diplomová práce

Analýza mnohočetných myelomů obratlů z dvoj-energetických CT dat

Text práce 8.62 MB Příloha 2.57 MB Příloha 2.13 MB

Autor práce: Bc. Lukáš Rišian

Ak. rok: 2025/2026

Vedoucí: Ing. Roman Jakubíček, Ph.D.

Oponent: doc. Mgr. Ing. Marek Dostál, Ph.D.

Abstrakt:

Táto práca sa zameriava na analýzu postihnutia chrbtice pri mnohopočetnom myelóme na základe duálno-energetických CT dát a radiomických príznakov. Analýza bola realizovaná na klinických datasetoch obsahujúcich viaceré spektrálne CT rekonštrukcie. Na úrovni chrbtice, jednotlivých stavcov a myelómových lézií boli extrahované radiomické príznaky popisujúce intenzitné, textúrne a morfologické vlastnosti analyzovaných štruktúr, ktoré boli následne spracované pomocou štatistických metód, algoritmov výberu príznakov a modelov strojového učenia. Práca sa okrem analýzy vzťahov medzi obrazovými a klinickými parametrami venuje aj experimentom zameraným na textúrnu analýzu, klastrovanie pacientov, vertebrálnu a tvarovú analýzu lézií, longitudinálne sledovanie rádiomických trendov a porovnanie zdravých a patologických tkanív. Hlavným cieľom práce je preskúmať potenciál rádiomickej analýzy a spektrálneho DECT zobrazenia pre kvantitatívne hodnotenie, klasifikáciu a monitorovanie ochorenia.

Klíčová slova:

mnohopočetný myelóm, dvoj-energetické CT, chrbtica, radiomika, spektrálne CT rekonštrukcie, virtuálne nekalciové obrazy, virtuálne monoenergetické obrazy, radiomické príznaky, strojové učenie, klinické dáta

Termín obhajoby

15.06.2026

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student předložil doplňující dokumenty k etické komisi Doc. Šafránek položil otázku: Používal jste konkrétní statistický software pro analýzy? Do jaké míry je analýza reprodukovatelná? Prof. Provazník položila otázku: Čím je daný nárůst a pokles parametru v rámci follow-up 4 měření u jednoho pacienta? Co znamená "teoreticky" u zlepšení v rámci follow-upu? Ing. Němcová položila otázku: Čím je dána "neschodovitost" boxplotů v rámci 3 skupin pacientů u parametru Flattnes Mean? Proč není vidět trend mezi první a druhou skupinou u vývoje stádií? Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Ústav

Studijní program

Biomedicínské inženýrství a bioinformatika (MPC-BTB)

Složení komise

doc. RNDr. David Šafránek, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Valentýna Provazník, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Markéta Jakubíčková, Ph.D. (člen)
Ing. Roman Jakubíček, Ph.D. (člen)
Ing. Andrea Němcová, Ph.D. (člen)

Student se práci věnoval aktivně po celou dobu řešení, pravidelně docházel na konzultace a aktivně se zapojoval do diskuze nad dosaženými výsledky i dalším směřováním práce. Oceňuji jeho vlastní iniciativu při návrhu analýz a snahu všechny dílčí kroky průběžně ověřovat a dále rozpracovávat. Teoretická část poskytuje odpovídající základ pro řešenou problematiku. Text je přehledný, srozumitelný, psaný v anglickém jazyce bez zjevných formálních nedostatků s minimem typografických chyb a doplněný relevantními citacemi. Místy je text spíše popisný, což však souvisí s náročností a rozsahem řešeného tématu. V praktické části student provedl rozsáhlé množství experimentů a analýz, přičemž zvolená metodika je vždy popsána a odůvodněna. Výsledky jsou přehledně prezentovány pomocí grafů, tabulek a vhodné infografiky. Některé analýzy by bylo možné považovat za méně přínosné a text dále zestručnit a někde naopak doplnit o další metriky či analýzy. Nicméně tento rozsah dobře reflektuje množství odvedené práce. Byť student zmiňuje i limitace provedených analýz, ty jsou však formulovány spíše obecně a zasloužily by si místy hlubší rozbor. Přesto práce přináší zajímavé prvotní poznatky s potenciálem dalšího rozpracování a možného publikačního využití. Práce tak představuje cenný explorativní vhled do dat v rámci výzkumného projektu ve spolupráci s FN Brno.

Celkově je práce na velmi dobré úrovni, zadání považuji za splněné a hodnotím práci jako zdařilou. Hodnotím stupněm A – 92 bodů. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 92

Známka navržená vedoucím: A

V této diplomové práci se student zabývá komplexním studiem dat z DECT u pacientů s MM. Práce je dobře strukturovaná, kde se nejprve zabývá analýzou celé páteře, následně jednotlivých obratlů a pak z pohledu jednotlivých ložisek.
Z formálního hlediska mi chybí informace (nebo jsem je přehlédl), jestli data byla anonymizována, jestli pacienti podepsali informovaný souhlas, jestli nemocnice souhlasila s uveřejněním dat a poděkování za jejich poskytnutí (u datasetů B+C, dataset A je volně přístupný). Taktéž chybí informace o zdravých dobrovolnících, jestli byl udělen souhlas etické komise k jejich vyšetření pomocí CT a tudíž jejich “zbytečnému” ozáření. V úvodní kapitole jsem nedohledal uvedení čtenáře do problematiky BMD, takže je na čtenáři si dohledat/domyslet, jaký vliv mohou mít ložiska MM na hodnoty BMD a v pozdějších kapitolách bylo pouze konstatováno, že byl vypočten i tento parametr pomocí metody X. Pokud by bylo vhodně rozebráno, pak by měl student diskutovat vliv věku a pohlaví na tento parametr. Jazyková úroveň a množství typografických chyb je přiměřená délce textu (např. tab 4.11 v popisku tabulky uvedeno, že červeně jsou zvýrazněny nejvyšší hodnoty, ale v tabulce jsou zvýrazněny nejnižší hodnoty + záměna desetinné tečky a čárky atp.).
Výstupy mají klinický potenciál, hlavně kapitola dlouhodobého sledování je velmi zajímavá, přestože je limitovaná menším počtem subjektů a omezené znalosti laboratorních testů, ale student pracoval s reálnými daty, které bohužel nemají vždy všechny informace, které bychom rádi měli a poradil si s touto situací dobře.
Z klinického pohledu postrádám nejběžněji používané analýzy (a kterým klinici budou rozumět nejlépe) a těmi jsou například ROC analýza nebo jiné metody pro stanovení skutečné/falešné pozitivity/negativity testů a z nich vypočtené senzitivit a specificity při diferenciaci různých patologií/stadií onemocnění. Např. u obrázku 5.18 jde vidět, že konvenční CT (b) dosahuje 100% senzitivity i specificity při hodnotě thresholdu parametru “orig_1st_ord_10Perc” okolo 150 (dokonalé odlišení obou kategorií, navíc často u grafů chybí jednotky veličin (jedná se o 10. percentil konvenčního CT, takže zde HU)), což například z dat “VMI40” (a) dosáhnout nejde, protože v kategorii zdravých se jeden subjekt překrývá s MM (s minimální hodnotou parametru) (obdobně lze pozorovat i na obr. 5.17). Při použití obdoby ROC by student musel uvést, že v tomto případě je konvenční CT lepší volbou než DECT obrazy, což jsem v textu nenašel a bylo ponecháno na čtenáři. Obdobně i u obr 4.6. by bylo zajímavé stanovit thresholdy a TP/FP/TN/FN pro clinical risk score.
Celkově ovšem student odvedl velký kus práce s komplexním přístupem a tato práce je velmi cenným začátkem pro tvorbu metodiky pro přesnější charakterizaci MM postižení. Uděluji bodové hodnocení 82 (B – velmi dobře). Otázky k obhajobě:
  1. 1) Prosím studenta o upřesnění pojmu zdravý subjekt, hlavně z pohledu etického a radiační ochrany. 
  2. 2) Můžete prosím přiblížit jaký vliv může mít věk a pohlaví na hodnoty parametru BMD a jestli/jak by to mohlo zkreslit Vámi provedenou analýzu?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 82

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová