Projekty

Biomedicínské inženýrské systémy VII

SP2011/21

Penhaker Marek prof. Ing., Ph.D.

doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc.

01. 01. 2011 - 31. 12. 2011

Projekt navazuje na vědecko-výzkumnou činnost realizovanou v předchozích letech v rámci interních grantů Biomedicínské inženýrské systémy. Řešitelská skupina má tedy dostatek zkušeností s realizací a kvalitními výstupy projektů tohoto typu. Řešiteli projektu byli vždy doktorandi a nadějní studenti magisterského studia, kteří v rámci těchto projektů realizovali své disertační, diplomové práce. Projekt využívá také spolupráce osob z jiných fakult VŠB-TUO, neboť řešené problémy přesahují svou problematikou i do jiných specializací při řešení této vědecko-výzkumné činnosti. V rámci projektu garantovaného školitelem doktorandů je Doc. RNDr. Jindřich Černohorský, Ph.D. jsou vytvořeny pracovní skupiny řešící dílčí úkoly projektu, které jsou složeny vždy z jednoho doktoranda či zaměstnance ve funkci vedoucí skupiny, případně zaměstnance ve funkci zodpovědného vedoucího skupiny, mladší doktorandi ve funkci řešitel a v neposlední řadě studenti ve funkci řešitelů dílčích problémů projektu. Projekt jednoznačně vede k výchově nadějných VaV pracovníků od analýzy konkrétních problémů, přes návrhy řešení a realizace až po presentaci výstupů dle aktuální vydané metodiky VaV MŠMT. Průkaznost kvality projektu je že vždy řešil aktuální vědecko-výzkumnou problematiku vycházející především z praxe. Dokladem toho je i řešením projektu, kde v minulém roce bylo publikováno 79 publikací, z toho jedna v impaktovaném žurnálu, 67 na konferencích uvedených v ISI WOK a SCOPUS, 11 v časopisech na bílé listině MSMT. Výsledky řešení byly následně transformovány do Ochrany duševního vlastnictví v počtu 42 ks, kde jsou tři podané patenty, 13 registrovaných funkčních vzorků, 7 podaných užitných vzorů, 17 registrovaných softwarů a 2 ochranné známky. Souhrnně projekt překročil několikanásobně předpokládané výsledky projektu dle evidence vědy a výzkumu metodiky MŠMT Na projektu se podílejí 100 % pouze pracovníci s nenulovým výkonem v RIV 2010. Poměr cena/výkon projektu je vypočtena na 1176 Kč/RIV bod. V roce 2010 byly na projektu Biomedicínské inženýrské systémy vytvořeny současným týmem řešitelů následující výsledky aktuálně uznané RIV Body 1716, zatím neuznané 1480. Podrobnější rozpis je v tištěné příloze. V průběhu řešení projektu budou řešeny tyto dílčí úkoly: 1.SSVF II – (Systém sledování vitálních funkcí) reálná měření a testy na miniaturním mobilním zařízení pro měření biologických signálů v testovacím bytě na Ostravské univerzitě. Tento systém měří data fyziologických funkcí, které se v projektu budou majoritně zpracovávat a tvořit VaV výstupy projektu. Data měřená z testovacího bytu systémem SSVF budou vstupem pro skupinu BioProcessing 2. 2.BioProcessing 2 - Moderní metody zpracování fyziologických signálů srdce si kladou za cíl výzkum a klasifikaci redukovaného měření EKG, optimalizaci Dowerova algoritmu pro transformaci klasického 12 svodového systému do Frankova ortogonálního systému. Součástí této aktivity je hodnocení vegetativního systému člověka během ortoklinatotického vyšetření. 3.LapaRONJA – (Laparoskopický Radio-frekvenční operační nástroj jaterní ablace) Měření a optimalizace funkčnosti chirurgického nástroje pro operaci nádorů jater. 4.BioSens – předmětem výzkumu budou nové možnosti elektrochemických materiálů využitelných pro měření a stimulaci biologických objektů. 5.VibraPace – Cílem řešení je realizace prototypu řízeného kardiostimulátoru s informací o vibracích těla pacienta a tím efektivnější řízení jeho činnosti. 6.HEIDIsc – (Hysperoscopy Electrosurgical Intracavitary Dipolar Instrument - Scissor Cauter) – kde v pracovní skupině bude navržen a vyvíjen elektrochirurgický nástroj pro ultratenké laparoskopické aplikace s možností mechanického natočení elektrod. 7.FrezenHeart – výzkum této aktivity bude soustředěn na měření teploty srdce u otevřených kardiochirurgických operací. 8.PaceStress – předmětem činnosti v této aktivitě je měření vlivů elektromagnetického a ionizujícího záření na činnost kardiostimulátorů. 9.BloodIrradiation – Výstupem výzkumu bude analýza ozařovacích štítků používaných pro úpravu krevních derivátů. 10.BioCalc – Předmětem činnosti bude realizace nástrojů a to jak hardwarových tak softwarových pro rychlejší měření a zpracování CT a MRI snímků pomocí FPGA technologie. 11.CIRCADIAL III– Vyhodnocení cirkadiálních rytmů člověka se stanovením metodiky. 12.Posturomed II - Analýza měřených dat z rehabilitační diagnostiky osob ve FNsP Ostrava se svalovou dis-balancí a dat z rehabilitační diagnostiky lehčích mentálních postižení seniorů.

Ing. Martin Milata
prof. Ing. Martin Černý, Ph.D.
doc. Ing. David Horák, Ph.D.
Ing. Milada Hlaváčková, Ph.D.
prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D.
Ing. Vladimír Kašík, Ph.D.
prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D.
Ing. Zuzana Vašíčková
Ing. František Kutálek
Ing. Radka Pustková
Ing. Martin Stankuš, Ph.D.
Ing. Jan Kijonka, Ph.D.
Ing. Tomáš Peterek, Ph.D.
prof. Ing. Martin Augustynek, Ph.D.
doc. Ing. Michal Prauzek, Ph.D.
Ing. Ondřej Adamec
Ing. Jakub Pindor
Ing. Lukáš Peter, Ph.D.
Ing. David Vybíral
Ing. Jan Kubíček, Ph.D.
Bc. Hoang Tran Minh
Ing. Pavel Sázel
Ing. Radka Jeziorská
Ing. Petr Klimeš
Bc. Luboš Sobota
Bc. Alžběta Blažková
doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc.

Cílem projektu je zvýšit kvalitu a efektivnost vědecké, technické a vzdělávací práce a rozvíjet nové, zejména interdisciplinární obory doktorského a magisterského studia s návazností spolupráce v těchto oborech se zahraničím.
Globálním cílem je úspěšně aplikovat znalosti a dovednosti řešitelů v oblasti Biomedicínského inženýrství do řešení reálných praktických problémů z klinické praxe a zvýšit a podpořit vědecko-výzkumné aktivity studentů doktorských a magisterských studijních programů ve spolupráci s akademickými pracovníky. Harmonogram řešení je následující: Analytická fáze proběhla v rámci přípravy žádosti projektu a všichni řešitelé mají jasnou představu, jaké problémy a s jakými kroky bude potřeba řešit. Fáze přípravy řešení zahrnuje období leden až březen – kdy bude zprovozněno měření v dílčích částech projektu a dokoupeny senzory a prostředky pro měření tak, aby byl připraven HW k měření a zprovozněny snímače pro snímání dat. Ve druhé fázi duben – srpen proběhnou testy a první měření na realizovaném HW. Data budou otestována na správnost a započne fáze předzpracování dat a odladění problémů v měřicích řetězcích a případně nespolehlivosti měření. Ve třetí fázi červenec až září, budou publikovány první dílčí výsledky měření a zpracování dat a současně budou řešeny problémy analýzy a vyhodnocení biosignálů a měřených dat, finalizace diplomových prací. Ve čtvrté fázi září – prosinec budou k dispozici finální výsledky. V této fázi se rovněž očekává odevzdání disertačních prací tří studentů PhD. studia a současně zahájení rigorózní zkoušky dalších dvou doktorandů.
Dílčí cíle projektu vyplývají z jeho částí a to:
1.SSVF II – (Systém sledování vitálních funkcí) Cílem je inovovat a rozvíjet realizaci funkčního prototypového bytu vzdálené domácí péče pro obyvatele, ve kterém budou zařízení pro monitorování životních funkcí.
2.LapaRONJA –Cílem úkolu je návrh a vývoj nového laparoskopického operačního nástroje.
3.BioProcessing 2 - Výstupem výzkumu v této oblasti by mělo být definování vzájemných korelací jednotlivých biologických signálů.
4.BioSens – předmětem výzkumu budou nové možnosti elektrochemických materiálů využitelných pro měření a stimulaci biologických objektů.
5.VibraPace – Cílem řešení je realizace prototypu řízeného kardiostimulátoru s informací o vibracích těla pacienta a tím efektivnější řízení jeho činnosti.
6.HEIDIsc – kde v pracovní skupině bude navržen a vyvíjen elektrochirurgický nástroj pro ultratenké laparoskopické aplikace s možností mechanického natočení elektrod.
7.FrezenHeart – výzkum této aktivity bude soustředěn na měření teploty srdce u otevřených kardiochirurgických operací.
8.PaceStress – předmětem činnosti v této aktivitě je měření vlivů elektromagnetického a ionizujícího záření na činnost kardiostimulátorů.
9.BloodIrradiation – Výstupem výzkumu bude analýza ozařovacích štítků používaných pro úpravu krevních derivátů.
10.BioCalc – Předmětem činnosti bude realizace nástrojů a to jak hardwarových tak softwarových pro rychlejší měření a zpracování CT a MRI snímků pomocí FPGA technologie.
11.CIRCADIAL III– V poloprovozu realizovaném systému monitorování pozice osoby v testovacím bytě, který bude v tomto projektu rozšířen o další zpřesňující snímače, budou provedeny testy a vyhodnocení měření, aby byly vyvinuty algoritmy pro automatickou detekci odchylek.
12.Posturomed II - Bude navržen, realizován a klinicky testován systém pro směrovou analýzu výchylek v korelaci s analýzou poruch funkčního subsystému kolene.

Výstupem v roce 2011 budou jednak užitné vzory 5ks, funkční vzorky předpoklad 5ks a samozřejmě kvalitní publikace v ISI WOK v cca. 20 ks.
Řešení projektu bude východiskem pro následnou účast v grantových soutěžích externích grantových agentur,zejména GAČR, TAČR, IGA, FRVŠ, AV, MZ, aj. Předpokládané grantové projekty, které naváží na tento projekt v průběhu jeho řešení, případně nejpozději rok po skončení projektu.