy o podrobnou rešeršipožadovanou v bodě jedna
zadáni práce.
Druhá kapitola je rozčleněna do tří podkapitol.
V První autorka popisuje experimenty na neoprenu a kůžiprováděné v laboratoři LMARC
Besancon. Je zde představen zatěžovaci element a popsány experimenty, které sloužily víceméněk
úvodnímuseznámení s vlastnostmi a možnostmi metody.
Druhá podkapitola je věnována popisu metodologie experimentů měřících vlastnosti kůže
prováděných v ÚT AV ČR. Velmi detailně je zde popsána používaná aparatlla a metodika
experimentu, včetně toho jak se qvíjely v čase. Dále jsou zde představeny programy iryvinuté pro
íízenía provádění experimentu.
Závěrečná podkapitola má název Výsledky experimentů a jejich diskuse. Celkem bylo
provedeno 8 měření na dobrovolnících.Je zde uveden způsob ýpočtu parametrů rheologického
modelu z naměřených hodnot, představeny r,ypočtenéparametry rheologického modelu pro všech 8
měření a přítomna je diskuse výsledků. Dalšíčást zahrnuje l}sledky měření s pomocí ultrazvuku.
Konkrétně byl sledován útlum a zmény spekter v průběhu zátěžové zkoušky.
3 přílohy tvoří r,"ýpisy programů použitých pro řízeni a zpracování experimentu.
Hodnocení práce:
Teoretická část
Úvodní teoretická kapitola je přehledem diagnostických metod použivaných v medicínské
praxi pro vyšetření kůže.Její rozsah je odpovídající.Dalšíkapitola teoretické části je podrobnou
rešeršínových poznatků v oblasti elastometrie a ultrazvukové diagnostiky kůže.Tato rešeršeje
zpracována velmi svědomitě, příkladně jsou také uvedeny zdroje, ze kterých se čerpá.
V teoretické části není bohužel žádnápasáž věnovaná ultrazvukovým metodám používaným
pro diagnostiku materiálů, čtenář se nedozví co lze s jakou úspěšnostíultrazvukem měřit a k čemu
ho lze a ne],ze vluživat.
Postrádal jsem zde také kapitolu, ve které by autorka popsala použivané rheologické modely
jejich
vlastnosti, nejlépe i s odvozenim. Zvláště pokud se v textu praktické části s těmito
a
znalostmi běžně počítá. (Zde se na straně 44 potom pouze dozvíme, že byl zvolen pro výpoČty
model 6P, na obrázku je znázorněno jeho schéma a dále je zde uveden jeden yzorec a tvrzeni, že
tento vzorec je v daném případě řešením rovnice daného modelu. Rovnice zde však uvedena není)
Absence těchto partii, důležitýchpro pochopení textu v praktické části, je určitým
nedostatkem, zvláště když jsem se od autorky dozvěděl, že je v minulosti vypracovala a byly
součástíjejí ročníkovépráce. Jejich uvedení by zlepšilo čitelnost posuzované práce. Škodaje také,
že.jinak velmi pěkně zpracovaná teoretická část neobsahuje žádnérovnice, či odvození,
V teoretické části jsem neobjevil faktické chyby. Po formální stránce je práce r,ypracována
velmi pečlivě s minimem překlepů. Našel jsem pouze dva (str. 9 přenosnot - přenosnost, str. 14
anizorlopii - anizotropii).
praktická část
První kapitola této části představuje autorkou prováděné experimenty na neoprenu i kůživ
laboratoři LMARC Besangon. 'fyto zkoušky představují velmi cenný přínos k dlouholeté spolupráci
Úr eV ČR s francouzským pracovištěm a studentka měla během svého pobyu příležitost detailně
se seznámit s řešením složitéhoproblému navýznamném zahraničnímpracovišti v dané oblasti.
Druhá kapitola detailně popisuje aparaturu a metodiku měření vlastností kůžeprováděných v
Úr eV ČP.. Z textu bohužel není možnérozpoznaí přínos autorky, tedy zda se podílela na výoji
přípravku pro měření nebo metodiky, či programového vybavení. Případně jaký byl její podíl na
některé z těchto činností.Že neby| nulový lze usoudit pouze z existence přílohy A - autorka je zde
uvedena jako tvůrce programu pro ovládání motoru a stupňovité zatéžování.
Třetí kapitola by podle názvu měla představovat výsledky experimentů a diskusi r}sledků.
Navíc obsahuje i popis ýpočtu parametrů rheologického modelu. Tento by jistě bylo vhodnější
uvést v předchozí kapitole. Výsledky měření s pomocí ultrazvuku nejsou nejsou v práci uvedeny
pro všech 8 měření. Bylo by vhodné okomentovat proč tomu tak není. Důvodůmůžebý více výpočetnínáročnost, případně některá měření se nemusela i,ydařit. Je otázka do jaké míry lze
potom uvedené závěry zobecňovat.
V praktické části jsem objevil pouze jednu chybu (str. 63 graf 5,15 síla v mm místo v lt{).
Přílohy
Uvedení příloh, v podobě jak jsou představené, je z určitéhohlediska problematické.
Autorka je zde tvůrce jednoho programu ( 1 stránka .A4 kódu) a ostatních 21 stran kódu vytvořili 3
jiní členovétýmu. Vytváří to dojem, že autorčin přínos byl relativně nizký. Do textové přílohy bych
spíševložil kompletní programový kód, který byl vývořen autorkou a vztahuje se k projektu. K
tomu bych přiložil CD s kompletní funkčníadresářovou strukturou programového kódu a daty
experimentů.
V tomto ohledu je určitým problematickým bodem diplomové práce nepřílišzřejmý vlastní
přínos autorky. Bylo by vhodné při obhajobě okomentovat a zdůraznit co vše je původním
autorčiným dílem a kde je pouze spoluautorem.
závěr a návrh na klasifikaci:
Diplomová práce je vypracována v souladu se zadánim a všechny body zadání byly splněny.
V posuzované diplomové práci nejsou obsaženy ýznamnější chyby. Práci navrhuji hodnotit
- B (velmi dobře)
-
,
Y Praze, dne l9.8.201l
).
.1/'+,'
_
"/'
"'?.<
r-
Id!._Josef Krofta, Ph.D.