BOHÁČ, P. Deformační a napěťová analýza vlivu různých totálních kolenních endoprotéz na kostní tkáň tibie [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.

Posudek vedoucího

Marcián, Petr

Pan Bc. Petr Boháč zpracoval diplomovou práci zabývající se analýzou deformačních a napěťových stavů totálních endoprotéz kolenního kloubu. K řešení práce přistupoval velice aktivně a s nadšením již od čtvrtého ročníku. Práce je v přímé návaznosti na klinické lékaře a vznikla ve spolupráci s MUDr. Vasileiosem Apostolopoulosem z I. chirurgické kliniky Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně. Autor postupuje v práci systémově a práce je logicky uspořádaná a je vhodně doplněna o řadu velice názorných ilustrací. Diplomant vytvořil řadu výpočtových modelů kostních tkání a totálních endoprotéz, provedl jejich řešení a srovnávací deformační a napěťovou analýzu. Práci diplomant pravidelně konzultoval. Dílčí výsledky práce se podařilo publikovat v prestižním časopise. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji známku A.

Posudek oponenta

Borák, Libor

U diplomové práce (DP) Bc. Petra Boháče je třeba velmi ocenit, že je výsledkem přímé spolupráce s lékaři z I. chirurgické kliniky Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně. Diplomant se v práci zabývá konkrétním problémem klinické praxe, aktivně reaguje na požadavky lékařů a předkládá výsledky, které mají nenulový společenský přínos a jsou skutečně prakticky využitelné. Dílčí výsledky práce navíc úspěšně prošly procesem nezávislého recenzního řízení a byly následně publikovány ve velmi kvalitním časopise Computer Methods and Programs in Biomedicine, což v případě diplomových prací vůbec není obvyklé. K DP mám několik stručných poznámek: P1 - Kap. 4: Zcela chybí posouzení podstatnosti charakteristik souvisejících s problémem, chybí diskuse o typu a úrovni modelování a zdůvodnění výsledné podoby systému podstatných veličin. Občasné náznaky této diskuse jsou roztroušeny v mnoha kapitolách a čtenář si musí jednotlivé střípky informací postupně skládat. Zde je ale jen jakýsi formální (zřejmě ex-post psaný) souhrn klíčových slov. Nedostatečnost této kapitoly poněkud snižuje kvalitu výpočtových modelů. Např. z hlediska podmnožiny S1 se jako podstatná uvádí tibie, ale femur není vůbec zmíněn; není zdůvodněno, proč není podstatný pro řešení problému. Podobně nejsou vůbec zmíněny vazy, ačkoliv lig. patellae modelován byl. V příp. S3 je zcela podceněna diskuse zatížení atd. P2 - Kap. 6 a 7: Zařazování komentovaných popisů anatomie a anatomického názvosloví do DP z oblasti biomechaniky je nešvar, jemuž se bohužel diplomant neubránil (věnuje mu 9 stran). V jistém smyslu jej dovedl ad absurdum, když popisuje anatomii distálního femuru, který vůbec nemodeluje. Většina názvosloví v DP není vůbec použita, zbytek by šel vyřešit krátkým přehledem v příloze. P3 - Na str. 49 se diskutuje Pearsonova korelace mezi Hounsf. jednotkami a polohou transversálního řezu tibií. Z popisu není jasné: a) jak byly zvoleny ony 3 oblasti označené X, Y, Z (je to mimoch. nevhodné označení, protože oblasti jsou vymezeny souřadnicí Z); b) proč byly zvoleny právě intervaly 0-25, 25-45 a 45-200 mm (neovlivní volba intervalů významně onu korelaci?); c) jak konkrétně byla provedena statistická analýza (uvádí se počet prvků n=45, co to ale znamená při 45 sadách CT snímků různých pacientů?). Konkrétní korelační vztah navíc není vůbec uveden! P4 - Str. 49-51: V souvislosti s modelem materiálu se používají dva korelační vztahy typu E=f(), jeden pro kortikální a druhý pro spongiózní kost. Není však uveden rozsah platnosti těchto vztahů podle velikosti hustoty (). P5 - Kap. 11.4: Diplomant vychází z maximálního možného zatížení kolenního kloubu v cca 45 % cyklu chůze. V tomto okamžiku chůze je koleno ve flexi. Kloub s TEP je však ve výpočtovém modelu zatížen pouze silami MF, LF a PLF působícími ve směru Z. Opravdu v uvedeném okamžiku chůze působí na kolenní kloub pouze tato rovnoběžná soustava sil? Ve studiích, na které se diplomant odkazuje (např. [63], [66]), se píše o anteriorně-posteriorní síle, sagitálním momentu, frontálním momentu, torzi… Netvrdím, že je model zatížení špatný, ale chybí tu statický rozbor a řádná diskuse. P6 - Tabulka 11.4.1: Není jasné, jak se dospělo k hodnotám sil MF=1680 N a LF=720 N. Hodnoty neodpovídají uváděné hmotnosti 80 kg, rozložení 70%-30% a násobku 3,5. P7 - Kap. 11.4: Diplomant diskutuje vlivy lig. patellae, lig. collaterale fibulare a lig. collaterale tibiale na zatížení kloubu. Zcela zde opomíjí lig. cruciatum posterius, který předtím uvedl na str. 31 tvrzením, že jeho zachování je hlavní výhodou analyzované TEP. P8 - Str. 61-62: Není zdůvodněna volba cest pro vyhodnocení mechanického přetvoření. Obě cesty vedou podél hran otvoru pro tibiální komponentu. Proč právě hrany? P9 - Celá DP: Diplomant píše docela těžkopádným jazykem, který znesnadňuje čtení a pochopení textu. Např. na str. 41: „Objemové modely kostních cementů byly navrženy tak, aby jejich rozměry nepřesahovaly objemový model kortikální kostní tkáně a zároveň ani objemový model tibiální komponenty. (…) Rozměry, jež budou v kontaktu s objemovými modely kostních tkání obou objemových kostních cementů, jsou shodné.“ Apod. I přes kritické vyznění těchto poznámek, a ačkoli DP občas působí dojmem šití horkou jehlou, lze konstatovat, že práce Bc. Petra Boháče je na velmi dobré úrovni. Cíle byly splněny. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnotit výslednou známkou B.

eVSKP id 140127