BELÁK, D. Měření vlastností buněk kultivovaných v hydrogelu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2019.
Student měl v práci za úkol se zaměřit na sledování vlastnostní a pohybu buněk v hydrogelu. V tomto případě jsou buňky rozmístěny v prostoru hydrogelového bloku, což znesnadňuje jejich analýzu. Student měl k účelům usnadnění analýzy objemových dat využít metody z-stacking a focus stacking pro získání vhodného 2D snímku, získaného předzpracováním skupiny snímků v externím SW. Výsledné snímky měl využít pro vlastní analýzu. Student se v práci nejdříve zabývá problematikou pěstování buněk v hydrogelu a mikroskopií. Na dosti stručnou literární rešerši navazuje popisem metod focus stacking a z-stacking a ukázkami předzpracovaných obrazů buněk pěstovaných v hydrogelu. Celá tato část je o rozsahu zhruba deseti stran. V praktické části student uvádí dva experimenty. První, rozsáhlejší, experiment uváděný jako Experiment č. 1, obsahuje fluorescenční snímky, na kterých student ukazuje naprogramovanou metodu počítání a lokalizace buněk s využitím prostředí Matlab. Tato část s sebou přináší řadu problémů. V prvé řadě, student zcela vynechává předzpracování s odůvodněním, že fluorescenční snímky není vhodné předzpracovávat výše uváděnými metodami. Praktické ukázky pro zdůvodnění však zcela chybí. Za druhé, student uvádí, že jde o, cituji: ”obrazy buniek zostrojené vo fluorescenčnom poli.” Ačkoli student tvrdí, že buňky pěstoval v laboratoři a výstup získal měřením na mikroskopu DMI8, jde o ukázkový snímek užitý v internetové prezentaci, konkrétně ze zdroje: https://www.haikudeck.com/the-nucleus-education-presentation-JdgniX4Hwm#slide0. U tohoto snímku není v práci uveden zdroj a student jej přitom volně využívá k náhradě vlastních laboratorních dat. Navíc nejde o snímek buněk, jak student popisuje, ale o barvená jádra buněk. Vzhledem k charakteru snímku, kdy jsou jádra od sebe vzdálena a vykazují vysoký kontrast vůči pozadí, je značně usnadněna analýza a student se tak odchyluje od zadání. Další část, zahrnující Experiment č. 2., již obsahuje analýzy obrazů ve světlém poli, kde byly využity metody předzpracování dle zadání. Konkrétně jde o trasování CPOx kuliček. V experimentální části jsou ale zcela vynechány analýzy předzpracovaných snímků buněk kultivovaných v hydrogelu s požadovaným statistickým výstupem a zadání tak nelze považovat za splněné. Po formální stránce obsahuje práce chyby. Za nejvážnější považuji nahodilé vkládání teoretického základu do praktické části. Příkladem jsou kapitola 7.6 nebo obrázek 15. Student během semestru projevoval velmi malou aktivitu a výstupy práce nekonzultoval s vedoucím práce. Vzhledem k závažným nedostatkům v práci, počínaje porušováním autorských práv a konče vychýlením od zadání, hodnotím práci stupněm F a doporučuji ji k přepracování.
Student měl za úkol získat pomocí metody z-stacking ostrý obraz z mikroskopických snímků buněk v hydrogelu. To však neudělal. Místo toho navrhl dva experimenty, přičemž v prvním rovnou konstatuje (kapitola 6.2), že se metoda pro snímky z fluorescenční mikroskopie nehodí, a v druhém metodu aplikuje na oxometrické senzorické kuličky, místo buněk. Přestože student v prvním experimentu konstatuje, že metoda focus-stack nebyla pro obrazové výstupy z fluorescenčního mikroskopu vůbec použitá, ve své bakalářské práci překvapivě uvádí výsledek takového zpracování (obr. 8). Tento rozpor je možné vysvětlit až zjištěním, že se jedná o snímky jader z roku 2015, stažené autorem z internetu (konkrétně zde: https://www.haikudeck.com/the-nucleus-education-presentation-JdgniX4Hwm). Použití těchto snímků je nevhodné hned z několika důvodů: (a) snímek samotný je už výsledkem práce, jenž měl student udělat (b) zobrazuje jádra místo buněk a (c) student neuvádí, že jde o převzatý snímek a tedy ani necituje zdroj. Student následně s obrázkem pracuje a vytváří v Matlabu vlastní algoritmy pro úpravu obrazu. Úprava spočívá v převodu na šedotónový obrázek a zvýšení kontrastu a jasu. Vodítka pro úpravu kontrastu student neuvádí, pouze konstatuje, že je potřeba obraz “upravovat citlivě a individuálně”. V navazující kapitole představuje histogram a jeho využití pro optimální nastavení kontrastu, ale opět konstatuje, že místo automatického nastavení je vhodnější “manuální určení na základě individuálních požadavků konkrétního experimentu”, aniž by vysvětloval důvod takového počínání a aniž by dokumentoval a kvantifikoval rozdíl mezi automatickým a manuálním nastavením. Studentem použitá metoda watershed je nesrozumitelně popsaná, konkrétně větou: “Tato metóda v obraze lokálne maximá a navzájom ich prepojí, čím vytvorí predel.” a obrázkem 15, na který se student v textu neodkazuje a jehož vypovídací hodnota je mizivá, neboť jde o graficky nekvalitní nákres s anglickým popisem, který autor vydává za princip. V textu autor na obrázek 15 nikde neodkazuje, ani nevysvětluje, proč obrázek v práci uvádí. V kapitole 6.3 autor ukazuje výstup zpracování obrazu včetně parametrů detekovaných buněk v něm, ale nikde nevysvětluje, jak k analyzovanému obrázku a zejména k vytvoření kontur kolem zobrazených objektů došel. V práci vůbec není uvedeno, zda je detekce počtu a parametrů buněk korektní, student nijak nevyhodnocuje správnost detekce, vliv artefaktů a nevyjadřuje se k správnosti detekce malých objektů na hranici snímku, které jsou detekovány jako buňka (správněji jádro). Experiment č. 1 tedy nijak nepřispívá k splnění zadání. V experimentu 2 student používá kuličky, jejichž ideální sférický tvar redukuje zadání na pohuou analýzu středu kuličky a hodnocení jejího posuvu v hydrogelu. Student zde metodu focus-stack použil, ale opět nepopisuje, který konkrétní algoritmus byl využit. Tento problém přetrvává už z teoretické části práce, kde student algoritmy pro focus-stacking popisuje nedostatečně, vychází jen ze tří řešení použitého externího software, ztěží popisuje princip metod, jen u jedné popisuje její výhody a nevýhody, metody mezi sebou sice srovnává, ale pouze tím, že uvádí obecná doporučení, a výběr jedné z nich pro zpracování vlastních dat nezdůvodňuje. V jediném získaném obrazu pak student vyhodnocuje trajektorii a rychlost posuvu kuliček v planární rovině a také shora dolů. Hodnocení parametrů v planární rovině je v pořádku. Hodnocení posuvu kuliček shora dolů student redukoval na klikání myší na konkrétní kuličky v externím software, což hodnotím vzhledem k zadání jako nedostatečné. V práci také chybí statistické vyhodnocení výsledků, požadované zadáním. Nevalný dojem z obsahu práce navíc podtrhuje její formální úprava. Text obsahuje kapitoly s nesourodým řádkováním textu; autor nedoplnil odkazy na místa, kde je plánoval (místo citace je “citace”, citace je označena jako [ ], na obrázek vede odkaz Obr. Xy.), na obrázku 12 chybí popis os. Ze seznamu literatury je patrná neúcta autora k citačním formátům i nedostatek studií pro srovnání vlastních výsledků s výsledky ostatních vědeckých týmů.
eVSKP id 118309