SOCHOR, O. Vliv zbytkových napětí a rozvinutí vzorku tepny na její mechanickou odezvu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.

Posudek vedoucího

Burša, Jiří

Téma práce spadá do aktuálních směrů výpočtového modelování v biomechanice tepen, pracoviště řeší projekty GACR na vyšetřování napjatosti v ateromu krčních tepen. Otázka zbytkových napětí je zde zásadní pro určení napjatosti a v tomto směru jsou výsledky práce významné i ve vědeckém smyslu. Diplomant pracoval na problému intenzívně celé dva roky a odvedl velké množství experimentální práce. Vzhledem k tomu, že rešerše problému byla součástí předchozích prací ve skupině biomechaniky, tak jí bohužel nevěnoval dostatečnou pozornost. Jeho výpočtové simulace jsou však na vysoké úrovni a některé výsledky mají potenciál pro publikování ve vědeckém časopise, i když použité modely zahrnovaly zatím jen idealizovanou geometrii společné krční tepny bez sklerotického plátu. Ale dosažené výsledky mohou významně změnit pohled na vyhodnocování mechanických zkoušek tepen i na význam zbytkových napětí ve stěně tepny. Bohužel se mu tento fakt podařilo v jejich zpracování poměrně úspěšně ukrýt. Student pracoval velmi samostatně, intenzívně a práci pravidelně konzultoval v rámci řešeného projektu. Prokázal nadstandardní zvládnutí problémů experimentální biomechaniky i výpočtového modelování a v tématu chce pokračovat v rámci doktorského studia.

Posudek oponenta

Lisický, Ondřej

Diplomová práce se zabývá vlivem zbytkových napětí a rozvinutí vzorku tepny na její mechanickou odezvu. Zvolené téma je v problematice měkkých tkání stále aktuální, o čemž svědčí velké množství publikací snažící se přispět svou částí k vylepšení výpočtových modelů. Navzdory tomu zde rešerše recentní literatury zabývající se zvolenou problematikou zcela chybí, což považují za zásadní nedostatek. Samotná diplomová práce byla řešena spíše jako dva separátní úkoly, přičemž postrádám jejich propojení, které by mělo vzejít právě z rešerše. V teoretické části autor popisuje anatomii tepen, která je obecně sice důležitá, s ohledem na zaměření by však mohla být zmíněna pouze okrajově. Dále je v kapitole „Mechanické zkoušky cévní tkáně“ pouze krátká podkapitola „Tahové zkoušky“, což by mohlo vést k mylné představě, že se další mechanické zkoušky obecně neprovádí. Zcela postrádám informace ke zbytkovému napětí, kterému se věnuje jeden ze dvou cílů práce. Celkově tedy není vůbec jasné, proč byla práce zhotovena a zda je motivace podložena aktuálním stavem výzkumu v oboru měkkých tkání. Počet a relevance využitých referencí je na velice nízké úrovni a jejich používání je často nesprávné. V druhé části autor provedl ekvibiaxiální zkoušku jediného vzorku krční tepny, přičemž u něj není uveden ani jeho původ (například zvířecí). Ačkoliv je v samotném zadání práce zmiňována důležitost vyhodnocení jednotlivých vrstev tepny, v této části byl vzorek testován jako celek. U vyhodnocení autor popisuje získání sečných modulů průřezu, což je dle jeho tvrzení nejčastější způsob pro vyhodnocení mechanické odezvy (chybí reference), přitom tyto hodnoty dále nijak nevyužije. Zarazilo mě také sebevědomé tvrzení, že mezi obvodovou a podélnou odezvou není pozorován významný rozdíl (hodnoceno z grafu nejspíše okem). S následným využitím isotropního modelu sice souhlasím, odůvodnění by ale mělo být pokryto referencemi. Ve třetí části autor navazuje na experiment, kde naměřenou křivku popisuje různými konstitutivními modely. Nejvhodnější z nich je následně využit pro výpočtové modelování tahové zkoušky pro určení vlivu narovnání vzorku během experimentu. K samotnému řešení nemám připomínky, avšak z vyhodnocení není zcela zřejmé, co vlastně bylo výsledkem. Autor často zmiňuje průměrování hodnot, není ale vůbec jasné jakých hodnot. V obrázku 6.11 chybí správný popis závislostí, kvůli čemuž jsem si musel spoustu věcí domýšlet. Navíc je tento obrázek s pouhým komentářem, že jsou napětí „jiná“, brán jako zásadní důkaz toho, že byl splněn cíl, v rámci něhož měl autor zjistit vliv rozvinutí vzorku. Cíl sice splněn byl, ovšem interpretace a vyhodnocení dat je na velmi nízké úrovni. Čtvrtá část je zaměřena na experimentální vyhodnocení zbytkové deformace u vzorků krčních tepen, které byly získány ve spolupráci s Anatomickým ústavem Masarykovy univerzity v Brně. V této části oceňuji velký počet vzorků a oddělení jednotlivých vrstev tepny. Porovnávány zde byly dva měřící protokoly, kde u prvního je oddělení vrstev provedeno až z rozstříhnutého segmentu tepny a ve druhém dochází první k oddělení a následnému rozstříhnutí. Výsledky naznačují, že nebyl nalezen významný rozdíl, ovšem není zcela patrné, zda byly sjednoceny hodnoty měření z jednotlivých časových intervalů, nebo se do vyhodnocení dostaly pouze výsledky po ustálení. Zásadních výsledků bylo dosaženo u vyhodnocení otevíracích úhlů, kde se ukázalo, že samotná adventicie se v některých případech uzavírá, nikoliv otevírá, jak je obecně přijato v odborné literatuře. Tento významný fakt ovšem téměř zapadne, jelikož student v rámci své práce neprovedl žádné konfrontační porovnání svých výsledků s již publikovanými studiemi jiných autorů. Poslední část je zaměřena na výpočtové modelování, kde autor aplikuje zbytkovou napjatost do jednotlivých vrstev pomocí uzavírání modelu a následného zatížení. Zde byly využity hodnoty pouze z jediného vzorku a není tedy možné říci, zda se jednalo o náhodu, nebo určitý trend. Uvítal bych i další konfigurace modelu geometrie, kde je adventicie otevřena na hodnoty vycházející z odborné literatury a vliv zbytkového napětí by se pak porovnal vůči výsledkům autorova experimentu. Z naměřených dat je nicméně patrné, že by aplikace zbytkové napjatosti měla být prováděna s ohledem na jednotlivé vrstvy, jinak by mohlo dojít k ovlivnění výsledků. Myšlenky a výsledky této práce naznačují smysluplnou volbu tématu, je ovšem nutné zmínit, že je autor nebyl schopen správně předat. Myslím si, že ačkoliv byla experimentální část provedena velmi dobře, stalo se tak bohužel na úkor kvality zbytku práce. Pokud by autor vložil své úsilí do provedení rešerše a byl schopen své výsledky diskutovat, kvalita práce by významně vzrostla. Stylisticky je práce na dobré úrovni. Přes veškeré nedostatky ji doporučuji k obhajobě s hodnocením C.

eVSKP id 149838