ŠKRLOVÁ, N. Konstrukce modelu lidské karotidy na základě elektrohydraulické analogie [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.

Posudek vedoucího

Jagoš, Jiří

Slečna Škrlová pracovala na tématu své bakalářské práce zodpovědně a průběžně po celou dobu od okamžiku zadání. Zvládla nastudovat převážně zahraniční zdroje, včetně několika odborných článků v renomovaných časopisech a na základě těchto informací splnit na velmi dobré úrovni jeden ze dvou hlavních cílů práce: Tvorba 0D modelu lidské karotidy včetně výpočtu počátečních hodnot parametrů. Z hlediska úvodní a rešeršní části práce uvádí často zavádějící a nepřesné závěry, nebo příliš obecně formulované. Nicméně to je pochopitelné, protože tyto znalosti nejsou součástí osnov bakalářského studia na strojní fakultě a vyžadují mnoho mezioborových znalostí. Uvádím seznam těch nejpalčivějších: Str. 7, druhý odstavec: Z textu to působí, že ucpání tepen a ateroskleróza jsou dvě různé nemoci. Přitom ucpání tepen je pouze krajní důsledek finálního stádia aterosklerózy, kdy se plát utrhne, uvolní obsah do krevního řečiště, kde dojde vytvoření krevní sraženiny a ucpání tepny distálně od místa vzniku. Str. 21, kap. 4.2.2. Krev se při nadkritickém smykovém napětí podle autorky chová jako kapalina. Toto konstatování je příliš obecné a nemá co dělat s argumentací, proč si dovolila autorka uvažovat krev dále v práci jako Newtonovskou kapalinu. Str. 22, kap. 4.3.1.1. Odpor R zde reprezentuje celkový odpor arteriálního systému (tj. velké tepny, malé tepny, arterioly a kapiláry) a ne pouze odpor malých cév. Dále v kapitole 4.3.1.1. autorka zavádí pojem impedance, ale jeho vysvětlení chybí. Str. 25, kap. 4.3.1.3. „Nevýhoda dvouprvkových a tříprvkových modelů je v odhadu počátečních parametrů. Iterací počátečních hodnot bude docíleno k získání odpovídajících výsledků.“ Není jasné, co tím autorka myslí. Působí to, jako by to byla nevýhoda pouze dvou a tří prvkových Windkessel modelů. Nicméně počáteční odhad neznámých parametrů Rc, R a C či L je nutné provést pro všechny typy Windkessel modelů. Největší problém je pak v určení impedance L, která se často vyskytuje u čtyř prvkových Windkessel modelů, což v praxi vedlo k tomu, že jsou nejvíce používané dvou či tři prvkové RC či RCR modely. Str. 26, druhý odstavec: Spojením více 0D modelů nemůžeme obdržet model, které nám je schopen dát průběhy tlaků či průtoků po celé délce systému. Je třeba pamatovat, že je to stále model diskrétní. Str. 29, poslední věta: pravděpodobně chybné indexování – odkaz měl být na rovnice 5.17 a 5.18. Str. 31, první věta: rovnice definují průtok přes karotidu a ne aortu. Str. 33 a poslední odstavec v závěru: autorka se zmiňuje o iterační a optimalizační metodě výpočtu, ale vůbec neuvádí, co si pod tím představuje. Str. 34 – autorka hodnotí chybovost modelu na základě zachování zákonu hmotnosti. Lepší název by byl průtoků. Chybu 0.28% přes periodu připisuje nevhodným zdrojům. S největší pravděpodobností se jedná jenom o numerickou chybu použité numerické derivace. I přes výše uvedené studentka ukázala velkou dávku samostatnosti a v čase jsem mohl pozorovat velké zlepšení v chápání problematiky a celkově práci hodnotím stupněm "Velmi dobře".

Posudek oponenta

Kohút, Jiří

Bakalářská práce se zabývá zjednodušeným 0D modelováním kardiovaskulárního systému, konkrétně karotidy, její první bifurkace a příslušných periferií. Úvodem autorka opodstatňuje důležitost této tepny, její souvislost s kardiovaskulárním onemocněním a potencionálními hrozbami. Práce dále shrnuje možnosti modelování kardiovaskulárního systému a nezbytné teoretické znalosti k praktické části. Tj., přehled základních rovnic elektro-hydraulické analogie a 0D Windkessel modelů. Závěrem jsou tyto poznatky aplikovány na model dané tepny, kde je rozebrán postup stanovení tlakových a průtokových vln v jednotlivých větvích. Autorka tak splnila cíle této práce a zvládla přehledně a návazně shrnout toto komplexní téma s praktickou aplikací. Některé kapitoly jsou však komentovány velmi stručně a chybí detailnější popis a formulace závěrů, což se odráží i na rozsahu řešení. Pro jednoznačnost by bylo vhodné uvést ke každé veličině podrobný popis a hlavně jednotku, či přehled zkratek a symbolů v samostatné kapitole, jelikož se symbolika napříč literaturou může lišit. Dále se v práci občas vyskytují chyby a překlepy. Práci doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením B. Výčet konkrétních nedostatků v práci: Str. 7, cholesterol proniká do intimy (neobaluje stěnu), tam se pak kumuluje a způsobuje zúžení tepny. Ateroskleróza není dalším onemocněním, ale právě naopak úzce souvisí s nadměrnou hladinou cholesterolu a ucpáním tepny (stenózou), což je jeden z důsledků této nemoci. Str. 14 obr. 8, chybí popis jednotlivých souřadnicových systémů a dalších veličin v obrázku. Str. 15, Navier-Stokesova rovnice popisuje zákon zachování hybnosti (zákon zachování hmotnosti je matematicky popsán rovnicí kontinuity). Str. 15 obr. 9, chybí popis veličin. Str. 23 obr. 17, na obrázku je aortální vstupní impedance ve frekvenční doméně, která je znázorněna pomocí fáze a modulu, chybí její popis a vysvětlení. Str. 23, komponenta Zc (Rc) představuje charakteristickou impedanci (odpor) hlavní větve, nikoliv impedanci arteriální sítě.

eVSKP id 150742