Informačná stránka organizácie SAV
Projekty
Ústav merania SAV, v. v. i.
Medzinárodné projekty
SP4LIFE - Inteligentná náplasť pre systémy na udržanie života
Smart Patch for Life Support Systems
| Doba trvania: |
10. 3. 2021 - 10. 3. 2024 |
| Evidenčné číslo: | NATO SPS G5825 |
| Program: |
NATO |
| Zodpovedný riešiteľ: |
doc. Ing. Tyšler Milan CSc. |
| Anotácia: | Nositeľné systémy v reálnom čase, ktoré zhromažďujú a inteligentne analyzujú informácie o dýchaní, srdcovom rytme, SpO2, krvnom tlaku a telesnej teplote, by mohli pomôcť zdravotníckemu personálu prijať najvhodnejšie protiopatrenie v prípade vysoko stresových situácií vo vojenských a civilných scenároch v prípade teroristických útokov, explózií výbušných systémov alebo pri záchranných operáciách. Systém upozorní, ak sa zmení zdravotný stav osoby, aby sa zabránilo prehliadnutiu jeho kritických zmien. Navrhujeme výskum a vývoj prototypov a metodiky zariadení podobných náplastiam, ktoré umožnia nepretržité vyhodnocovanie životne dôležitých parametrov personálu alebo obetí, a ktoré používajú umelú inteligenciu na vytvorenie softvéru schopného vykonať diagnostiku v reálnom čase a rýchly výber protiopatrení. |
| Web stránka projektu: | https://www.um.sav.sk/SP4LIFE |
PARQ - Predikcia náhlej srdcovej zástavy a systém resuscitácie: Zvýšenie kvality zdravotnej starostlivosti
Sudden cardiac arrest prediction and resuscitation network: Improving the quality of care
| Doba trvania: |
26. 10. 2020 - 25. 10. 2024 |
| Evidenčné číslo: | CA19137 |
| Program: |
COST |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Švehlíková Jana PhD. |
| Anotácia: | Náhla srdcová zástava (Sudden cardiac arrest - SCA) spôsobí ročne 2 milióny úmrtí len v Európe. Keďže SCA udrie nečakane a spôsobí smrť v priebehu pár minút, ak sa neposkytne pomoc, riešenie tohto problému vyžaduje rozpoznanie jedincov, ktorí sú v ohrození a návrh preventívnych stratégií, ktoré by poskytli včasnú a účinnú pomoc. Pretože sa väčšina SCA stane mimo nemocnice, obete SCA sú odkázané na prvú pomoc od občanov, hasičov a záchranárov. V Európe existujú veľké regionálne rozdiely v pomere tých, čo SCA prežili (1-30%). To znamená, že regionálne rozdiely v predikcii pre jednotlivcov, prevencii a poskytovaní starostlivosti majú významný vplyv na ich šancu na prežitie. Aby sa zlepšil pomer tých, čo prežijú v rámci celej Európy, je nevyhnutné skúmať: 1) zdedené, získané a environmentálne rizikové faktory SCA v rámci jednotlivých oblastí Európy; 2) regionálne rozdiely v preventívnych opatreniach a stratégiách prvej pomoci a ich efektívnosť. Projekt PARQ uľahčí tento výskum vytvorením pan-Európskej siete excelentnosti pre SCA a metódy resuscitácie. Táto sieť zahŕňa výskumníkov z rôznych odborov vrátane kardiológie, molekulárnej biológie, resuscitácie, pohotovostnej/záchranárskej medicíny, všeobecnej medicíny a zdravotnej ekonomiky. Hlavným zámerom projektu je podpora vytvorenia štandardov na zber klinických dát a biologických vzoriek a zjednotenie analýzy dát. To bude viesť k vývoju modelov predikcie rizika SCA založených na zdedených, získaných a environmentálnych faktoroch. Projekt PARQ sa sústredí na európske rozdiely v poskytovaní prvej pomoci a vytvorí smernice. Výskumníci projektu PARQ uskutočnia prelomový pokrok v znížení výskytu SCA a zvýšení šance prežitia pri súčasnom zmenšení zostávajúcich regionálnych rozdielov v pomere prežitia SCA v Európe. |
| Web stránka projektu: | https://www.cost.eu/actions/CA19137 |
ReHaB - Smerovanie k spoľahlivej a uživateľsky prijateľnej symbióze BCI a VR: zameranie na kolaboratívnu neurorehabilitáciu po cievnej mozgovej príhode
Towards an ecologically valid symbiosis of BCI and head-mounted VR displays: focus on collaborative post-stroke neurorehabilitation
| Doba trvania: |
1. 1. 2022 - 31. 12. 2024 |
| Evidenčné číslo: | ERA-net CHIST ERA IV |
| Program: |
ERANET |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Mgr. Rosipal Roman DrSc. |
| Anotácia: | Rastúci počet dôkazov naznačuje, že integrované technológie rozhrania mozog-počítač (BCI) a prostredia virtuálnej reality (VR) poskytujú flexibilnú platformu pre sériu neurorehabilitačných terapií, vrátane významnej motorického zotavenia po mozgovej príhode a kognitívno-behaviorálnej terapie. Keď sa subjekt ponorí do takéhoto prostredia, jeho percepčná úroveň sociálnej interakcie je často narušená v dôsledku suboptimálnej kvality rozhrania, ktorému chýba sociálny aspekt ľudských interakcií.
Projekt navrhuje užívateľsky prívetivý inteligentný BCI systém s nízkou spotrebou energie s vhodným prostredím VR, v ktorom pacient aj terapeut spolupracujú prostredníctvom svojich reprezentácií avatarov špecifických pre osobu. Na jednej strane pacient dobrovoľne a vlastným tempom riadi svoju aktivitu v prostredí a interaguje s terapeutom prostredníctvom procesu mentálnych predstáv riadeného BCI. Tento proces je vypočítaný a vykreslený v reálnom čase na energeticky efektívnom nositeľnom zariadení. Na druhej strane neobmedzené motorické a komunikačné schopnosti terapeuta umožňujú plne ovládať prostredie. Prostredie VR teda môže flexibilne upravovať terapeut, čo umožňuje vytvárať a vyberať rôzne scenáre pracovnej terapie podľa potrieb pacienta na zotavenie, duševných stavov a okamžitých reakcií.
|
ClinECGI - Vyhodnotenie neinvazívneho elektrokardiografického zobrazovania pre lokalizáciu predčasnej komorovej kontrakcie z klinických dát
Performance Evaluation of Noninvasive Electrocardiographic lmaging for the Localization of Premature Ventricular Contraction from Clinical Data
| Doba trvania: |
1. 2. 2021 - 1. 2. 2024 |
| Evidenčné číslo: | JRP SAV-TUBITAK 536057 |
| Program: |
JRP |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Švehlíková Jana PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na pokročilé neinvazívne metódy na lokalizáciu ohniska nežiaducej komorovej aktivity známej ako extrasystoly. Liečba takýchto arytmií zahŕňa invazívny postup s využitím endokardiálneho mapovania, počas ktorého sa takéto ohniská eliminujú aplikáciou rádiofrekvenčnej energie. Metódy navrhované v projekte majú za cieľ skrátiť tento časovo náročný invazívny výkon navedením lekárov do oblastí srdca, v ktorých arytmia vznikla. |
Národné projekty
Aluminosilikátové sklo/sklokeramika spevnené iónovou výmenou s ďalšími funkciami
Ion exchange strengthened aluminosilicate glass/glass-ceramics with additional functionalities
| Doba trvania: |
1. 1. 2021 - 31. 12. 2024 |
| Evidenčné číslo: | VEGA 2/0028/21 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Majerová Melinda PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na zlepšenie mechanických vlastností sklokeramiky technológiou iónovej výmeny známou najmä v súvislosti s spevňovaním bežných oxidových skiel (napr. Gorilla glass používané v mobilných telefónoch). Mechanické namáhanie na povrchu iónomeničom spevnenej keramiky dopovanej vhodnými prísadami umožní modifikáciu ďalších vlastností, ako sú optické, v dôsledku zmien v zložení sklenej matrice (chemické prostredie opticky aktívnych prísad) alebo deformáciu koordinačných mnohostenov opticky aktívne ióny. Použitie iónov striebra pri výmene iónov umožní vytvárať sklenené / sklokeramické povrchy s vysokou odolnosťou a antibakteriálnymi vlastnosťami. |
MRCartilage - Automatický softvérový nástroj na výhodnocovanie kvantitatívnych MRI štúdií artikulárných chrupaviek v čase
Automatic data evaluation tool from the longitudinal quantitative MRI studies of articular cartilage
| Doba trvania: |
1. 7. 2022 - 30. 6. 2026 |
| Evidenčné číslo: | APVV-21-0299 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Dr. Szomolányi Pavol (PhD.) |
| Anotácia: | Cieľom projektu je navrhnúť komplexný nástroj na automatické vyhodnocovanie dát ľudskej kĺbovej chrupavky z kvantitatívnej MRI. Dáta, ktoré budú získané z databázy „Osteoarthritis Initiative“ a namerané na Ústave Merania SAV a Lekárskej Univerzite vo Viedni, budú nasegmentované pomocou automatického segmentačného nástroja na báze konvolučných neurónových sietí. Anotované dáta budú následne registrované na kvantitatívne MRI dáta, ktoré budú dostupné z databázy (T2 a T1rho mapovanie, gagCEST, sodíková MR) pomocou automatických poprípade semi-automatických nástrojov vyvinutých v rámci tohoto projektu. Získané dáta budú vyhodnotené vo viacerých časových bodoch podľa MR meraní, ktoré budú dostupné. Okrem kvantitatívnych MR dát to budú volumetrické dáta, hrúbka chrupavky a textúrová analýza kvantatívnych máp. Vyhodnotenie pacientov sa bude robiť podľa skupín rizikových faktorov (rozrhnutie priečneho väzu, roztrhnutie menisku a menisektómia). Predpokladaný počet pacientov je cca 4000 rozdelených do jednotlivých skupín v pomere 40/30/30. Výstupom projektu bude kompilovaná verzia automatického nástroja na vyhodnocovanie chrupaviek, ktorá bude dostupná vo verejnom zdroji (napr. webovej stránke Ústavu merania). |
CT modelovanie a morfologická analýza postkraniálneho regiónu vyhynutých i súčasných jašterov a ich príbuznosť založená na nových morfologických dátach
CT modeling and morphological analysis of the postcranial region of extinct and current lizards and their relatedness based on new morphological data
| Doba trvania: |
1. 1. 2021 - 31. 12. 2023 |
| Evidenčné číslo: | VEGA 1/0191/21 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Hain Miroslav PhD. |
| Anotácia: | Kranio-cervikálne a pletencové regióny spolu s končatinami sú nielen skutočne dôležité, ale všetky ich časti
tvoria dobre opísateľné modulárne jednotky, ktoré môžu poskytnúť modelový systém pre posúdenie interakcie
ich jednotlivých funkcií, ich vývinu a fylogenetickej histórie na morfológii dospelých jedincov. Ich pochopenie s
pomocou nového prístupu, ktorý integruje podrobnú morfologickú analýzu s modernými počítačovými metódami
(biomechanické simulácie, 3D morfometrie a jódom zvýraznené CT zobrazovanie mäkkých tkanív, fylogenetické
analýzy) je preto kľúčové. Vzhľadom k odlišným životným štýlom a extrémnemu rozsah veľkostí a morfológie
tela, skvamáty poskytujú ideálnu modelovú skupinu pre detailné integrované štúdie kranio-cervikálnej oblasti,
viac menej úplná strata alebo redukcia končatín a pletencov umožňujú skúmanie vzťahu medzi anatómiou,
funkčnou morfológiou, fylogenetickou pozíciou, životným štýlom a vývojom. Štúdium bude zamerané na dnešné,
ale i fosílne jaštery (napr. z lokality Messel v Nemecku). |
TInVR - Dôveryhodná interakcia človek–robot a terapeut–pacient vo virtuálnej realite
Trustworthy human–robot and therapist–patient interaction in virtual reality
| Doba trvania: |
1. 7. 2022 - 30. 6. 2026 |
| Evidenčné číslo: | APVV-21-0105 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Mgr. Rosipal Roman DrSc. |
| Anotácia: | Cieľom projektu je študovať špecifické formy sociálnej interakcie s využitím modernej technológie – virtuálnej
reality (VR), čo je motivované jej známymi benefitmi. Projekt má dve hlavné časti, interakcia človek–robot (HRI) a
interakcia terapeut–pacient (TPI). Interakcie sú umožnené prostredníctvom displejov (VR) umiestnených na hlave a
pomocou ovládačov v rukách umožňujúcich človeku konať vo VR. Navrhujeme dve výskumné cesty, ktoré majú v
príslušných kontextoch ambíciu posunúť súčasný stav poznania. V HRI navrhneme scenáre, ktoré umožnia
humanoidnému robotovi učiť sa, chápať a napodobňovať motorické pohyby človeka pomocou flexibilnej spätnej
väzby. Ďalej vytvoríme scenáre na testovanie a overovanie ľudskej dôvery v správanie robotov na základe
multimodálnych signálov. Budeme tiež skúmať fyzickú interakciu s humanoidným robotom NICO. V TPI s pacientmi
po cievnej mozgovej príhode vyvinieme sériu pracovných terapeutických postupov založených na VR na
neurorehabilitáciu s motorickým a kognitívnym poškodením pomocou aktívneho a pasívneho rozhrania mozog–
počítač a tieto postupy overíme. Očakávame, že pozorovania z experimentov HRI sa využijú v TPI. Navrhovaný
projekt je vysoko multidisciplinárny, kombinuje poznatky a výskumné metódy z psychológie, sociálnej kognície,
robotiky, strojového učenia a neurovedy. Očakávame, že s človekom v slučke identifikujeme charakteristiky a
mechanizmy vedúce k procesom dôveryhodnej interakcie, ako predpokladu úspešnosti, či pri riešení kolaboratívnej
úlohy alebo pri terapii vo VR. |
ECMeNaM - Efektívne výpočtové metódy pre charakterizáciu materiálov v nano mierke
Efficient computation methods for nanoscale material characterization
| Doba trvania: |
1. 7. 2022 - 30. 6. 2025 |
| Evidenčné číslo: | SK-CZ-RD-21-0109 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Doc. RNDr. Witkovský Viktor CSc. |
| Anotácia: | Cieľom projektu je navrhnúť a implementovať efektívne výpočtové metódy na vyhodnotenie výsledkov merania
mechanických vlastností materiálov v nano mierke pomocou inštrumentovaných indentačných metód (IIT) a
mikroskopie atomárnych síl (AFM). Obe tieto metódy sú schopné poskytnúť vysoko lokalizované informácie o
mechanických vlastnostiach materiálu, ako je Youngov modul pružnosti (obe metódy), tvrdosť (IIT metóda) alebo
adhézia medzi meraným hrotom a povrchom (AFM metóda). Princípom je analýza záznamu polohy meracieho
hrotu a silovej interakcie medzi hrotom a povrchom vzorky. Stanovenie výsledných hodnôt na základe dát
zaznamenaných prístrojom sa u oboch týchto metód opiera o netriviálne matematicko-štatistické metódy a
výpočtové procedúry pracujúce s dátami zaťaženými relatívne veľkou neistotou či náhodným šumom, kde je
navyše potrebné aj kvantifikovať neistotu dosiahnutého výsledku merania. Obe tieto metódy pracujú s dátami
podobného charakteru, ale každá má určité špecifiká. Výsledky získané pre IIT tak môžu slúžiť ako referenčné pre
AFM. Partnermi projektu sú Český metrologický inštitút (ČMI je národný metrologický ústav ČR so špičkovou
infraštruktúrou v danej oblasti), Ústav merania SAV (ÚM SAV) a Matematický ústav SAV (MÚ SAV), čo sú
akademické pracoviská s rozsiahlymi skúsenosťami v základnom výskume a aplikáciách matematickej štatistiky v
odbore meraní a metrologie. Toto spojenie partnerov prináša prirodzenú synergiu a spojenie potrebných
kompetencií pre túto oblasť výskumu. |
ITAGES - Identifikácia stresom vyvolaných zmien v expresii cieľových génov NRF2 v potkaních modeloch prehypertenzie: vplyv komorbidnej hypertriglyceridémie a liečby dimetylfumarátom
Identification of stress-induced alterations in expression of NRF2 target genes in rat models of prehypertension: the effect of comorbid hypertriglyceridemia and dimethyl fumarate treatment
| Doba trvania: |
1. 7. 2023 - 30. 6. 2027 |
| Evidenčné číslo: | APVV-22-0296 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Maňka Ján CSc. |
| Anotácia: | Jadrový transkripčný faktor NRF2 (z anglického nuclear factor erythroid 2-related factor 2) je kľúčovým
molekulárnym prepojením rôznych chronických neprenosných ochorení, ktorý reguluje expresiu približne 250
cieľových génov vrátane tých, ktoré sú zapojené do udržiavania redoxnej rovnováhy, vzniku metabolických porúch,
kardiovaskulárnych a pečeňových ochorení, ako aj odpovedí imunitného systému. Hranične zvýšený krvný tlak
(prehypertenzia) sa u ľudí vyskytuje veľmi často, pričom bolo zistené, že zvýšený krvný tlak pozitívne koreluje s
hladinami triglyceridov. Chronický stres je etiologickým faktorom vo vývoji viacerých chronických neprenosných
ochorení, vrátane zvýšeného krvného tlaku a hypertriglyceridémie (HTG). V experimentálnych štúdiách sú hraničné
hypertenzné potkany (BHR) a hypertriglyceridemické potkany (HTGR) vhodnými modelmi prehypertenzie bez a s
komorbidnou hypertriglyceridémiou. Tieto modely sú relevantné pre skúmanie účinkov chronického stresu, ako aj
pre skúmanie úlohy zmien v expresii cieľových génov NRF2 pri rozvoji hypertenzie spojenej s metabolickými
ochoreniami. Pre lepšie pochopenie úlohy NFR2, ako aj vplyvu chronického sociálneho s tresu na uvedené
chorobné stavy, ciele tohto projektu sú: 1) identifikovať rozdiely v expresii cieľových génoch NRF2 v dvoch
experimentálnych modeloch prehypertenzie – bez (BHR) a s (HTGR) komorbidnou HTG v kontrolných
podmienkach a počas chronického sociálneho stresu, 2) zistiť, či aktivátor NRF2, dimetylfumarát, môže
modifikovať stresom vyvolané patológie v podmienkach prehypertenzie, najmä v prítomnosti HTG, a 3) špecifikovať
súbor vhodných biomarkerov RNA z krvi na vyhodnotenie dráh regulovaných NRF2 počas prehypertenzie a HTG,
ako aj tých, ktoré sú zmenené počas pôsobenia chronického sociálneho stresu. |
Inteligentná hĺbková mozgová stimulácia ako inovatívna stratégia pre liečbu mozgových porúch
Smart deep brain stimulation as a treatment strategy in treatment-resistant depression
| Doba trvania: |
1. 1. 2022 - 31. 12. 2025 |
| Evidenčné číslo: | VEGA 2/0057/22 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Mgr. Rosipal Roman DrSc. |
| Anotácia: | Narušená spojitosť medzi rôznymi oblasťami mozgu vedie k patofyziológií činnosti mozgu a viacerým mozgovým poruchám. Existujú indikácie, že narušená spojitosť medzi prefrontálnou kôrou a ventrálnym palidom sa podieľajú na vzniku depresie. Inteligentná hĺbková mozgová simulácia založená na kombinácií detekcie neuronálnej aktivity v prefrontálnom kortexe v reálnom čase a následnej stimulácie ventrálnej tegmentálnej oblasti môže byť teda účinná pri liečbe depresie. Naším cieľom je preskúmať kortiko-tegmentálnu konektivitu a otestovať antidepresívnu účinnosť inteligentnej hĺbkovej stimulácie mozgu na zvieracom modeli. |
Kauzálna analýza nameraných signálov a časových radov
Causal analysis of measured signals and time series
| Doba trvania: |
1. 1. 2022 - 31. 12. 2025 |
| Evidenčné číslo: | VEGA 2/0023/22 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Krakovská Anna CSc. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na kauzálnu analýzu nameraných časových radov a signálov. Nadväzuje na predchádzajúce výsledky riešiteľov projektu, týkajúce sa zovšeobecnení Grangerovho testu a návrhov nových testov v
rekonštruovaných stavových priestoroch. Cieľom je rozvoj nových metód a algoritmov pre bivariátnu a mnohorozmernú kauzálnu analýzu. Skúmané časové rady a signály budeme chápať ako jednorozmerné prejavy zložitejších systémov alebo subsystémov. Detekciu kauzality medzi dvomi systémami rozšírime aj na multivariátne prípady – dynamické siete s uzlami charakterizovanými časovými radmi. Takéto komplexné siete sú v reálnom svete veľmi časté. Biomedicínske aplikácie patria k najznámejším. Mozgová aktivita, určená viackanálovými elektroencefalografickými signálmi, je dôležitým príkladom. Ukážeme, že výskum kauzality sa v súčasnosti dostáva do štádia, ktoré umožňuje dosiahnuť ambiciózne ciele pri štúdiu efektívnej konektivity (t.j. smerovaných interakcií, nie štrukturálnych alebo funkčných prepojení) v mozgu. |
METIM - Návrh metodiky a jej overenie pre meranie vybraných parametrov Ti implantátov vo výrobnom procese
Design of a Methodology and its Verification for the Measurement of Selected Parameters of Ti Implants in the Manufacturing Process
| Doba trvania: |
1. 7. 2023 - 30. 6. 2027 |
| Evidenčné číslo: | APVV-22-0328 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Hain Miroslav PhD. |
| Anotácia: | Navrhovaný projekt je zameraný na problematiku rozvoja a aplikácie meracích a nedeštruktívnych testovacích
metód vo fáze vývoja a výroby titánových dentálnych implantátov. Dentálne implantáty sú zdravotnícke pomôcky,
ktoré musia spĺňať technické požiadavky dané Nariadením Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) 2017/745 z
5.apríla 2017. V zmysle tohto nariadenia výrobca okrem iných povinností musí zabezpečiť, aby tieto pomôcky boli
bezpečné a účinné a neohrozovali klinický stav alebo bezpečnosť pacientov a zodpovedajú vysokej úrovni ochrany
zdravia a bezpečnosti s prihliadnutím na všeobecne uznávané najnovšie poznatky vedy a techniky. V tomto
projekte sa budeme zaoberať na splnenie požiadaviek týkajúcich sa konštrukčného návrhu a výroby (kapitola II) a
to najmä na: - vzájomnej zlučiteľnosti jednotlivých častí pomôcky, vplyvu procesov na vlastnosti materiálov,
mechanickými vlastnosťami použitých materiálov ako pevnosť, ťažnosť, odolnosťou voči opotrebovaniu a únave,
vlastnosťami povrchov a potvrdeniu, že pomôcka spĺňa všetky vymedzené fyzikálne špecifikácie ako i identifikácie
znečisťujúcich látok vo výrobe. Pre zabezpečenie týchto požiadaviek chceme aplikovať meracie procedúry a
využitím najmodernejších meracích metód v oblasti 3D merania ako je röntgenová mikrotomografia (mikroCT),
elektrónová skenovacia mikroskopia (SEM), optické meranie drsnosti povrchových vrstiev. Keďže uvedené
meracie metódy sú finančne a časovo náročné a neumožňujú ich úplnú aplikáciu vo výrobnom procese, súčasťou
riešenia bude aj návrh efektívnych metód štatistickej kontroly kvality výroby, ktorú budeme aplikovať u slovenského
výrobcu dentálnych titánových implantátov Martikan, s.r.o.
Ciele navrhovaného projektu korelujú so Stratégiou výskumu a inovácií pre inteligentnú špecializáciu Slovenskej
republiky 2021 až 2027 (SK RIS3 2021+), pričom zasahujú do dvoc h zadefinovaných domén a to: Inovatívny
priemysel pre 21 storočie a Zdravá spoločnosť. |
FERINO - Pokročilá diagnostika neurodegenerat ívnych ochorení pomocou techník magnetickej rezonancie a umelej inteligencie
Advanced diagnostics of neurodegenerative disorders using magnetic resonance techniques and artificial intelligence
| Doba trvania: |
1. 7. 2023 - 30. 6. 2027 |
| Evidenčné číslo: | APVV-22-0122 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Gogola Daniel PhD. |
| Anotácia: | Neurodegeneratívne ochorenia (NO) sa stávajú vážnym problémom vo vyspelých krajinách. Keďže v súčasnosti
nemáme k dispozícii žiadne účinné terapie, včasná diagnostika je rozhodujúca pre zabezpečenie dobrej kvality
života pacientov s NO. NO sú charakterizované akumuláciou železa a mineralizáci ou magnetitu v mozgovom
tkanive, s feritínom ako prekurzorom. Fyziologický feritín je vďaka svojej nízkej relaxivite na hranici viditeľnosti
pomocou techník zobrazovania magnetickou rezonanciou (MRI). Naopak, „patologický“ feritín spôsobuje výrazné
skrátenie relaxačných časov MRI. Vznikajú tak hypointenzívne artefakty, ktoré teoreticky umožňujú rozlíšiteľnosť
oboch proteínov. Keďže akumulácia železa predchádza klinickým symptómom ochorenia, MRI má potenciál stať sa
neinvazívnou diagnostickou metódou pre skoré štádiá NO. V súčasnosti je to však limitované nedostatočnou
charakteristikou relaxačných vlastností biogénneho železa a neistotou pri interpretácii klinických údajov. Naším
základným cieľom (aplikačným výstupom) je preto vypracovanie komplexnej metodiky (softvérový nástroj FERINO)
pre jednoznačnú diagnostiku včasných štádií NO. Na dosiahnutie nášho cieľa použijeme kombináciu niekoľkých
diagnostických techník a nástroje umelej inteligencie. Diagnostické techniky zahŕňajú in-vitro, in-silico a in-vivo
charakteristiky relaxácie feritínu, štrukturálnu MRI, magnetickú rezonančnú spektroskopiu (MRS), neurologické
testy a biomarkery klinickej biochémie. Základným kameňom metodiky bude softvérový nástroj FerroQuant, ktorý
navrhol hlavný riešiteľ v rámci APVV 2012. Umožňuje analýzu a kvantifikáciu klinických MRI dát súvisiacich so
železom, ale chýbajú mu nové poznatky v MRI železa (falošne pozitívne artefakty, minerálne fázy feritínu).
FerroQuant taktiež nevyužíva umelú inteligenciu a nekombinuje rôzne diagnostické dáta, ktoré však budú
neoddeliteľnou súčasťou nástroja FERINO. |
MATHMER - Pokročilé matematické a štatistické metódy pre meranie a metrológiu
Advanced mathematical and statistical methods for measurement and metrology
| Doba trvania: |
1. 7. 2022 - 31. 12. 2025 |
| Evidenčné číslo: | APVV-21-0216 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Doc. RNDr. Witkovský Viktor CSc. |
| Anotácia: | Matematické modely a štatistické metódy na analýzu nameraných údajov, vrátane správneho určenia neistoty merania, sú kľúčové pre vyjadrenie spoľahlivosti meraní, ktorá je predpokladom pokroku vo vede, priemysle, zdravotníctve, životnom prostredí a spoločnosti všeobecne. Cieľom projektu je nadviazať na tradičné metrologické prístupy a vyvinúť nové alternatívne matematické a štatistické metódy na modelovanie a analýzu nameraných údajov pre technické a biomedicínske aplikácie. Originalita projektu spočíva v aplikácii moderných matematických metód na modelovanie a detekciu závislosti a kauzality a štatistických modelov, metód a algoritmov na určenie neistoty merania pomocou pokročilých pravdepodobnostných a výpočtových metód založených na využití charakteristických funkcií (Charakteristic Function Approach - CFA). Na rozdiel od tradičných približných a simulačných metód navrhované metódy umožňujú prácu so zložitými a zároveň exaktnými pravdepodobnostnými modelmi merania a analytickými metódami. Špecifický dôraz sa bude klásť na stochastické metódy kombinovania informácií z rôznych nezávislých zdrojov, modelovanie závislosti a kauzality v dynamických procesoch, exaktné metódy určovania pravdepodobnostného rozdelenia hodnôt, ktoré je možné na základe kombinácie výsledkov merania a expertnej znalosti rozumne priradiť k meranej veličine, a na rozvoj metód komparatívnej kalibrácie, vrátane pravdepodobnostného vyjadrenia výsledkov merania kalibrovaným prístrojom. Dôležitou súčasťou projektu je vývoj pokročilých numerických metód a efektívnych algoritmov zameraných na výpočet zložitých rozdelení pravdepodobnosti kombinovaním a invertovaním charakteristických funkcií. Tieto metódy sú široko použiteľné v rôznych oblastiach merania a metrológie. V tomto projekte budú aplikované na kalibráciu senzorov a meradiel teploty a tlaku. |
Rozdelenia pravdepodobnosti a ich aplikácie v modelovaní a testovaní
Probability distributions and their applications in modelling and testing
| Doba trvania: |
1. 1. 2021 - 31. 12. 2023 |
| Evidenčné číslo: | VEGA 2/0096/21 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Doc. RNDr. Witkovský Viktor CSc. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na výskum zložitých problémov týkajúcich sa rozdelení pravdepodobnosti a ich využitia pri matematickom modelovaní a pri testoch štatistických hypotéz, kde je potrebné poznať rozdelenia testovacích štatistík. Bude skúmaná nová široká trieda rozdelení, ktorá v sebe zahŕňa ako špeciálne prípady mnohé bežne používané rozdelenia. Navrhnuté budú nové prístupy k viacrozmerným štatistickým problémom (lineárny model s chybami v premenných, neparametrické porovnanie viacerých súborov, neparametrické testy nezávislosti, detekcia kauzality). Nový matematicko-štatistický aparát bude aplikovaný na modelovanie v metrológii, lingvistike, demografii a poistnej matematike. |
SQUID magnetometria nano-a mikročastíc, nanokoloidov a nanoštruktúr v nových aplikáciach v oblasti biomedicíny a materiálového výskumu spojených s rozvojom nových meracích metód a postupov
SQUID magnetometry of nano- and microparticles, nanocolloids and nanostructures in new applications in the field of biomedicine and materials research associated with the development of new measurement methods and procedures
| Doba trvania: |
1. 1. 2021 - 31. 12. 2024 |
| Evidenčné číslo: | VEGA 2/0141/21 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Maňka Ján CSc. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na rozvoj magnetických meracích metód a metodík pre oblasť biomedicíny a materiálového
výskumu. Jeho cieľom je prispieť k lepšiemu pochopeniu: vplyvu stresu na metabolizmus železa na systémovej a
bunkovej úrovni; magnetických vlastností kovových proteínov, ako sú transferín, hemoglobín a feritín; termických a fotoluminescenčných vlastností hlinitanových skiel dopovaných prvkami vzácnych zemín a prechodnými
prvkami; magnetických vlastností vysoko-entropických zliatin a koloidov nanočastíc vysoko-entropických zliatin v
iónových kvapalinách - aktérov s vysokým aplikačným dopadom na rozvoj nových meracích metód, prístrojovej
techniky a generácie ekologických priemyselných aplikácií. Študované objekty dávajú projektu interdisciplinárny
charakter. |
Úloha signalizácie sprostredkovanej jadrovým faktorom NRF2 v regulácii metabolizmu železa počas stresu
Role of nuclear factor NRF2-mediated signalling in iron metabolism regulation during stress
| Doba trvania: |
1. 1. 2021 - 31. 12. 2024 |
| Evidenčné číslo: | VEGA 2/0157/21 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Škrátek Martin PhD. |
| Anotácia: | Stres je považovaný za etiologický faktor v rozvoji viacerých chronických neinfekčných ochorení. Stres tiež môže ovplyvňovať metabolizmus železa, pričom viaceré gény súvisiace s metabolizmom železa sú regulované
jadrovým faktorom NRF2 (z anglického nuclear factor erythroid 2-related factor 2). Napriek vzrastajúcemu
množstvu informácií o NRF2, je o jeho úlohe v regulácii metabolizmu železa počas stresu relatívne málo
údajov. Cieľom tohto projektu je zistiť úlohu signalizácie sprostredkovanej NRF2 v metabolizme železa v
podmienkach akútneho a chronického stresu u potkanov s genetickou predispozíciou k hypertenzii. Zameriame
sa tiež na možnosti farmakologickej aktivácie signalizácie sprostredkovanej NRF2 a zistenie odlišnej úlohy
induktívnej a endotelovej izoformy syntázy oxidu
dusnatého v regulácii metabolizmu železa počas stresu.
Získame tak nové poznatky o regulácii metabolizmu železa sprostredkovanej NO a NRF2 a o príspevku zmien v
metabolizme železa k rozvoju kardiovaskulárnych a metabolických ochorení. |
Výskum biomedicínskych účinkov nízkofrekvenčných a pulzných elektromagnetických polí
Investigation of biomedical effects of low frequency and pulsed electromagnetic fields
| Doba trvania: |
1. 1. 2022 - 31. 12. 2024 |
| Evidenčné číslo: | VEGA 2/0124/22 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Teplan Michal PhD. |
| Anotácia: | Napriek pretrvávajúcemu záujmu o nepriaznivé aj prospešné biologické účinky elektromagnetických polí (EMF), stále chýba jednoznačné vysvetlenie vplyvu EMF na živé štruktúry. Vplyv nízkofrekvenčného magnetického poľa (LF MF), meraný pomocou experimentálnej platformy s monitorovaním rastovej krivky buniek na základe impedančnej spektroskopie, bude testovať možnú inhibíciu alebo stimuláciu v závislosti od parametrov frekvencie a magnetického toku. Účinky pulzného elektrického poľa (PEF) sa budú monitorovať pomocou biologickej autoluminiscencie (BAL). Ultra rýchle záznamy prúdu počas aplikácie PEF budú analyzované pomocou mier zložitosti. Na kvantifikáciu priamych účinkov PEF na mikrotubuly (MT) a na sledovanie pohybu molekúl kinesínu budú vyvinuté pokročilé metódy spracovania obrazu. Dôležitosť tejto oblasti výskumu spočíva v skúmaní fyzikálnych metód s možnými prínosmi pre diagnostiku a terapiu. |
Výskum vlastností magnetických nanočastíc pre účely zobrazovania v biomedicínskej diagnostike na báze metód magnetickej rezonancie
Research of properties of magnetic nanoparticles for imaging purposes in biomedical diagnostics based on magnetic resonance methods
| Doba trvania: |
1. 1. 2023 - 31. 12. 2025 |
| Evidenčné číslo: | VEGA 2/0004/23 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Dr. Ing. Přibil Jiří (PhD.) |
| Anotácia: | Projekt sa orientuje na experimentálny a teoretický základný výskum v oblasti metód na princípe nukleárnej
magnetickej rezonancie (NMR). V rámci projektu budú riešené nasledujúce problematiky: 1. Výskum vlastností
magnetických nanočastíc v externých magnetických poliach s cieľom vytvorenia teoretického modelu a jeho
následné experimentálne overenie. 2. Analýza vplyvov skenovania v NMR tomografe na kardiovaskulárny
systém vyšetrovanej osoby s cieľom nájdenia vhodných metód ich detekcie a kvantifikácie, návrh opatrení pre
ich minimalizáciu. 3. Vývoj techník mapovania metabolických procesov - rýchlosti tvorby energie v ľudskom srdci
a svaloch s cieľom diagnostiky spomalenia tvorby energie v srdci pri ochorení srdca. 4. Automatizované
spracovanie MR obrazov ľudského kolena s cieľom získania kvantitatívnych charakteristík a morfologických
veličín jednotlivých tkanív. 5. Kalibrácia gradientových polí s cieľom zabezpečiť neskreslenú morfológiu v
nameraných MR obrazoch. Mapovanie nehomogenít magn. poľa NMR metódami. |
Využitie mnohozvodového merania EKG a modelovania elektrického poľa srdca pri neinvazívnej diagnostike a terapii komorových arytmií a zlyhávajúceho srdca
Use of multi-lead ECG measurement and modeling of the electric field of the heart in non-invasive diagnostics and therapy of ventricular arrhythmias and heart failure
| Doba trvania: |
1. 1. 2022 - 31. 12. 2024 |
| Evidenčné číslo: | VEGA 2/0109/22 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Švehlíková Jana PhD. |
| Anotácia: | Navrhovaný projekt nadväzuje na predchádzajúci, v
ktorom sme riešili spracovanie signálov a inverznú úlohu pre prvé klinické dáta z pacientov s arytmiami. V nasledujúcom období by sme chceli rozšíriť počet spracovaných meraní s cieľom štandardizovať najvhodnejšie postupy spracovania nameraných signálov. Okrem diagnózy predčasnej komorovej kontrakcie plánujeme spracovávať aj mnohozvodové EKG signály (povrchové potenciálové mapy) pacientov so zlyhávajúcim srdcom a ich vyhodnotením prispieť k metodike vyhodnotenia resychronizačnej terapie. Okrem riešenia inverznej úlohy pre obidve spomenuté diagnózy sa zameriame aj na priame vyhodnotenie parametrov meraných potenciálových máp. V rámci riešenia projektu budú vytvorené personalizované modely srdca pacientov a budú v nich simulované patologické procesy pre lepšie porozumenie sledovaných dejov pri aktivácii srdcových komôr. Simulované signály budú porovnané s klinickými meraniami. V rámci medzinárodnej spolupráce porovnáme naše výsledky s inými inverznými metódami. |
Celkový počet projektov: 21
