Projekty

Biomedicínské inženýrské systémy XI

SP2015/179

Penhaker Marek prof. Ing., Ph.D.

doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc.

01. 01. 2015 - 31. 12. 2015

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 podávaného projektu je, že byly v předchozích letech vždy řešeny aktuální vědecko-výzkumné problémy vycházející především z praxe. Dokladem toho je i řešením projektu, kde v minulém roce 2014 bylo publikováno přes 20 publikací, z toho pět v impaktovaných žurnálech, 17 na konferencích uvedených v ISI WOK a SCOPUS. Výsledky řešení byly následně transformovány do Ochrany duševního vlastnictví v roce 2014, kde jsou dva podané patenty v ČR, jeden patent podaný v USA, jeden registrovaný patent v ČR a několik funkčních vzorků, podaných užitných vzorů a softwarů. Souhrnně projekt překročil předpokládané výsledky projektu dle evidence vědy a výzkumu metodiky MŠMT. Na projektu se podílejí 100 % pouze pracovníci s nenulovým výkonem v RIV 2011. V roce 2014 vytvořil tým 285 RIV bodů. V průběhu řešení projektu budou řešeny tyto dílčí úkoly: 1.Advanced Assistive Living – Skupina věnující se jak hardwarovému tak softwarovému řešení měření a testů biotelemetrie na miniaturních mobilních zařízeních pro měření biologických signálů v testovacím bytě na Ostravské univerzitě. 2.VectoCariography II - Moderní metody zpracování, sdílení a vyhodnocení elektrofyziologických dat si kladou za cíl konstrukci vektorkardiografu s Frankovými svody a softwaru pro záznam dat. Transformace 12svodového elektrokardiogramu do vektorkardiografických svodů. Analýza jednotlivých typů arytmií ve vektorkardiografických svodech. Topografické mapování hrudníku pro pacienty s arytmiemi 3.PPTTM - Projekt Pulse Transmit Time measurement II - Dokončit fyzikální model šíření pulsní vlny v řečišti a ověřit na něm závislost PTT a TK. Návrh algoritmu po výpočet TK na základě výsledků fyzikálního modelu. Ověření algoritmu na reálných datech naměřených v nemocnici Třinec a FNO. 4.Rhiana - aplikace inerciálních senzorů v rehabilitaci. Bude řešena otázka možnosti detekce a klasifikace patologických stavů pohybového a stabilizačního systému pacienta. Dalším směrem je návrh a realizace podložky pro detekci polohy pacienta na kulové úseči během procesu rehabilitace. V neposlední řadě se bude pokračovat ve vývoji rehabilitačních programů a softwaru pro balanční cvičení. 5.BioSensation II – předmětem výzkumu budou nové možnosti elektrochemických materiálů využitelných pro měření a stimulaci biologických objektů a objektivizace vlivů měření. Součástí bude možnost přípravy materiálů pro dávkování in vivo pro distribuci léčiv a jejich cílené směřování do specifických tkání. 6.BioBra II – skupina se bude zabývat návrhem a realizací systému ambulantního objektivního vyšetření měkkých tkání s cílem lokalizovat a určit danou tkáň k dalšímu vyšetření ionizujícími metodami jako RTG CT aj. 7.BiBi II – skupina se bude zabývat návrhem a realizací nástroje pro ambulantní odběr vorků z jater při zvýšené bezpečnosti odberu z phledu následné krvácivosti tkání. 8.Thorr II – předmětem bude návrh zařízení pro měření a zpracován průběhu dýchání při vyšetření CT a následné radioterapii za účelem správné lokalizace a zaměření tumorózního ložiska.

prof. Ing. Martin Černý, Ph.D.
prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D.
Ing. Vladimír Kašík, Ph.D.
Ing. Tomáš Klinkovský
prof. Ing. Martin Augustynek, Ph.D.
MUDr. František Jurek
Ing. Iveta Bryjová
prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D.
Ing. Karel Vlach
Ing. Lukáš Peter, Ph.D.
Ing. Maroš Šmondrk
Ing. Jana Krohová
Ing. Michal Vožda
Ing. Jan Kubíček, Ph.D.
Bc. Jaroslav Adzima
Bc. Marek Vavrečka
Ing. Jan Grepl
Ing. Radek Hrabuška
Ing. Agáta Mročková
Ing. Michaela Bůšová
Ing. Barbora Svobodová
Ing. Tomáš Urbanczyk
Ing. Radka Geyerová
Tereza Nemcová
Bc. Jiří Šáňa
Bc. Jakub Mertl
Bc. Marek Sonnenschein
doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc.

Příprava a návrh řešení dílčích úkolů se opírá o dlouhodobou dílčí spolupráci založenou jak na osobních kontaktech tak institucionální spolupráci obou subjektů VŠB – TUO, FN Ostrava a Městské Nemocnice Ostrava v minulosti. Tato spolupráce je nyní zastřešena nejen formálně.
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. Současně budou magisterští studenti finalizovat realizační části diplomových prací. Ve čtvrté fázi září – prosinec budou k dispozici finální výsledky a hotové algoritmy a metodiky zpracování, optimalizace dat tak, aby byly podány užitné vzory, funkční vzorky, presentovány finální výsledky řešení a zpracovávaná závěrečná zpráva projektu. V této fázi se rovněž očekává odevzdání disertačních prací tří studentů PhD. studia a současně zahájení rigorózní zkoušky dalších jednoho doktoranda.
Dílčí cíle projektu vyplývají z jeho částí a to:
1.Advanced Assistive Living – Cílem je inovovat testovat a rozvíjet realizaci funkčního prototypového bytu vzdálené domácí péče pro obyvatele, ve kterém budou zařízení pro monitorování životních funkcí. Veškeré systému budou přesunuty ze stávajícího testovacího bytu na OSU.
2.VectoCariography II - Výstupem výzkumu v této oblasti by mělo být definování vzájemných korelací jednotlivých biologických signálů a definice vhodnosti použití těchto informací.
3.PPTTM - Projekt Pulse Transmit Time measurement - Ověření algoritmu na reálných datech naměřených v nemocnici Třinec Podlesí. Předpoklad kontrolovatelných výsledků : minimálně 2 články v časopisech s IF vyšším než 1,5 plus dvě publikace na konferenci.
4.Rhiana - Bude provedena měření a detekce polohy pacienta na kulové úseči během procesu rehabilitace. Bude realizován vývoji rehabilitačních programu a softwaru pro balanční cvičení.
5.BioSensation II – Výstupem bude výzkumu možnosti elektrochemických materiálů využitelných pro přípravu materiálů s dávkování in vivo a distribuci léčiv.
6.BioBra II – výstupem a cílem řešení bude testování a ověřování funkčnosti a diagnostiky zařízení a metodika diagnostiky a prevence karcinomu prsu u žen.
7.BiBi II– výstupem bude návrh a realizace systému ambulantního objektivního vyšetření měkkých tkání s cílem lokalizovat a určit danou tkáň k dalšímu vyšetření ionizujícími metodami jako RTG CT aj.
8.Thorr II – výstupem bude návrh a realizace zařízení pro měření a zpracován dýchání v průběhu CT a následné terapeutické dávky. Provedení testů a reálných měření.
Výstupem v roce 2015 budou jednak dva podané patenty, a publikace v IF v cca. 5 ks. Samozřejmostí je podání návazných přihlášek do grantové agentury jako GAČR, FRVŠ, AV, MZ, 7RP, aj.