HLUŠÍ, V. Stanovení poměru plochy tubulární a povrchové membrány u kardiomyocytů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2021.
V bakalářské práci se studentka seznámila s vlastnostmi tubulárního systému srdečních buněk, a technikami fluorescenční a konfokální mikroskopie. Praktický se seznámila s metodou izolace kardiomyocytů a technikou získávání mikroskopických snímků pomoci konfokálního mikroskopu. Praktická část obsahuje barvení izolovaných kardiomyocytů a obrazové zpracování získaných dat. Po formální stránce vytýkám několik nedostatků. Obrázek č. 3.2. není vhodný pro porovnání fluorescenční a konfokální mikroskopie, protože jsou reprezentované v různých pseudobarevných škálách. V praktické části chybí ukázkové obrázky z postupu zpracování dat. Prezentované obrázky jsou nevhodného rozměru, na kterých nejsou vidět důležité detaily (např. obrázek č. 5.2, 5.3, 6.2, 6.3). Také chybí ukázkové obrázky z experimentů, kdy kardiomyocyty byly obarveny zároveň dvěma barvivy. Některé obrázky jsou popsané neinformativně. Chybějí odkazy na obrázky. Tabulka č. 6.2 není popsána podle doporučovaného formátu šablony VUT. Občas se vyskytují nevhodné jednotky a překlepy. Odborná stránka práce je snížena řadou nedostatků. V popisu práce se vyskytují neodborné výrazy a nepřesnosti. Například, v práci se zmiňuje o srdci: „Tento orgán je tvořen pouze jedním typem buněk, a to jsou kardiomyocyty.“ Popis způsobu barvení obsahuje opakující se kroky a je nepřehledný. V bakalářské práci postrádám zdůvodnění výběru fluorescenčních barviv z pohledu jejich vhodného použití pro zpracování dat a řešení zadaného problému. Chybí literární rešerše v oblasti použití fluorescenčního značení pro zobrazení tubulárního systému a pro následující obrazové zpracování dat. Tuto část studentka dostala za úkol již v září a po obhajobě semestrálního projektu byla upozorněna na důležitost této části v navazující bakalářské práci. V prosinci a v únoru byly uskutečněné dva typy experimentů. Studentka měla navrhnout a otestovat algoritmus na získaných snímcích, poté zhodnotit vhodnost použité metody a rozhodnout se, zda je nutné opravit použity protokol, respektive získat nová data. Během obou semestrů studentka neprojevovala ochotu konzultovat, a proto jsem nebyla informována o vzniklých problémech, například absenci vhodných dat pro zpracování. Studentka na můj dotaz ohledně plánu použitých dat odpověděla v týdnu před termínem odevzdání, že práce bude obsahovat porovnání výsledků z více naměřených buněk z obou typů experimentů (nejen z jedné buňky z každého experimentu). Bohužel podle obsahu odevzdané práce nemohu posoudit, zda navržený algoritmus bude fungovat i na jiných datech. Zadání bakalářské práci považuji za splněné s velkými výhradami. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm E (56 bodů).
Studentka se ve své práci zabývá zobrazováním a hodnocením tubulárního systému srdečních buněk. V úvodní části se věnuje funkcím tubulárního systému a jejich strukturou. V práci se jen minimálně zabývá metodikou zobrazování a hodnocení tubulárního systému s využitím fluorescenčního značením, ačkoli je tato část podkladem pro následující praktickou část a k tomuto tématu je nespočet dostupné literatury. Sama využívá pouze 3 zdroje. V další fázi se studentka orientuje na příklady fluorescenčních sond určených ke značení membrány nebo celé buňky, na fluorescenční a konfokální mikroskopii, zahrnující principy a konstrukcí fluorescenčních mikroskopů. Součástí zadání měl být i návrh vhodného způsobu barvení kardiomyocytů pro odlišení plochy tubulární a povrchové membrány. Tento bod 4) zadání však považuji za nesplněný, neboť výběr vhodných barviv a metodiky není podložen v dostatečné míře rešerší a rozborem. Věnují se mu pouze okrajově podkapitoly 4.2 - 4.4. Užití Fluo-8 jako vápníkového indikátoru pro značení buňky není zcela logické a není jiným zdůvodněno - v této části se studentka odkazuje jen na neexistující zdroj: E. Aguettaze a kolektiv [22]. Studentka sice uvádí, že barvivo využívala, ve výsledcích nejsou zahrnuty, ukázky výstupů nejsou ani přiloženy v práci ani v elektronických přílohách. U barviva Di-4-ANEPPS studentka sice rozebírá jeho vlastnosti využití při značení membrány nebo měření membránového napětí, krátké odůvodnění užití v práci je však zvláštní, cituji: “Při použití barviva di-4-ANEPPS dosáhneme dostatečně rychlé barevné odezvy, proto je vhodné pro měření živých buněk.” Postupy přípravy a barvení jsou v práci naopak dobře zdokumentovány. Celkový dojem z práce ale kazí nevhodná velikost a nízká kvalita obrázků. Zejména snímky zobrazených buněk jsou zobrazeny v malém detailu. Např. obr. 4.5 je zobrazen na třetinu šíře A4, buňka je uprostřed snímku v malém detailu. Práce zřejmě neprošla korekcí, obsahuje řadu gramatických chyb a překlepů (např. 300mikl buněk), studentka navíc nerespektuje správné zápisy údajů a jednotek s mezerou za číslicí. V praktické části studentka vyhotovila program, který zajišťuje segmentaci srdečních buněk. Ten s využitím masky pro vnitřní část a okrajovou část výpočtem získává poměr okrajové části membrány a tubulárního systému. Představený algoritmus v práci na Obr. 5.1. se neshoduje s popisem algoritmu a také s realizovaným algoritmem (resp. m-file soubory). Studentka ve svých algoritmech používá filtraci, hranovou detekci, adaptivní prahování, morfologické operace a další metody obrazového zpracování v určité souslednosti s konkrétními nastavenými parametry. Ačkoli segmentace buněk a z toho vyvozené výpočty poměrů membrány jsou jádrem praktické části práce, jsou v práci postupy popsány jen stručně a konkrétní části nejsou detailněji vysvětleny. Zcela chybí ukázky v jednotlivých krocích zpracování. Postup je popsán často jen povrchně, viz příklad: “Ze získaného binárního obrázku kardiomyocytu si pomocí masek extrahujeme povrchovou membránu a tubulární systém kardiomyocytu. Před zahájením výpočtů je nutné provést skeletanizaci tubulárního systému”. Studentka se navíc v praktické práci dopouští nekorektního postupu na několika místech. V prvé řadě načítá snímky pořízené jako grafické záznamy obrazovky s měřítkem (snapshoty) a převádí je z uměle obarveného snímku na šedotónový. Jsou použity pouze 4 snímky v tomto provedení, o velmi malém rozlišení 512 x 512 pixelů. Pro detailní hodnocení buněčné struktury obdobného charakteru je obvykle potřeba získat snímky až s několikanásobným rozlišením. Dále, získané a prezentované masky nejsou binárního charakteru, jak dokládájí obr. 6.2 a 6.3 v práci. Za chybný krok považuji zařazení skeletonizace vnitřní oblasti buňky před výpočtem. Skeletonizací vnitřních struktur kardiomyocytu dojde ke ztrátě všech okolních pixelů mimo výstupní skelet a dle mého názoru nelze samotný skelet využít k výpočtu poměru membrán, který studentka následně realizuje. Vyhotovení a znázornění skeletu tubulárního systému není v práci zdokumentováno a chybí v ukázkách výstupů, obdobně jako ukázky dalších kroků obrazového zpracování, jak již bylo zmíněno. Výstupy jsou proto velice špatně hodnotitelné. Práce obsahuje v teoretické i praktické části vážné nedostatky, práci proto hodnotím stupněm F a navrhuji k dopracování.
eVSKP id 134381