ŠVRČEK, M. Nové přístupy pro optická měření elektrické aktivity myokardu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2011.
Disertační práce Ing. Martina Švrčka je zaměřena na metody měření, zpracování a analýzy elektrické aktivity izolovaného zvířecího srdce. Autor se zaměřil na moderní metody bezkontaktního optického snímání s využitím napěťově citlivých fluorescenčních barviv a optických detektorů založených na fotodiodách a rychlých fluorescenčních kamerách. Tyto metody jsou v poslední dekádě předmětem výzkumu u řady špičkových pracovišť, neboť se jedná nesnadnou metodiku s nutností rozsáhlého postprocessingu získaných dat. Na základě předložené práce mohu konstatovat, že autor splnil cíle stanovené v tezích disertační práce a dosáhl zaznamenáníhodných výsledků. Za podstatné považuji vytvoření originálního způsobu eliminace pohybových artefaktů způsobených mechanickou aktivitou srdce. Za tvůrčí přínos dále považuji schopnost Ing. Švrčka vhodně a účinně kombinovat řadu přístupů včetně metod zpracování obrazových dat. Ing. Švrček pracoval po celou dobu svého doktorského studia velmi aktivně a prokázal schopnost samostatné tvůrčí práce včetně schopnosti prezentovat dosažené výsledky. Během studia absolvoval dlouhodobý zahraniční pobyt na University of Auckland na Novém Zélandě, kde získal nové zkušenosti a dokázal je využít v disertační práci. Výsledky své práce úspěšně porovnával s výsledky jiných výzkumných skupin. Jsem přesvědčen, že Ing. Švrček vypracoval hodnotnou disertační práci a dosáhl vědecké úrovně potřebné k udělení titulu doktor.
Nové přístupy pro optická měření elektrické aktivity myokardu doktorandská práce pana Ing. Martina Švrčka V Brně dne 3. dubna 2011 Formální náležitosti předkládané práce Předkládaná doktorandská práce Ing. Martina Švrčka je zaměřena na problematiku optického mapování elektrické aktivity myokardu novými přístupy umožňujícími pokročilé měření aktivity srdce. Práce je napsána klasickým způsobem a je členěna do šesti kapitol. Nechybí seznam použité literatury, seznam použitých zkratek a symbolů a seznam příloh. Přílohy zahrnují popis navržené aplikace pro analýzu měřených signálů, fotodokumentaci a sérii video-sekvencí zachycujících měřené signály popsané v předchozích kapitolách. Celkový rozsah díla je 106 stran včetně literatury. Text práce je napsán klasickou formou (kniha) a je rozčleněn na logické kapitoly. Práce je psána jasnou a srozumitelnou češtinou. Podle názoru oponenta chybí jakákoliv práce uveřejněná v odborném recenzovaném periodiku, což by již mělo být běžnou součástí každé odborné vědecké práce (minimálně jeden). Na Web of Knowledge jsou dva záznamy z mezinárodních konferenčních setkání. Po formální stránce předložený text doktorandské práce splňuje všechny nároky na takovou práci kladené. Úvodní kapitola seznamuje čtenáře s problematikou měření elektrické aktivity myokardu, s historickým vývojem a novými metodami měření. Jsou zde zdůrazněny výhody i nevýhody jednotlivých přístupů, včetně zdůvodnění použití optického mapování jako jednoho z pilířů pro základní výzkum v oblasti měření elektrické aktivity myokardu. Druhá kapitola detailně popisuje princip optického mapování a současný stav poznání zahrnující tuto problematiku. Tato kapitola popisuje jak technickou, tak biologickou část experimentů. Jsou zde uvedeny přístupy ve zpracování měřených signálů s důrazem na možnosti odstranění artefaktů, jež jsou nežádoucí součástí měřených signálů. Všechny uvedené informace jsou podloženy četnou citací použité literatury. Kapitola třetí popisuje inovativní návrh měřicího systému, který byl navržen autorem této práce, na základě definovaných požadavků. Je rozebrána technická část zahrnující snímací funkce i podporu vitálních funkcí měřeného preparátu. Zpracováním a analýzou měřených signálů se zabývá čtvrtá kapitola. Jsou zde popsány jak základní metody předzpracování, tak pokročilejší techniky navržené autorem práce. Jsou zde rovněž rozebrány nově zjištěné vlastnosti napěťově-citlivých barviv. Zvláštní pozornost je věnována eliminaci pohybových artefaktů s využitím technik registrace obrazů a validace této metody. V kapitole aplikace je popsáno využití navrženého systému pro měření elektrické aktivity na povrchu epikardu i endokardu a to i současně s využitím elektrického mapování. V druhé části této kapitoly jsou popsány výsledky navržených metod zpracování signálu, zejména s využitím registrace obrazů. Poslední kapitola shrnuje dosažené výsledky v jednotlivých částech práce včetně závěru. Aktuálnosti problematiky obsahu práce Přínosem práce je návrh měřícího systému, který umožňuje plošné měření na povrchu myokardu s vysokým časo-prostorovým rozlišením, se zachováním relativně vysoké kvality měřených signálů. Navržený systém umožňuje měření i na povrchu endokardu a kombinuje měření elektrického a optického mapování, což u jiných systému není možné. Návrh systému i výsledky měření byly publikovány na mezinárodní konferenci IEEE. V části zpracování signálů autor prezentuje nově zjištěné vlastnosti napěťově citlivých barviv, nově navrženou poměrovou metodu (referenční metoda) a metodu po potlačení pohybových artefaktů. Všechny takto zjištěné vlastnosti a přístupy byly publikovány na mezinárodních konferencích. Potlačení pohybových artefaktů je klíčovou částí práce. Na základě měření a analýzy signálů byly detekovány možnosti vzniku pohybových artefaktů, jejich popis, a byla navržená metoda registrace, která umožňuje jejich potlačení. V tomto případě se jedná o využití flexibilní registrace, kdy k definování pohybu na jednotlivých snímcích jsou využity posuny referenčních oblasti, které jsou vhodným způsobem trasovány. Autor kromě registračního algoritmu navrhl i metody pro jeho validaci. Z nich nejzajímavější je tzv. automatická metoda kontroly registrace, která využívá přidaného pohybu do měřené sekvence a jeho následující detekce. Zvolené vědecké metody pro zpracování tématu Autor se věnoval této práci během studia na Ústavu biomedicínského inženýrství v Brně a během téměř dvouletého pobytu na pracovišti Auckland Bioengineering Institute, Auckland, New Zealand, pod vedením Assoc. Prof. B.H. Smaill-se, který je jedním ze špičkových vědeckých pracovníků v tomto oboru. Práce přináší dále aplikovatelné výsledky, jak pro realizaci měřících systému, metodiku měření, tak pro pozdější zpracování měřených signálů a odstranění nežádoucích pohybových artefaktů. Ve výsledku pak umožňuje posun v porozumění v oblasti elektrické aktivity myokardu. Navržené metody a postupy jsou v souladu s nejnovějším poznáním v této oblasti. Dotazy oponenta k předložené práci: a) Předpokládáte zveřejnění získaných výsledků v nějakém mezinárodním časopise? b) Jaké jsou Vaše výhledy do budoucna v oblasti biomedicínského inženýrství? c) Které z výsledků a technologických postupů získaných v zahraničí byly přeneseny na domovské pracoviště? d) Bude možné získané poznatky přenést do klinické medicíny? Jaká úskalí zde vidíte? Při jakých léčebných nebo diagnostických postupech by bylo možné navrhované metody využívat? Předloženou doktorandskou práci mohu doporučit k obhajobě a po jejím úspěšném obhájení dále postoupit k získání vědecké hodnosti Ph.D v oboru Bimedicínská elektronika a biokybernetika. Doc. Ing. René Kizek, Ph.D. Ústav chemie a biochemie Mendelova univerzita v Brně
Posudek ve formátu pdf v příloze
eVSKP id 34172