Bachelor's Thesis

Vytvoření modelu pro zvýraznění území prokrvení cévy na snímcích sítnice lidského oka

Final Thesis 9.05 MB

Author of thesis: Tomáš Mahel

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Lukáš Semerád, Ph.D.

Reviewer: Ing. Martin Sakin

Abstract:

This thesis deals with the creation of a model to highlight blood vessel supply areas of the human retina. To achieve the result, several databases are used providing over 200 retinal images and their vessel masks in total. The areas of individual vessels are determined based on the distance of pixels to individual vessels. To determine more accurate form of the result, this calculation is also supplemented with the possibility of using weights based on the physiological characteristics of vessels and blood flow. Based on consultations with doctors, the results were evaluated as a meaningful geometric approximation with potential use in research and education.

Keywords:

eye, retina, eye diseases, occlusion, blood supply area, perfusion, vessel tree, Voronoi diagram, OpenCV

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm C.

Topics for thesis defence

  1. Při budování cévního stromu není explicitně řešeno odlišení skutečné bifurkace od pouhého křížení tepny a žíly (arteriovenózní crossing). Jak tento problém ovlivňuje správnost vybudovaného stromu a výsledných oblastí? Jak by bylo možné ho řešit?
  2. Můžete okomentovat a objasnit co vše bylo technickým výstupem práce?
  3. Jakou roli hrají grafové algoritmy v práci?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

doc. Ing. Lukáš Burget, Ph.D. (předseda)
doc. RNDr. Milan Češka, Ph.D. (místopředseda)
Dr. Ing. Petr Peringer (člen)
Ing. Matěj Grégr, Ph.D. (člen)
Ing. Jakub Husa, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Lukáš Semerád, Ph.D.

Zadání práce je spíše lehčí, domlouvat schůzky a zjišťovat další detaily o teoretických základech bylo spíše komplikovanější. Celkově práci hodnotím stupněm velmi dobře (B).

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Samotné zadání je poměrně snadné, primární však bylo prozkoumat jednotlivé fyzikální a matematické detaily dopodrobna. V tomto ohledu bylo zadání splněno dle mých představ.

Práce s literaturou

Student literární prameny získával převážně samostatně. Co se týká některých postupů nebo tipů jak pokračovat, byly z mé strany četnější, což vyplývalo i z jisté komplikovanosti tématu.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Student průběžně konzultoval získané postřehy, sám většinou inicioval schůzky, na které chodil připraven. Část dalšího pokroku v práci jsme ale museli vymýšlet až společně na konzultacích.

Aktivita při dokončování

Práce byla dokončena v drobném předstihu, její obsah byl konzultován a připomínky zaneseny.

Publikační činnost, ocenění
Points proposed by supervisor: 82

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Martin Sakin

Práce splňuje zadání, je rozsahem a strukturou přijatelná a přináší funkční implementaci pro méně zpracované téma. Kladně hodnotím praktické testování na rozsáhlém vzorku snímků, konzultace s klinickými odborníky a implementaci doplňkových interaktivních funkcí.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Náročnost zadání

Evaluation level: méně obtížné zadání

Práce vyžadovala znalosti anatomie a fyziologie oka, zpracování obrazu a grafových algoritmů. Student pracoval se 4 různými datovými sady snímků sítnic a implementoval nástroj v Pythonu a za pomocí běžně používaných knihoven. Problematika oblasti prokrvení cév je v literatuře méně zpracovaná, což mírně zvyšuje nároky na samostatné rozhodování při návrhu.

Prezentační úroveň technické zprávy

Logická struktura práce je přehledná a kapitoly na sebe navazují. Avšak rozdělení do kapitol je nepoměrné. Kapitola 3 je příliš krátká a měla by být součástí kapitoly 2. Obdobně pro kapitoly 4 a 5 by mohly být sloučeny, jelikož obě krátké kapitoly popisují algoritmy. Oceňuji přidané snímky chodob pomáhající získání představy o poškození. Výtku mám k obrázkům, které jsou příliš tmavé, takže po vytištění je vidět jen černo, konkrétně obrázky 2.8, 5.1, 5.2, 7.2, 7.3. V kapitole 6 (Návrh) chybí podrobnější diskuse rozhodnutí, proč byly zvoleny právě tyto fyziologické váhy, jaké byly zvažovány alternativy a jaká byla kritéria výběru. V práci mohl být přidán ukázkový obrázek grafické aplikace.

70
Formální úprava technické zprávy

V textu se vyskytují drobné jazykové nedokonalosti a místy neobratné formulace, které ale nebrání pochopení textu. Typografická úprava práce je celkově na dobré úrovni. Vzorce a tabulky jsou správně vysázeny a číslovány. Student označuje balíky snímků sítnic jako „databáze", vhodnějším termínem pro soubor anotovaných snímků je „dataset", označení „databáze" evokuje relační databázový systém, o což zde nejde.

85
Realizační výstup

Výsledná aplikace se skládá z osmi scriptů, které jsou řádně okomentovány. Jsou zde využívány běžné knihovny pro zpracování obrazu. 

75
Využitelnost výsledků

Práce není úplně kompilační. Přináší vlastní implementaci modelu pro doposud v literatuře málo zpracované téma. Výsledky rozšiřují stav poznání v oblasti analýzy retinálních snímků a konzultace s klinickými odborníky potvrdily smysluplnost aproximace. Přímé klinické využití je v současném stavu omezeno, jak je v práci přiznáno, klinická praxe používá OCTA, která poskytuje přímá perfuzní data.

Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: je v obvyklém rozmezí

Rozsah práce je okolo 53 normostran, tedy splňuje spodní hranici.

Práce s literaturou

Seznam literatury obsahuje 47 položek a pokrývá klíčové oblasti tématu jako anatomii oka, hemodynamiku, zpracování obrazu i relevantní datasety. Citace jsou řádně uváděny v textu. Silnou výtku mám webovým zdrojům 15-19 a 42-46, tedy Wikipedia/WikiSkripta a GeeksforGeeks, což pro odbornou práci není ideální, zejména u algoritmických popisů. Pro představované algoritmy existují standardní učebnicové prameny, které by byly vhodnější.

80
Topics for thesis defence:
  1. Při budování cévního stromu není explicitně řešeno odlišení skutečné bifurkace od pouhého křížení tepny a žíly (arteriovenózní crossing). Jak tento problém ovlivňuje správnost vybudovaného stromu a výsledných oblastí? Jak by bylo možné ho řešit?
Points proposed by reviewer: 75

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová