Projektová činnosť oddelenia biomeraní

Medzinárodné projekty

SP4LIFE – Inteligentná náplasť pre systémy na udržanie života
Smart Patch for Life Support Systems
Program:	NATO
Doba trvania:	10.3.2021 – 10.3.2024
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

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
Program:	JRP
Doba trvania:	1.2.2021 – 1.2.2024
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.

PARQ – Predikcia náhlej srdcovej zástavy a systém resuscitácie: Zvýšenie kvality zdravotnej starostlivosti
Sudden cardiac arrest prediction and resuscitation network: Improving the quality of care
Program:	COST
Doba trvania:	26.10.2020 – 25.10.2024
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

Národné projekty

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
Program:	VEGA
Doba trvania:	1.1.2022 – 31.12.2024
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.

ReSynCard – Personalizovaná optimalizácia resynchronizačnej liečby srdcového zlyhávania na základe mnohozvodového merania EKG
Personalized Optimisation of Cardiac Resynchronization Therapy in Heart Failure Based on Multiple Lead ECG Measurement
Program:	APVV
Doba trvania:	1.7.2020 – 30.6.2023
Zodpovedný riešiteľ:	Doc. Ing. Tyšler Milan, CSc.
Anotácia:	Resynchronizačná liečba (Cardiac Resynchronization Therapy – CRT) je v súčasnosti najpokročilejšou terapeutickou metódou používanou na liečbu pacientov so srdcovým zlyhávaním. Základné kritériá na indikáciu pacientov k CRT sú založené na výsledkoch meraní štandardného 12-zvodového EKG a echokardiografie a zahŕňajú prítomnosť EKG obrazu blokády ľavého Tawarovho ramienka, predĺženie časového intervalu QRS a pokles ejekčnej frakcie ľavej komory pod 35%. Napriek tomu, že mnoho pacientov má z CRT veľký prínos, u 20 – 40% pacientov nemá liečba žiadaný účinok. Na druhej strane existuje značný počet pozitívnych responderov medzi pacientmi, ktorí nespĺňajú uvedené kritériá a preto je veľké úsilie zamerané na zvýšenie úspešnosti CRT a nájdenie lepších kritérií pre indikáciu liečby. Súčasný výskum ukazuje, že záznam povrchových EKG máp pomocou veľkého počtu elektród, riešenie inverznej úlohy elektrokardiografie a rekonštrukcia elektrickej aktivity srdca alebo kombinácia riešenia inverznej úlohy elektrokardiografie s počítačovou tomografiou na identifikáciu štrukturálneho poškodenia myokardu, majú potenciál spoľahlivejšie detegovať elektrickú dyssynchróniu a môžu pomôcť navrhnúť optimálne umiestnenie elektród a ich časovanie. Hlavným cieľom projektu je skúmanie metód personalizovanej optimalizácie CRT založenej na mnohozvodovom povrchovom meraní EKG a verifikácia týchto metód na simulovaných dátach a dátach z reálnych pacientov. Čiastkové ciele projektu zahŕňajú: • nájdenie takých parametrov z povrchových potenciálových máp, ktoré by boli vhodným indikátorom elektrickej dyssynchrónie komôr, • návrh inverznej metódy na neinvazívnu lokalizáciu miesta poslednej aktivácie v komorách a jej využitie na nájdenie vhodného umiestnenia elektródy v ľavej komore, • simulácia aktivácie zlyhávajúceho srdca smerujúca k pochopeniu prebiehajúcich procesov a ich obrazu v povrchových EKG signáloch, • vývoj špecializovaného mnohozvodového meracieho EKG systému na personalizovanú optimalizáciu CRT.

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
Program:	APVV
Doba trvania:	1.7.2022 – 30.6.2026
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).