Přejít k obsahu

 Hlavní témata a jejich převážné zařazení:

  •  Modelování perfuze krve v parenchymu jater - KME

Hlavní partneři: Chirurgická klinika FN Plzeň -MUDr. Liška, Radiologická klinika FN Plzeň - MUDr. Mírka, Katedra informatiky - doc. Klečková

Zodpovědný pracovník: prof. Rohan

Pracovníci: Ing. Lukeš, Ph.D., Ing. Jonášová, Ing. Kratochvíl, Ing. Maule

Cíle: Vývoj hierarchického modelu prokrvení jater pomocí kombinace technik popis 3D a 1D proudění na rozvětvených strukturách (perfúzních stromech) a homogenizovaného popisu perfúze v parenchymu (tzv. 0D model). Model bude čerpat data z 3D geometrického modelu jater, který bude vytvořen na základě grafické segmentace CT snímků (vzniká povrchový mnohostěnový model a je umožněna lokalizace větších cév obou žilních stromů).

 

  • Modelování perfuze v mozku - KME

Hlavní partneři: Neurochirurgická klinika FN Plzeň - MUDr. Rohan

Zodpovědný pracovník: prof. Rohan

Pracovníci: Ing. Lukeš, Ph.D.

Cíle: Cílem je vytvoření počítačového modelu perfuze krve ev. s kontrastní látkou v mozkové tkáni tak, aby bylo možno upřesnit informace získané z CT či MRI vyšetření. Uvažován je jak stacionární stav i stav dynamický, kdy je perfuze modelována v časovém průběhu.

 

  • Mikrostrukturálně orientované modelování tkání

Hlavní partneři: KMA, NTC

Spolupráce se zahraničím: Université Paris-Est, Creteil

Zodpovědný pracovník: prof. Rohan

Pracovníci: Ing. Lukeš, Ph.D., Ing. Cimrman, Ph.D.

Cíle: Cílem projektu je vyvíjet víceškálové modely tkání, jejichž konstitutivní vztahy jsou odvozeny s využitím popisu tkáně na úrovni mikrostruktury. V popředí zájmu jsou především modely poroelasticity kompaktní kosti a modely perfúze v měkkých tkáních. V obou těchto případech se využívá metody homogenizace heterogenních deformovatelných struktur s popisem interakcí mezi pevnou a fází a biologickými tekutinami v mikrostruktuře.

 

  • Modelování průtoku krve cévami a bypasy - KME

Hlavní partneři:

Zodpovědný pracovník: doc. Vimmr

Pracovníci: Ing. Jonášová, Ing. Bublík

Cíle: Cílem tohoto týmu je řešit proudění v cévách . Jednou z aplikací je proudění krve v cévních bypasech a druhou pak proudění v cévách v játrech. Zde se jedná o vytvoření nutného předstupně pro řešení perfuze krve v parenchymu a určení příslušných segmentů pro konkrétního pacienta (viz téma Modelování perfuze krve v parenchymu jater - KME).

 

  • Modelování lidského těla pro průmyslové aplikace -NTC

Hlavní partneři: MECAS ESI s.r.o., FN Plzeň

Zodpovědný pracovník: Ing. Hynčík, Ph.D.

Pracovníci: Ing. Jansová, Ph.D., Ing. Čechová, Ph.D, Ing. Valdmanová

Cíle: Pracovníci vyvíjejí virtuální numerické biomechanické modely lidského těla, popř. jeho segmentů,pro průmyslové aplikace. Modely jsou založené jednak na bázi metodiky multi-body systémů, jejíž výhodou je krátká doba výpočtu, a jednak pomocí metody konečných prvků, jejíž pomocí je možno numericky modelovat chování a odezvu člověka v případě rázového zatížení, jakým je například dopravní nehoda, včetně predikce poranění.Modely jsou vyvíjeny na bázi komerčních výpočetních prostředí. S ohledem na rozmanitost lidské populace vyvíjí tým i metodiku škálování včetně vlastního algoritmu, s jejíž pomocí je na základě standardního vyvinutého modelu vytvářet jedince různých tělesných proporcí. Aktivity týmu směřují i do oblasti komfortu, kde je vyvíjen vlastní softwarovýnástroj pro analýzu svalové napjatosti během zatížení lidského těla.

 

  • Modelování hladkého svalstva v aplikacích na cévy a močové ústrojí -KME + NTC

Hlavní partneři: Katedra fyziologie LF UK Plzeň -doc. Štengl

Zodpovědný pracovník: prof. Rosenberg

Pracovníci: prof. Rohan, Ing. Svobodová, Ing. Čibera

Cíle: Cílem je navázat na práce provedené v minulosti v oblasti růstu a remodelace tkání, modelování hladkého svalu a proudění v dolní části močového ústrojí. Snahou je zdokonalit tyto počítačové modely tak, aby umožňovaly zahrnout vliv dějů, ke kterým dochází na buněčné úrovni. Speciálně se jedná o spontánní kontrakce detruzoru spojené se syndromem jeho hyperaktivity. Vyžaduje to realizovat modely různých typů buněk jako jsou svalové buňky či intersticiální Cajalovy buňky. Řešení některých modelů, např. proudění v uretře či ureterech pro svoji náročnost vyžaduje spolupráci s katedrou matematiky (doc. Brandner, Ing. Egermajer, Ph.D.)

 

  • Experimentální určování vlastností tkání -NTC

Hlavní partneři:

Zodpovědný pracovník: Ing. Kochová, doc. Holeček

Cíle:Toto téma je podpůrné pro řadu aktivit v biomechanice. Jde o měření fyzikálních či mechanicko-geometrických veličin na tkáních či orgánech. Tato měření zpřesňují znalosti, které máme o tkáních a orgánech, umožňují lépe pochopit některé souvislosti a identifikovat parametry biomechanických modelů. Jde zejména o měření reologických vlastností tkání či orgánů (moduly pružnosti, viskozní parametry, parametry poškození při mechanickém namáhání, elektrické a dielektrické vlastnosti), ale i o metody optické mikroskopie a další zobrazovací techniky (mikro CT). Významným doplňkem těchto aktivit jsou stereologická vyhodnocování tkáňových struktur.

 

  • Modelování kloubů a kostí - KME

Hlavní partneři: Ortopedická klinika FN Plzeň -prof. Koudela, doc. Pavelka, doc. Matějka

Zodpovědný pracovník: prof. Křen

Pracovníci: Ing. Jansová, Ph.D., Ing. Pokorný

Cíle: Vývoj algoritmů a počítačově orientovaných metod pro analýzu vlastností kostí, např. lidské dolní končetiny a totální kolenní náhrady. Vypracování metodiky matematického a počítačového modelování totální kolenní náhrady, modelování vlivu nepřesnosti uložení tibiální a femorální části náhrady kolenního kloubu. Vypracování nových počítačově orientovaných metod pro posouzení fyziologického chování čéšky v rámci totální náhrady kolenního kloubu. Počítačové modelování a virtuální simulace vlivu Q-úhlu a CTA (condylar twist angle) na pohyb čéšky v drážce femorální části a pohyb femorální části v tibiální části totální náhrady kolenního kloubu. Výpočet a virtuální simulace napěťové analýzy kontaktu čéšky s femorální části náhrady kolenního kloubu a kontaktu femorální a tibiální částí náhrady (interakce kontinuí různých fází). Vytvoření MKP modelů a programových modulů pro virtuální simulaci pohybu lidské dolní končetiny s totální kolenní náhradou nebo náhradou kyčelního kloubu. Modelování implantátů a fixátorů různých typů kostí a jejich zlomenin (např. krček kyčelního kloubu, pánev, pertrochanterické zlomeniny, zlomeniny distální části femuru, páteřní fixátory, patní kost atd.).

 

  • Časná diagnosa iktu -KIV

Hlavní partneři: Neurologická klinika FN Plzeň -MUDr. Rohan; Klinika zobrazovacích metod FN Plzeň -doc. Ferda

Zodpovědný pracovník: doc. Klečková

Pracovníci: Ing. Maule, Ing. Včelák, Ing. Kratochvíl

Cíle: Cílem je vytvořit mnohostranně využitelnou, otevřenou, on-line přístupnou webově založenou multimediální databázi komplexních lékařských informací zaměřenou do oblasti cévních onemocnění mozku, která bude umožňovat analytické zpracování heterogenních dat podle aktuálně definovaných potřeb lékařského týmu a na základě nejnovějších poznatků výzkumu v oblasti časné diagnostiky iktu.

 

  • Experimentální medicinský informační systém -KIV

Hlavní partneři: FN Plzeň -Ing. Tauchen; Medical s.r.o.

Zodpovědný pracovník: doc. Klečková

Pracovníci: Ing. Včelák, Ing. Kratochvíl

Cíle: Vývoj výukového a diagnostického nástroje založeného na znalostně-srovnávacím přístupu k informacím. Systém představuje informační základnu s rychlým vyhledáváním pro další vědeckou a výzkumnou činnost. Při řešení tohoto komplexního problému budou použity aktuální přístupy k návrhu a tvorbě složitých multimediálních databází, jejich reprezentace ve webovém prostředí, vzdálená správa a aktualizace obsahu databáze. Systém bude spolupracovat s nemocničním informačním systémem.

 

  • Rozpoznávání obrazu -KIV

Hlavní partneři: FN Plzeň -Ing. Tauchen; Medical s.r.o.

Zodpovědný pracovník: doc. Klečková

Pracovníci: Ing. Maule, Ing. Kratochvíl

Cíle: Použití počítačového vidění pro zpracovávání obrazu v medicíně. Tato oblast je charakterizována získáváním informací z obrazových dat vytvořených širokým spektrem různých vyštření (CT, MRi, PET, SPECT, ultrazvuk, EEG) za účelem stanovení medicínské diagnózy pacienta.

 

  • Zpracování digitálního obrazu v medicině -KKY

Hlavní partneři: FN Plzeň -MUDr. Mírka, Nemocnice na Homolce Praha -MUDr. Horák

Zodpovědný pracovník: Ing. Železný, Ph.D.

Pracovníci: Ing. Jiřík, Ing. Ryba, Ing. Pirner, Ing. Zimmermann

Cíle: Cílem skupiny je výzkum v specifické oblasti metod počítačového vidění pro medicínská obrazová data. Skupina navazuje na výzkum v oblasti počítačového vidění a umělé inteligence na katedře kybernetiky ZČU. Snahou je vyvinout metody a aplikovat je do programového vybavení pro lékaře s cílem usnadnit mu diagnostiku různých onemocnění. Jako zdrojová data jsou použity zobrazovací metody výpočetní tomografie, magnetické rezonance, ultrazvuk, pozitronová emisní tomografie, případně další. Tato data (dvoj i trojrozměrná) jsou zpracována metodami počítačového vidění, výsledek je zobrazen lékaři. Dalším cílem je příprava dat pro další modelování (např. povrchový model jater nebo 1D model cévního stromu v játrech využívané pro další modelování katedrou mechaniky). Typicky řešenými metodami jsou automatická nebo poloautomatická obrazová segmentace orgánů a např. spočítání jejich objemu nebo vytvoření 3D modelu, automatické nebo poloautomatické vyhledávání lézí apod.

 

  • Inteligentní řečové protézy - KKY + NTC

Hlavní partneři: FN Motol -Klinika otorinolaryngologie a chirurgie hlavy a krku UK 1. LF (prof. Betka), FN Plzeň -Psychiatrická klinika (MUDr. Podlipský), FN Plzeň - Otorhinolaryngologická klinika (doc. Slípka)

Zodpovědný pracovník: prof. Ing. Psutka, CSs.; Ing. Romportl, Ph.D.

Pracovníci: doc. Ing. Matoušek, Ph.D.; Ing. Daniel Tihelka, Ph.D.; Ing. Ircing, Ph.D.; PhDr. Žáčková; Ing. Stanislav

Cíle: Cílem je vytvoření inteligentní řečové protézy pro pacienty, u nichž v důsledku onemocnění či úrazu došlo k takovému poškození hlasivek, že ztratili vlastní hlas. Výzkum se opírá o metody umělé inteligence v oblasti řečových technologií a v současné době je zaměřen na pacienty po totální laryngektomii. Jeho součástí bude i modelování vhodného umístění vibračního zařízení u ústní dutiny pacienta, aby docházelo k dostatečné rezonanci jeho artikulačních orgánů, která je snímána a dále zpracovávána. Důležitým aspektem interdisciplinární spolupráce je i začlenění psychologického a psychiatrického výzkumu a zároveň etického a filosofického bádání v oblasti "technological human enhancement".

 

 

Patička