Rozdíly

Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.

--- research [2020/02/11 19:26]
tomaspoko
+++ research [2025/04/23 17:20] (aktuální)
tomaspoko
@@ Řádek 1: / Řádek 1: @@
 <panel type="primary">
-Výzkumný tým Bio-elektromagnetismu se zabývá především návrhem přístrojového vybavení a metod pro lékařskou terapii a diagnostiku založenou na bázi interakce elektromagnetického pole s biologickými systémy.
+====== Mikrovlnná hypertermie ======
-{{ :obrazky:bioem.jpg?direct&200|}}
+Mikrovlnná hypertermie významně zvyšuje účinnost radioterapie a chemoterapie při léčbě nádorových onemocnění. Tato metoda umožňuje snižovat dávky konvenční léčby a tím i omezit její vedlejší účinky.
+Věnujeme se vývoji klinického systému pro mikrovlnnou hypertermii zaměřeného na léčbu nádorů v oblasti pánve, mozku a hlavy a krku. Naše práce zahrnuje:
+  * numerické modelování elektromagnetických polí a distribuce teploty,
+  * vývoj algoritmů pro individuální plánování léčby,
+  * návrh aplikátorů, generátorů a dalších klíčových komponent systému.
+**[[htp_tool|Systém pro plánování hypertermické léčby]]** - v tomto projektu je našim cílem vyvinout univerzální systém hypertermického plánování léčby aplikovaného v klinické praxi.
+{{:obrazky:obr_radiofrekvencni_a_mikrovlnna_hypertermie.png?nolink&500|}}
-{{:wiki:eledialogo.jpeg?150|{{http://eledia.science.unitn.it/|Eledia Researches Center }}
 </panel>
 <panel type="primary">
-Mezi hlavní terapeutické aplikace, kterým se tento tým věnuje, patří tzv. radiofrekvenční a mikrovlnná hypertermie, která se úspěšně využívá k léčbě rakoviny. Nejčastěji se tato metoda kombinuje s radioterapií, kde i při radikálním snížení dávek radioterapie dochází ke zvýšení celkové účinnosti léčby. Snížení dávek radioterapie dále vede k omezení nežádoucích vedlejších účinků léčby. Tým se v rámci terapie dále věnuje magnetickým a elektrickým neuro-stimulacím.
+====== Mikrovlnné neinvazivní monitorování teploty při hypertermii nebo ablaci tkáně ======
-{{:obrazky:hypert.png?direct&200 |}}
+Přesné sledování teploty během mikrovlnné hypertermie je klíčové pro zajištění bezpečnosti a efektivity léčby. Invazivní měření poskytuje pouze bodové informace, zatímco neinvazivní metody, jako je magnetická rezonance, jsou finančně i technicky náročné.
-</panel>
+Vyvíjíme proto systém pro neinvazivní monitorování teploty jako součást komplexního hypertermického řešení. Výzkum zahrnuje:
+  * numerické simulace a experimentální měření,
+  * rekonstrukci rozložení teplotního nárůstu z S-parametrů a vypočítaných polí,
+  * vývoj modelů závislosti dielektrických vlastností na teplotě.
-<panel type="primary">
+Zaměřujeme se na aplikace u nádorů v oblasti pánve, hlavy, krku a mozku, přičemž zvláštní důraz klademe na hypertermii glioblastomů. Z toho důvodu se intenzivně věnujeme měření teplotní závislosti dielektrických parametrů mozkové tkáně, která je zásadní pro přesnost modelů i monitorovacích systémů.
-Mezi jednu z diagnostických aplikací, které se věnujeme patří např. neinvazivní monitorování teploty a glukózy v krvi.
+{{:obrazky:obr_mikrovlnne_neinvazivni_monitorovani_teploty_pri_hypertermii_nebo_ablaci_tkane.png?nolink&500|}}
-{{ :obrazky:glukoza.png?direct&200|}}
 </panel>
 <panel type="primary">
-Dále se zabýváme diagnostikou a klasifikací cévní mozkové příhody. Máme vytvořen experimentální mikrovlnný systém který dále vylepšujeme. Zabýváme se měřením dielektrických vlastností tkání a fantomů tkání. Vytváříme anatomicky a dielektricky realistické fantomy hlavy s možnostmi vkládání fantomů cévních mozkových příhod. Aktivity spojené s diagnostikou a klasifikací cévních mozkových příhod jsou řešeny v rámci světové sítě výzkumných center ELEDIA Network, v rámci které je náš tým označený ELEDIA@CTU.
-{{:obrazky:mwisystem2.png?direct&200 |}}
+====== Mikrovlnný systém pro detekci a klasifikaci cévních mozkových příhod ======
+V současnosti neexistuje spolehlivý systém pro přednemocniční detekci a rozlišení typu cévní mozkové příhody (ischemická vs. hemoragická). Rychlá diagnostika je přitom zásadní pro zahájení správné léčby a minimalizaci trvalých následků.
+Náš tým vyvíjí kompaktní, přenosný mikrovlnný systém ve formě helmy, který umožňuje:
+  * detekci a klasifikaci typu mozkové příhody v časné fázi,
+  * monitorování vývoje onemocnění pomocí diferenčního zobrazení změn v čase,
+  * určení pozice a velikosti postižené oblasti mozkové tkáně.
+Cílem je vytvořit zařízení vhodné pro použití v terénu, na urgentních příjmech i v sanitkách, které významně urychlí rozhodnutí o dalším postupu léčby.
+{{:obrazky:obr_mikrovlnny_system_pro_detekci_a_klasifikaci_cevnich_mozkovych_prihod.png?nolink&500|}}
 </panel>
 <panel type="primary">
+====== Měření dielektrických parametrů tkání a výroba fantomů ======
-Také se tým zabývá vývojem metodami a systémem povrchového mapování bioelektrické aktivity srdce. Pomocí této metody lze neinvazivně diagnostikovat procesy de-/repolarizace komor srdce. To je zvláště důležité pro pacienty s více patologiemi, jako je infarkt myokardu nebo ischemie s mimoděložním činnosti v komorách.
+Přesná znalost dielektrických parametrů tkání je zásadní pro všechny naše aplikace – od hypertermie po diagnostiku pomocí mikrovln.
+Vyvíjíme cenově dostupný měřicí systém, který kombinuje koaxiální sondu a vektorový analyzátor, s cílem umožnit rychlé vyhodnocování biologických vzorků například ihned po biopsii. Paralelně pracujeme na tvorbě tomografických map dielektrických vlastností pomocí metody MRI-EPT.
+Naše aktivity dále zahrnují:
+  * segmentaci tkání a anatomických struktur z CT a MRI dat,
+  * tvorbu vícetkáňových 3D modelů hlavy, pánve i celého těla,
+  * výrobu realistických fantomů biologických tkání s anatomickou i dielektrickou věrností.
+Tyto modely a fantomy hrají klíčovou roli v testování a kalibraci našich terapeutických i diagnostických systémů.
+{{:obrazky:obr_mereni_dielektrickych_parametru_tkani_a_vyroba_fantomu.png?nolink&500|}}
-{{ :obrazky:mapovani.png?direct&200|}}
 </panel>
+<panel type="primary">
+====== Využití radarových metod v medicíně ======
+Věnujeme se rozvoji radarových technologií pro využití v medicíně, a to zejména v oblastech, kde je klíčová neinvazivní a bezkontaktní detekce či zobrazování v reálném čase. Radarové metody představují perspektivní nástroj v několika klinických i domácích aplikacích:
+  *   Bezkontaktní monitorace vitálních funkcí – detekce dechové frekvence a srdečního tepu u pacientů bez nutnosti fyzického kontaktu, využití např. v intenzivní péči nebo domácím prostředí.
+  *   Navigační systémy pro zavádění katétrů – radarové zobrazování pomáhá při přesném navádění katétru v reálném čase bez nutnosti využití ionizujícího záření.
+  *   Monitorování ablace nádorů v reálném čase – neinvazivní sledování průběhu ablace ve 3D prostoru s možností přesné registrace a vyhodnocení objemu tkáně zasažené zákrokem přímo v těle pacienta.
+  *   Zobrazování pozice kovových projektilů (např. střelná zranění)–rychlá lokalizace fragmentů nebo projektilů v těle bez nutnosti CT či RTG.
+  *   Detekce pádů seniorů – vývoj radarového systému pro automatické rozpoznání pádu v domácím prostředí a automatizované přivolání pomoci.
+{{:obrazky:obr_vyuziti_radarovych_metod_v_medicine.png?nolink&500|}}
+</panel>
 <panel type="primary">
-=== Software ===
+====== Elektroporace ======
-  * COMSOL Multiphysics, COMSOL, Švédsko, FEM AC/DC, RF, Heat Transfer, LiveLink for MATLAB, licence pro výzkum.
+Zabýváme se výzkumem a vývojem technologií pro elektroporaci, tedy procesem dočasného zvýšení propustnosti buněčných membrán pomocí elektrického pole. Elektroporace má široké využití v klinické praxi, např. v genové terapii, léčbě nádorů či cílené aplikaci léčiv i v biotechnologiích.
-  * iSEG, Zürich MedTech, Švýcarsko, segmentační nástroj pro konverzi CT / MRI skenů na 3D numerický model, licence pro výzkum.
+Naše činnost zahrnuje:
-  * Virtual Family, IT’IS Foundation, Švýcarsko, anatomické modely lidí s vysokým rozlišením, licence pro výzkum.
+  * Studium účinku elektroporace na cílovou tkáň – optimalizace parametrů tak, aby byl zásah efektivní a zároveň šetrný.
+  * Analýzu vlivu elektroporace na okolní tkáň v lidském těle – zejména sledování nežádoucích účinků, jako je např. hemolýza během srdeční ablace.
+  * Numerické simulace fyzikálních jevů během elektroporace –modelování distribuce elektrického pole a teplotních změn během zákroků v klinické praxi.
+  * Vývoj hardwaru a elektrod – navrhujeme nové typy elektrod a řídicích jednotek pro klinické i laboratorní využití.
+  * Genovou transfekci – zkoumáme možnosti dopravy genetického materiálu do buněk pomocí elektroporace, zejména pro účely genové terapie.
-{{ :obrazky:comsol.gif?direct&200|}} {{ :obrazky:s4lanimation.gif?direct&200|}}
+{{:obrazky:obr_elektroporace.png?nolink&500|}}
 </panel>
 <panel type="primary">
-=== Hardware ===
-  * Experimentální sestavení 8-kanálového multi-statického multi-view mikrovlnného zobrazovacího systému pro biomedicínské aplikace pracující na frekvenci 1 GHz.
+====== Low-field magnetická rezonance ======
-  * Mikrovlnný aplikátor pro hypertermii s frekvencí 434 MHz pro léčbu laboratorních myší.
-  * Hyperthermia System 4010.
-{{:obrazky:mwi_system_medium.jpg?direct&200|}}  {{:obrazky:mwi_system.jpg?direct&400|}} {{:obrazky:mw_hyperthermia_applicator_for_lab_mouse.jpg?direct&200|}}  {{:obrazky:mw_hyperthermia_system_lund4010.jpg?direct&200|}}
+V rámci evropského projektu „Affordable low-field MRI reference system“ agentury EURAMET spolupracujeme s výzkumnými institucemi na vývoji nízkonákladových systémů magnetické rezonance s B₀ = 50 mT.
+Systém konstruovaný na fakultě, bude umožňovat zobrazení hlavy a končetin člověka. Magnetické pole bude generováno Halbachovým magnetem složeným z přibližně 2500 neodymových permanentních magnetů – díky tomu bude zařízení:
+  * výrazně menší a lehčí než současné klinické MRI skenery,
+  * zcela pasivní, a tedy s nízkými provozními náklady,
+  * bezpečnější pro pacienty s implantáty.
+Systémy typu LF MRI představují potenciálně dostupnou alternativu pro diagnostiku zejména v podmínkách s omezenými zdroji.
+{{:obrazky:obr_low-field_magneticka_rezonance.png?nolink&500|}}
 </panel>
 <panel type="primary">
+====== Hodnocení průtoků a 3D tisk srdcí ======
-=== Měřící zařízení ===
+Pro účely plánování intervenčních kardiologických výkonů provádíme segmentaci srdečních struktur z CT snímků a vytváříme detailní 3D modely srdce. V těchto modelech identifikujeme a navrhujeme až šest možných přístupových míst pro punkci mezisíňové přepážky, zejména v souvislosti s uzávěrem ouška levé síně (LAA) – zákrokem, který hraje klíčovou roli při snižování rizika mozkových příhod u pacientů s fibrilací síní.
+Současně se v rámci hodnocení tohoto rizika zabýváme numerickou analýzou průtokových poměrů v levé síni, s cílem prozkoumat vliv morfologie ouška levé síně na tvorbu trombů a tím i na pravděpodobnost vzniku embolických příhod.
+Modely srdcí jsou:
+  * vytištěny pomocí FDM technologie z měkkých plastů,
+  * využívány k plánování optimálního zákroku,
+  * a slouží také pro simulaci průtoku krve a hodnocení rizika tvorby trombu v okolí LAA
-  * Přepínací matice ZN-Z84 Rohde & Schwarz, Německo, polovodičová, do 8 GHz.
+{{:obrazky:obr_hodnoceni_prutoku_a_3d_tisk_srdci.png?nolink&500|}}
-  * Vektorový analyzátor FSH8.28 (spektrální analyzátor dodatečně vybavený sledovacím generátorem a mostem VSWR), Rohde & Schwarz, Německo, 100 kHz - 8 GHz.
-  * Termokamera FLIR E60, FLIR Systems Inc., Švédsko, rozlišení 320 x 240 pixelů, -20 až +650 ° C, rozlišovací schopnost 0,05 ° C.
-  * Isotropická anténa TSEMF-B1, Rohde & Schwarz, Německo, 30 - 3000 MHz.
-  * Dielectric Assessment Kit, SPEAG, Švýcarsko, sonda DAK-12, 3 až 3000 MHz.
-{{:obrazky:dak2.jpg?direct&200|}} {{:obrazky:network_analizer.jpg?direct&200|}} {{:obrazky:thermal_camera.jpg?direct&200|}} {{:obrazky:switch_matrix.jpg?direct&200|}}
 </panel>