Studentská grantová soutěž

Biomedicínské inženýrské systémy XX

SP2024/071

Penhaker Marek prof. Ing., Ph.D.

01. 01. 2024 - 31. 12. 2024

Projekt navazuje na vědecko-výzkumnou činnost realizovanou v předchozích letech v rámci interních grantů Biomedicínské inženýrské systémy. Řešitelská skupina dostatek zkušeností s realizací výzkumu a tvorbou kvalitních výstupů projektů tohoto typu. Řešiteli projektu byli vždy doktorandi a nadějní studenti magisterského studia, kteří v rámci těchto projektů realizovali své disertační, diplomové práce. V rámci projektu garantovaného školitelem doktorandů je prof. Ing. Marek Penhaker, 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 prezentaci 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 2023 bylo publikováno přes 5 publikací v impaktovaných žurnálech. Souhrnně projekt splnil předpokládané výsledky projektu dle evidence vědy a výzkumu metodiky MŠMT. Na projektu se podílejí 100 % pouze pracovníci s nenulovým výkonem v RIV 2022. V průběhu řešení projektu budou řešeny tyto dílčí úkoly: Cíle projektu: 1. Vývoj tlakového sensoru s určením velikosti a směru působící síly – realizovaný sensor bude založen na využití aditivních technologií hybridních materiálů s možností implementace sensoru v biomedicínských aplikacích. 2. Návrhy nových algoritmů zpracování biologických signálů a obrazů založených na umělé inteligenci – algoritmy budou sloužit k automatickému hodnocení biologických signálů velkého datového setu za účele podpory diagnostiky stavu pacienta. 3. Návrh a realizace měřicího systému pro záznam bioelektrických signálů – bude umožňovat měření bio signálů vícekanálovým způsobem v klinické praxi s vysokou věrohodností. 4. Výzkum a vývoj quazirealistického modelu vizualizace srdeční činnosti – elektromechanický model řízení srdeční aktivity multikanálovým řízením s možností napojení na řízení kardiostimulátorem.

prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D.
prof. Ing. Martin Augustynek, Ph.D.
prof. Ing. Martin Černý, Ph.D.
Ing. Vladimír Kašík, Ph.D.
Ing. Kamil Slaný
Ing. Tomáš Klinkovský
MUDr. František Jurek
Ing. Jan Kubíček, Ph.D.
Ing. Daniel Barvík, Ph.D.
Ing. Vít Bumba
Ing. Michal Procházka
Ing. Terezie Kauzlaričová
Ing. Dan Hrubý
Ing. Eva Hrubá
Bc. Pavla Nikelová
Bc. Tereza Hrnčířová
Ing. Michal Strýček
Ing. Tomáš Mimra
Bc. Tadeáš Bartošek
Bc. Michal Baron
Bc. Kryštof Capek
Bc. Pavla Drtilová
Bc. Dominik Gorný
Bc. Petra Hofferová
Bc. Tomáš Rýpar
Bc. Jakub Tůma
Bc. Petr Vláčil

Příprava a návrh řešení dílčích úkolů se opírá o dlouhodobou s praxí. 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 patenty, užitné vzory, funkční vzorky, presentovány finální výsledky řešení a zpracovávaná závěrečná zpráva projektu.

1. Vývoj tlakového sensoru s určením velikosti a směru působící síly - Bude realizován prototyp sensoru s potřebnou elektronikou. Budou realizované prototypové zkoušky. Výstupem bude 1x patent, 1x UZV, 1x FV, 2x publikace.
2. Návrhy nových algoritmů zpracování biologických signálů a obrazů založených na umělé inteligenci – výstupem budeou 2x registrvaný SW a 3x IF publikace
3. Návrh a realizace měřicího systému pro záznam bioelektrických signálů – výstupem bude 3x IF publikovaný na principy měření a popisná získaná data.
4. Výzkum a vývoj quazirealistického modelu vizualizace srdeční činnosti – Výstupem bude model srdce s možností nastavení vybraných parametrů pro měření. Výstupy planovéné jsou: 1x UZV, 1x FV, 1x SW, 1x IF publikace.