Projects

Biomedicínské inženýrské systémy IX

SP2013/35

Penhaker Marek prof. Ing., Ph.D.

doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc.

01. 01. 2013 - 31. 12. 2013

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 2012 bylo publikováno přes 25 publikací, z toho tři v impaktovaných žurnálech, 21 na konferencích uvedených v ISI WOK a SCOPUS, jeden v časopisech na bílé listině MSMT. Výsledky řešení byly následně transformovány do Ochrany duševního vlastnictví v roce 2012 v počtu 63 ks, kde jsou deset podaných patentů, 24 registrovaných funkčních vzorků, 10 podaných užitných vzorů, 5 registrovaných softwarů a 12 průmyslových vzorů, dvě ochranné známky. 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 2012 předcházející projekt dosáhl na 1230 RIV bodů při dotaci 880 tis. Kč., tedy poměr cena/výkon projektu je vypočtena na 360 Kč/RIV bod. V roce 2011 byly na projektu Biomedicínské inženýrské systémy vytvořeny současným týmem řešitelů následující výsledky aktuálně uznané RIV body 1770. (tady toto asi budeme míst stejné oba) V průběhu řešení projektu budou řešeny tyto dílčí úkoly: 1. Telemedicine – 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. Data měřená z testovacího bytu systémem Telemedicína budou rovněž vstupem pro skupinu BioAnalysis. 2. BioAnalysis - Moderní metody zpracování, sdílení a vyhodnocení elektrofyziologických dat si kladou za cíl výzkum a klasifikaci redukovaného měření EKG, EEG, EOG s významem pro kvalifikovanou analýzu dat.Část této pracovní skupiny bude zpracovávat dvourozměrné data z popáleninového centra pro revitalizace popálené tkáně. 3. BioSensation – předmětem výzkumu budou nové možnosti elektrochemických materiálů využitelných pro měření a stimulaci biologických objektů a objektivizace vlivů měření. 4. Colorectum – kde v pracovní skupině bude navržen a vyvíjen elektrochirurgický nástroj pro endoskopické chirurgické aplikace. 5. BioBra – Předmětem řešení skupiny je diagnostika a identifikace příčin vzniku karcinomu prsu a prevence onemocnění prsních žláz u žen. 6. GammaRays – skupina se bude zabývat systém plánování radioterapie pro robotnické zákroky pomocí CyberKnife, měření přesnosti plánovací terapie, zpracování získaných dat a kalibrace procesu radioterapie. Součástí je návrh optimalizace vlivů radioizotopové dávky na zdravou tkáň i pro klasickou radioizotopovou léčbu. 7. KneeKinetic - předmětem bude návrh měření a analýza objektivní pohyblivosti kloubů člověka 8. BreathDose – předmětem bude návrh zařízení pro měření a zpracován dýchání v průběhu CT a následné terapeutické dávky pro správné lokalizování a zaměření tumorózního ložiska. 9. Phototerapy - návrh a realizace systému fototerapie člověka 10. SkinScan – Náplň klíčové aktivity "SkinScar" bude zaměřena na monitorování viskoelastických vlastností kůže pomocí kutometrie a diagnostiku hloubky popálenin pomocí laserové dopplerometrie (LDPI). 11. BioImpedance – řešením skupiny je HW návrh a realizace systému kvantitativního prahu bolesti u nonverbálních jedinců a stanovení jejich fyziologických vlastností nepřímými metodami. 12. Vectocardio – Vektorkardiografie je diagnostická metoda, která umožňuje zaznamenat v prostoru velikost a směr elektrického pole generovaného srdcem. Na rozdíl od elektrokardiografie, kdy jsou jednotlivé záznamy získány průmětem výslednice elektrického pole do jednotlivých svodů, vektorkardiografie umožňuje popis celého vývoje srdečního pole v ortonormálním systému. Vektorkardiografie jako diagnostická metoda dosahuje lepších výsledků v určitých oblastech v porovnání s konvenčními přístupy.

prof. Ing. Martin Černý, Ph.D.
Ing. Milada Hlaváčková, Ph.D.
Ing. Vladimír Kašík, Ph.D.
prof. Ing. Martin Augustynek, Ph.D.
Ing. Jan Grepl, PhD.
Ing. Marek Gajovský
MUDr. František Jurek
Ing. Iveta Bryjová
prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D.
Ing. Karel Vlach
Ing. Jan Kijonka, Ph.D.
Ing. Tomáš Peterek, Ph.D.
Ing. Jakub Jirka
Ing. Zbyněk Labza
Ing. Lukáš Peter, Ph.D.
Ing. Zdeněk Duffek
Ing. Mgr. Barbora Hrvolová
Ing. Maroš Šmondrk
Ing. Jana Krohová
Ing. Michal Vožda
Ing. Jan Kubíček, Ph.D.
Bc. Hoang Tran Minh
Ing. Petr Gabriel
Bc. Eva Gavronová
Bc. Martina Ćmielová
Ing. Michaela Bůšová
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.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.Telemedicine – Cílem je inovovat a rozvíjet realizaci funkčního prototypového bytu vzdálené domácí péče pro obyvatele, ve kterém budou zařízení pro monitorování životních funkcí.
2.BioAnalysis - Výstupem výzkumu v této oblasti by mělo být definování vzájemných korelací jednotlivých biologických signálů a definice vhodnosti použití těchto informací.
3.BioSensation – předmětem výzkumu budou nové možnosti elektrochemických materiálů využitelných pro měření a stimulaci biologických objektů.
4.Colorectum – kde v pracovní skupině bude navržen a vyvíjen elektrochirurgický nástroj pro endoskopické aplikace.
5.BioBra – výstupem a cílem řešení je metodika diagnostiky a prevence karcinomu prsu u žen.
6.GammaRays – výstupem bude metodika a publikace v ISI WOK a IF. Na měření přesnosti plánovací terapie, zpracování získaných dat a kalibrace procesu radioterapie.
7.KneeKinetic - Výstupem bude návrh sytému proměření a analýza objektivní pohyblivosti kloubů člověka
8.BreathDose – výstupem bude návrh zařízení pro měření a zpracován dýchání v průběhu CT a následné terapeutické dávky..
9.Phototerapy - výstupem bude zařízení pro řízenou fototerapii člověka
10.SkinFire - Cílem je stanovení metodiky měření LDPI pro různé světelné podmínky, korekce na zakřivených plochách, zlepšení reprodukovatelnosti skenů.
11.BioImpedance – Projekt bioimpedance se zaměřuje na měření a analýzu frekvenční závislosti impedance jednotlivých tkání, tak i celého těla.
12.Vectocardio – Výstupem bude metodika hodnocení elektrokardiogramu a detekce a rozpoznání některých arytmií.
Výstupem v roce 2013 budou jednak dva podané patenty, užitné vzory 6ks, funkční vzorky předpoklad 7ks a samozřejmě kvalitní publikace v ISI WOK a IF v cca.20 ks. Samozřejmostí je podání návazných přihlášek do grantové agentury jako GAČR, FRVŠ, AV, MZ, 7RP, aj.