Projekty

Biomedicínské inženýrské systémy VIII

SP2012/114

Penhaker Marek prof. Ing., Ph.D.

doc. RNDr. Jindřich Černohorský, CSc.

01. 01. 2012 - 31. 12. 2012

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 2010 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 v roce 2011 bylo publikováno 47 publikací, z toho osm v impaktovaných žurnálech, 30 na konferencích uvedených v ISI WOK a SCOPUS, 9 v časopisech na bílé listině MSMT. Výsledky řešení byly následně transformovány do Ochrany duševního vlastnictví v roce 2011 v počtu 37 ks, kde jsou tři registrované patenty, 16 registrovaných funkčních vzorků, 11 podaných užitných vzorů, 7 registrovaných softwarů a jedna ověřená technologie. 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 2011. V roce 2011 předcházející projekt dosáhl na 1870 RIV bodů při dotaci 177 tis. Kč., tedy poměr cena/výkon projektu je vypočtena na 95 Kč/RIV bod. V roce 2010 byly na projektu Biomedicínské inženýrské systémy vytvořeny současným týmem řešitelů následující výsledky aktuálně uznané RIV body 1716. Poměr cena výkon aktuálně podávaného projektu při je 1302 Kč/ RIV bod všech řešitelů. Počet RIV bodů řešitelského kolektivu je 1649 RIV bodů. 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.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. 5.FrezenHeart – výzkum této aktivity bude soustředěn na měření teploty srdce u otevřených kardiochirurgických operací a budou zde spolupracovat skupiny BioImpedance. 6.BioBra – Předmětem řešení skupiny je diagnostika a identifikace příčin vzniku karcinomu prsu a prevence onemocnění prsních žláz u žen. 7.BioImpedance – řešením skupiny je HW návrh a realizace systému kvantitativního prahu bolesti u nonverbálních jedinců a stanovení jejich fyziologických vlastností nepřímými metodami 8.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. 9.MedTest – náplní pracovní skupiny bude návrh a zlepšení systému testování a verifikace lékařské přístrojové techniky využívané v klinické praxi.

Ing. Martin Milata
prof. Ing. Martin Černý, Ph.D.
doc. Ing. David Horák, Ph.D.
Ing. Milada Hlaváčková, Ph.D.
Ing. Vladimír Kašík, Ph.D.
prof. Ing. Martin Augustynek, Ph.D.
doc. Ing. Michal Prauzek, Ph.D.
prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D.
Ing. Martin Stankuš, Ph.D.
Ing. Jan Kijonka, Ph.D.
Ing. Tomáš Peterek, Ph.D.
Ing. Monika Jasenská
Ing. Jakub Pindor
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. Miroslav Henžel
Bc. Jakub Krawiec
Ing. Jan Kubíček, Ph.D.
Ing. Lukáš Knybel, Ph.D.
Ing. Iveta Bryjová
Bc. Hoang Tran Minh
Ing. Pavel Sázel
Ing. Michaela Bůšová
Bc. Jakub Maršálek
Bc. Marek Kaczmarczyk
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. 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. 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. Výstupem bude článek uvedený v ISI WOK a ODV věnované výzkumu v oblasti elektroniky pro mobilní aplikace měření biosignálů. ´
2. BioAnalysis - Výstupem výzkumu v této oblasti by mělo být definování vzájemných korelací jednotlivých biologických signálů a definice vhodnosti použití těchto informací například pro výpočet kondice cévního a srdečního systému.
3. BioSensation – předmětem výzkumu budou nové možnosti elektrochemických materiálů využitelných pro měření a stimulaci biologických objektů.
4. HEIDIsc – kde v pracovní skupině bude navržen a vyvíjen elektrochirurgický nástroj pro ultratenké laparoskopické aplikace s možností mechanického natočení elektrod.
5. FrezenHeart – výzkum této aktivity bude soustředěn na měření teploty srdce u otevřených kardiochirurgických operací.
6. BioBra – výstupem a cílem řešení je metodika diagnostiky a prevence karcinomu prsu u žen.
7. BioImpedance – Výsledkem bude HW řešením měření úrovně bolesti osob na podněty. Výstupy budou články v ISI WOk a ODV.
8. GammaRays – výstupem bude metodika a publikace v ISI WOK a IF. Na měření přesnosti plánovací terapie, zpracování získaných dat a kalibrace procesu radioterapie.
9. MedTest – Výsledkem a cílem bude návrh a realizace systému testování a verifikace lékařské přístrojové techniky využívané v klinické praxi. Výstupy budou IF a ODV.
Výstupem v roce 2012 budou jednak užitné vzory 5ks, funkční vzorky předpoklad 5ks 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.