• Testovanie kvality NMR obrazov za použitia fyzikálnych a elektromagnetických fantómov
• Neinvazívna lokalizácia ischemických ložísk pomocou EKG mapovania pri záťaži

Výsledok 1: Testovanie kvality NMR obrazov za použitia fyzikálnych a elektromagnetických fantómov

Projekty: VEGA 2/0142/08

Riešitelia: I. Frollo, P. Szomolányi, V. Juráš, P. Andris, J. Přibil, L. Vojtíšek, Z. Holúbeková, T. Dermek 

Bola vyvinutá unikátna metóda na báze magnetickej rezonancie (MR) s cieľom testovania kvality NMR obrazov priamo na nameraných dátach z hľadiska interpolácie, homogenity bázového a radiofrekvenčného magnetického poľa a linearity gradientov. Boli vyvinuté 3 typy fyzikálnych fantomov a rad elektromagnetických fantomov. Boli získané váhované obrazy v multirezovom režime pre každý fantom. Boli definované podmienky zobrazovania, zmena veľkosti zobrazovanej matice, nastavenie vyhladenia dát, zmena polôh zobrazovacích rovín, variácie zobrazovacích sekvencií. Boli navrhnuté a testované rôzne typy planárnych elektromagnetických fantomov: pravouhlé, meandrové, špirálové. Fantómy boli umiestnené v homogénnom prostredí. Bola zobrazovaná deformácia magnetických siločiar a ich zobrazenie za pomoci špeciálnej metódy spracovania fázových dát.

Navrhnutá metóda zlepšuje kvalitu NMR obrazov a je vhodná na testovanie zobrazovacích zariadení a metód s vysokou univerzálnosťou, stabilitou, opakovateľnosťou.

Overenie metodiky bolo vykonané na skupine vzoriek in-vitro. Metodika má perspektívne využitie na klinických pracoviskách zameraných na diagnostiku pečene a iných orgánov, vybavených MR systémami.

Zahraničný partner: Univ.-Prof. Dr. Siegfried Trattnig, MR Center, Highfield MR, Department of Radiology, Medical University of Vienna, Austria. Zmluvy o vedeckej spolupráci zo dňa 28.8.2006 a 24.8.2009.

Obrázok: Vľavo: NMR obrazy troch druhov fyzikálnych kruhových fantomov (priemer 1 až 3 mm) pri zobrazovaní v maticiach od 16x16 do 256x256 obrazových elementov, bázové magnetické pole 3 Tesla. Vpravo: NMR obraz magnetického poľa meandrového fantómu (50 x 50 mm), počet obrazových elementov 128 x 128, bázové magnetické pole 0.1 Tesla. 

Publikácie:

• FROLLO, Ivan - ANDRIS, Peter - PŘIBIL, Jiří - VOJTÍŠEK, Lubomír - HOLÚBEKOVÁ, Zuzana. Electromagnetic phantom design for measurement and imaging quality testing using NMR imaging methods. In IMEKO XIX World Congress : Fundamental and Applied Metrology. Editor P.S. Girao, P.M. Ramos. - IMEKO, 2009. ISBN 978-963-88410-0-1, p. 1105-1108.
• MAYERHOEFER, M.E. - SZOMOLÁNYI, Pavol - JIRÁK, D. - BERG, A. - MATERKA, A. - DIRISAMER, A. - TRATTNIG, S.: Effects of magnetic resonance image interpolation on the results of texture-based pattern classification. A phantom study. In Investigative Radiology. ISSN 0020-9996, 2009, vol. 44, no. 7, p. 405-411. (5.289 - IF2008).
• ANDRIS, Peter - FROLLO, Ivan. Simple and accurate unwrapping phase of MR data. In Measurement. ISSN 0263-2241, 2009, vol. 42, p. 737-741. (0.662- IF2008).
• JURÁŠ, Vladimír - BITTŠANSKÝ, M. - MAJDIŠOVÁ, Zuzana - SZOMOLÁNYI, Pavol - SULZBACHER, I. - GÄBLER, S. - STAMPFL, J. - SCHÜLLER, G. - TRATTNIG, S. In vitro determination of biomechanical properties of human articular cartilage in osteoarthritis using multi-parametric MRI. In Journal of Magnetic Resonance. ISSN 1090-7807, 2009, vol. 197, p. 40-47. (2.438 - IF2008).
• JURÁŠ, Vladimír - WELSCH, G.H. - MILLINGTON, S. - SZOMOLÁNYI, Pavol - MAMISCH, T.C. - PINKER, K. - TRATTNIG, S. Kinematic biomechanical assessment of human articular cartilage transplants in the knee using 3-T MRI: an in vivo reproducibility study. In European Radiology. ISSN 0938-7994, 2009, vol. 19, no. 5, p. 1246-1252. (3.651 - IF2008).
• FROLLO, Ivan - ANDRIS, Peter - PŘIBIL, Jiří - VOJTÍŠEK, Lubomír - HOLÚBEKOVÁ, Zuzana - DERMEK, Tomáš. Magnetic field measurement of planar coil using magnetic resonance imaging methods. In MEASUREMENT 2009 : 7th International Conference on Measurement. Editor Milan Tyšler, Ján Maňka, Viktor Witkovský. - Bratislava : Institute of Measurement Science SAS, 2009. ISBN 978-80-969672-1-6, p. 258-261.
• ANDRIS, Peter - WEIS, J. - FROLLO, Ivan. Magnetic field of spiral-shaped coil. In MEASUREMENT 2009 : 7th International Conference on Measurement. Editor Milan Tyšler, Ján Maňka, Viktor Witkovský. - Bratislava : Institute of Measurement Science SAS, 2009. ISBN 978-80-969672-1-6, p. 262-265.

Výsledok 2: Neinvazívna lokalizácia ischemických ložísk pomocou EKG mapovania pri záťaži

Projekty: VEGA 2/7092/27

Riešitelia: J. Švehlíková, M. Tyšler, M. Turzová, E. Hebláková

V rámci medzinárodnej spolupráce s IBIB PAN Varšava, Poľsko, sme získali spriemernené EKG signály z 10 pacientov, namerané v 64 zvodoch počas záťažových vyšetrení na kardiologickej klinike vo Varšave. Získané dáta boli použité na štúdiu kompenzácie zmien srdcového rytmu. Namerané dáta sme ďalej použili na experimentálne overenie navrhnutej metódy identifikácie jedného alebo dvoch ischemických ložísk v myokarde riešením inverznej úlohy z rozdielových integrálových máp a zhodnotenie možnosti použitia 4 možných intervalov integrácie srdcového cyklu pre uvedenú metódu. Z výsledkov vyplynulo, že najvhodnejším intervalom EKG je úsek QRST. U 8 pacientov charakter rozdielových máp spĺňal kritériá pre použitie navrhnutej metódy (možnosť lokálnej ischémie) a porovnanie získaných výsledkov s dokumentáciou z koronarografie a SPECT ukázalo, že u 5 pacientov (3 s dvojcievnym poškodením, 2 s jedným ložiskom) bola lokalizácia ložísk v súlade s ich dokumentáciou. U zvyšných 3 pacientov bol správne určený charakter poškodenia (1 ložisko), ale jeho poloha nesúhlasila dostatočne presne s polohou podľa dokumentácie, čo mohlo byť spôsobené použitím jediného obecného modelu hrudníka v inverznej úlohe.

Obrázok: Príklad lokalizácie dvoch a jednej ischemickej lézie. Porovnanie výsledkov z koronarografie, z navrhnutej metódy a zo SPECT (pred a po záťaži).

Publikácie:

• TYŠLER, Milan - ŠVEHLÍKOVÁ, Jana - ROSÍK, Vladimír - KARAS, Slavomír - HEBLÁKOVÁ, Eva - KNEPPO, Peter - MUŽÍK, J. - KANIA, M. - ZACZEK, R. - KOBYLECKA, M. Model-based method and instrumentation for noninvasive identification of local ischemic lesions in the heart. In IFMBE Proceedings, 2009, vol. 25, no. 4. , p. 1403-1406, ISSN 1680-0737.
• ŠVEHLÍKOVÁ, Jana - KANIA, M. - TURZOVÁ, Marie - HEBLÁKOVÁ, Eva - TYŠLER, Milan - MANIEWSKI, R. Identification of ischemic lesions based on difference integral maps, comparison of several ECG intervals. In Measurement Science Review : journal published by Institute of Measurement Science, Slovak Academy of Sciences, 2009, vol. 9, no. 5, p. 117-121. ISSN 1335-8871.
• ŠVEHLÍKOVÁ, Jana - KANIA, M. - TURZOVÁ, Marie - HEBLÁKOVÁ, Eva - TYŠLER, Milan - MANIEWSKI, R. Comparison of several ECG intervals used for identification of ischemic lesions based on difference integral maps. In MEASUREMENT 2009 : 7th International Conference on Measurement. Editor Milan Tyšler, Ján Maňka, Viktor Witkovský. - Bratislava: Institute of Measurement Science SAS, 2009, 125-128. ISBN 978-80-969672-1-6.
• TURZOVÁ, Marie - TYŠLER, Milan - HEBLÁKOVÁ, Eva - ŠVEHLÍKOVÁ, Jana - KANIA, M. Compensation of heart rate variation during noninvasive identification of repolarization changes. In MEASUREMENT 2009 : 7th International Conference on Measurement. Editor Milan Tyšler, Ján Maňka, Viktor Witkovský. - Bratislava : Institute of Measurement Science SAS, 2009, p. 157-160. ISBN 978-80-969672-1-6.
• ŠVEHLÍKOVÁ J. - KANIA M. - TURZOVÁ M. - HEBLÁKOVÁ E. - ZACZEK R. - KOBYLECKA M. - OPOLSKI G. - KRÓLICKI L. - TYŠLER M. - MANIEWSKI R.: Identification of local ischemic changes in the heart from BSPM during exercise using a two-dipole model. In: 36th International Congress on Electrocardiology, Final Program & Abstracts. Wroclaw, 2009, 29.