MICHÁLKOVÁ, E. Pokročilá detekce a charakterizace mikroplastů pomocí MikroCT [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2025.
Študentka Eva Michálková sa vo svojej diplomovej práci venovala detekcii a charakterizácii mikroplastov pomocou mikroCT, so zameraním na návrh segmentačného algoritmu pre polyetylénové mikročastice vo vzorkách rýb. Práca zahŕňa literárnu rešerš, návrh a realizáciu experimentu. Opisuje problematiku mikroplastov, využitie mikroCT vrátane jeho výhod a limitácií, a rešerš segmentačných metód, na základe ktorých študentka navrhla vlastný segmentačný postup. Práca má viaceré závažné nedostatky, ktoré výrazne znižujú jej odbornú aj formálnu úroveň. Text pôsobí veľmi chaoticky a jednotlivé časti na seba logicky nenadväzujú. Mnohé kapitoly, vrátane tých kľúčových, ako sú segmentácia a spracovanie dát, sú koncipované neprehľadne a s nedostatočnou hĺbkou. Kapitoly sú často formálne aj obsahovo nevyvážené, s chybným alebo absentujúcim citovaním, nedostatočne vysvetlenými obrázkami a nejednotnou terminológiou. V časti literárnej rešerše študentka opisuje základné metódy detekcie mikroplastov, ako Raman a FTIR, avšak chýbajú ďalšie často využívané techniky, napríklad pyrolýza. Opis jednotlivých metód a ich limitácií je povrchný, takže z textu nie je zrejmé, prečo je mikroCT vhodnou alternatívou; odpoveď na túto otázku neponúka ani kapitola venovaná mikroCT. Pri rešerši segmentačných metód chýba jasná väzba na literatúru, keďže sú prevažne popísané všeobecne, bez súvislosti s riešeným problémom. Navyše, podkapitoly sú usporiadané nelogicky a nie je zrejmé, prečo si študentka zvolila práve daný segmentačný postup. V praktickej časti študentka segmentovala sférické častice polyetylénu, no v práci chýba zdôvodnenie výberu práve tohto typu, tvaru a veľkosti častíc. Rovnako absentuje vysvetlenie výberu modelového organizmu, ktoré malo byť zrejmé už z úvodu. Sekcia s výsledkami je spracovaná nedostatočne – chýba porovnanie oboch typov vzoriek, zdôraznenie prínosu vyššieho priestorového rozlíšenia a vhodné obrázky podporujúce prezentované výstupy. Priložené vizualizácie majú navyše slabý kontrast, čo sťažuje identifikáciu mikroplastov. Postup vyhodnocovania výsledkov je stručný a málo vysvetlený – hoci je popísaná detekcia centier častíc, nie je jasné, ako spoľahlivo tento postup funguje. V práci celkovo chýba diskusia nadobudnutých výsledkov, čo sa odráža aj v závere, kde absentuje zhrnutie prínosov a limitácií navrhnutého riešenia. Čo sa týka splnenia zadania práce, chýba diskusia o dôvodoch, prečo neboli zahrnuté aj iné tvary mikroplastov, ako aj dôkladnejšia morfologická analýza – napriek konzultáciám študentka vyhodnocovala tvar častíc len pomocou jednej metriky. Ďalším významným nedostatkom je neimplementovanie odporúčaní a spätnej väzby poskytnutej počas konzultácií a nízka aktivita študentky aj po niekoľkých upozorneniach. Komunikácia so študentkou bola náročná a termíny boli často nedodržané. Pozitívne však hodnotím, že sa napriek ťažkostiam podujala na riešenie technicky náročnej úlohy, v rámci ktorej navrhla konkrétny segmentačný postup a dokázala realizovať základnú analýzu mikroCT dát. Z uvedených dôvodov hodnotím prácu známkou E (54 bodov).
Vypracovaná diplomová práce se zabývá aktuálním tématem detekce mikroplastů (MPs) v biologických vzorcích pomocí rentgenové mikrotomografie (mikroCT). Cílem práce bylo navrhnout metodiku, která umožní segmentaci a následnou morfologickou analýzu částic mikroplastů na základě mikroCT dat. Rozsah hlavního textu práce (34 stran) je poměrně stručný a zpracování teoretické rešerše je spíše povrchní, chybí hlubší diskuze dosažených výsledků. Struktura textu je na několika místech neucelená, informace nejsou vždy uváděny v logickém pořadí, dochází k opakování sdělení a některé pasáže působí neorganizovaně. Práce je psaná v angličtině, nicméně formální a jazyková úroveň práce není dostačující, česky psané části (abstrakt a rozšířený abstrakt) jsou obtížně čitelné, působí jako doslovný překlad částí psaných v anglickém jazyce bez jazykové korektury. Práce rovněž trpí formálními chybami v citování, kdy odkazy na literaturu jsou často nesprávně umístěny až za tečku ve větě, ve spojení „according to [6]“ zcela chybí jména autora, v případě citování z více zdrojů nejsou číselné odkazy na literaturu správně v jedné závorce. Citační styl je navíc v rámci práce nekonzistentní a neodpovídá běžné akademické praxi. Z hlediska naplnění zadání je možné konstatovat, že práce splňuje požadavky pouze částečně. Studentka se s tématem problematiky MPs seznámila pouze povrchně, z dostupných metod pro jejich detekci uvádí pouze FTIR a Ramanovu spektroskopii, zcela opomíjí další analytické metody jako je například GC-MS, nebo termogravimetrickou analýzu. Je předložen protokol pro přípravu vzorků biologické tkáně pro detekci MPs pomocí mikroCT, nicméně v tomto bodě jsou pravděpodobně chybně uvedeny některé kroky, například předpokládám, že k eutanázii organismu došlo před samotnou aplikací suspenze MPs v ethanolu do trávicího traktu, v protokolu je také chybně uveden objem dávkovaných suspenzí MPs. Postrádám podrobnější informaci o zvoleném typu částic MPs, včetně jejich hustoty, velikostní distribuce částic, proč ze všech různých tvarů MPs byly zvoleny pouze sférické částice. V kapitole 3.1 pak studentka popisuje segmentační metody pro 3D objemová data a na základě rešerše pak vybírá vhodnou metodu pro segmentaci MPs. V této části, která má charakter diskuze, nicméně absolutně postrádám citace literatury nebo podložení vhodnými výsledky. Najednou se zde objevuje informace o metodách denoisingu a pouze stručně je zde zmíněn pouze Non-local means denoising. Navržený postup byl dále aplikován na naměřená data, nicméně proto, že byla na základě rešerše vybrána jako segmentační metoda k-means clustering, neobsahuje práce žádné porovnání výstupů různých segmentačních metod a není tedy možné diskutovat, zda byla zvolená metoda tou nejlepší možnou cestou. Oceňuji, že se studentka pokusila o základní morfologickou klasifikaci částic MPs, i když postrádám jakoukoliv informaci o velikostní distribuci vysegmentovaných částic. Použité obrázky mají špatný kontrast, MPs jsou jen velmi špatně viditelné, obrázky neobsahují to, co podle popisu v textu obsahovat mají, v některých případech chybí měřítko, nestandardní je v některých případech i značení obrázků v různých rozích. Při srovnávání jednotlivých metod segmentace (AI model a segmentace navržená studentkou) s referenční manuální segmentací postrádám úplně vizuální informaci o tom, jak manuální segmentace vypadala. U některých srovnání nejsou použity ani stejné oblasti pro 3D vizualizaci. Zcela postrádám diskuzi dosažených výsledků, z textu nevyplývá, zda byla vhodnější navržená metoda segmentace, nebo použitý Paint and Segment model, nebo zda byl lepší přístup skenování celého organismu, nebo pouze disektovaných střev. Přínos této práce je v současné době omezený, použitá metodika je aplikovatelné pouze na sférické částice. Cílená detekce různých tvarů částic mikroplastů nebyla řešena ani diskutována, přestože jde o klíčovou otázku při aplikaci výsledků v environmentálním výzkumu. Vzhledem ke všem výše zmíněným nedostatkům hodnotím práci jako formálně i odborně nedostatečně zralou. Přestože se jedná o dílčí příspěvek k aktuální problematice, nebyla plně využita plná šíře zadání a potenciál tématu zůstal nenaplněn. Navrhuji hodnocení 55 bodů ze 100, což odpovídá stupni E – dostatečně.
eVSKP id 167527