Práca nášho laboratória je orientovaná na výskum meracích metód a prístrojov pre biológiu a medicínu. S využitím počítačových simulácií študujeme nové metódy mnohokanálových meraní založené na modeloch meraných objektov a analyzujeme možnosti ich využitia na neinvazívne určenie stavu a charakteristík vybraných biologických objektov. Na základe navrhnutých metód merania a spracovania biosignálov sme vyvinuli niekoľko špeciálnych meracích systémov.
V súčasnosti je náš výskum zameraný na mnohokanálové meranie elektrického poľa srdca na povrchu hrudníka a záznam elektrickej aktivity tráviaceho traktu.
Pri štúdiu elektrickej aktivity srdca je cieľom neinvazívne určenie elektrických parametrov a fyziologického stavu srdca a diagnostické a terapeutické využitie získanej informácie. K tomu používame modely aktivácie srdca, srdcového elektrického generátora a realistického hrudníka ako nehomogénneho objemového vodiča. Testujeme možnosti použitia rôznych modelov na priamu simuláciu EKG a na inverznú identifikáciu určitých fenoménov, ako napr. arytmogénneho tkaniva alebo ischemickej lézie v srdci. Naša práca zahŕňa tiež vyhodnotenie citlivosti modelov a metód na chyby v reálnych meraných údajoch.
Na základe navrhnutých modelov a metód sme vyvinuli mnohokanálové meracie prístroje na diagnostiku, analýzu a monitorovanie činnosti srdca počas terapie.
Novšie sme začali výskum elektrickej aktivity žalúdka a tráviaceho traktu. V súčasnosti sa sústreďujeme na technické aspekty záznamu elektrogastrogramu (EGG) a získanie užitočnej informácie z nameraného signálu.
V spolupráci s Ústavom normálnej a patologickej fyziológie SAV sme navrhli model na priamu simuláciu elektrického poľa srdca. Model zahrnuje analytickú definíciu tvaru komôr s vodivým systémom vedenia vzruchu a realistickú geometriu nehomogénneho torza. Propagácia vzruchu v myokarde sa riadi Huygensovým princípom, potenciály v hrudníku sú počítané metódou konečných rozhraní a s využitím ekvivalentného generátora vo forme homogénnej dipólovej dvojvrstvy alebo mnohonásobného dipólu.
Pre účely povrchového mapovania EKG potenciálov sme porovnali presnosť a citlivosť na nepresné umiestnenie elektród u viacerých zvodových systémoch používaných v klinike. Štúdia bola vykonaná na modeli aj na súbore reálnych meraní.
Navrhli sme inverznú metódu na lokalizáciu miesta preexcitácie pri WPW syndróme založenú na modeli v tvare mnohonásobného dipólu alebo tzv. skákajúceho dipólu. Presnosť metódy bola vyhodnotená s použitím počítačových simulácií.
Navrhli a programovo sme implementovali metódu izochrónneho mapovania intervalu ARI (activation-recovery interval) na vyšetrovanie lokálnych zmien repolarizácie srdca. Možnosti metódy sa posudzujú aj s použitím počítačových modelov a simululovaných EKG potenciálov.
Vyvinuli sme mnohokanálový merací systém na povrchové mapovanie EKG potenciálov. Prístroj môže byť využitý na detailnejšiu diagnostiku vybraných chorôb srdca na základe potenciálových a integrálnych máp. Prenosná verzia prístroja ProCardio na báze notebooku a mapovacie programy sú určené na výskum aj klinické použitie a sú dostupné na komerčnej báze.
Grant 2/1135/21 (2001-2003) od grantovej agentúry VEGA Slovenskej republiky: ''Mnohozvodové merania a anlýza nízkoúrovňových bioelektrických signálov''.
Zmluvy na návrh a vývoj metód a prístrojov na meranie a mapovanie EKG, záznam EGG a ďalších biologických signálov.
Laboratórium úzko spolupracuje s výskumnými kolektívmi v oblasti medic9ny a biomedicínskeho inžinierstva na Slovensku a v zahraničí:
Výsledkom spolupráce sú spoločné publikácie, výmena software a nameraných experimentálnych údajov ako aj spoločné klinické testy.
Výskumní a inžinierski pracovníci laboratória sa angažujú v rámci graduálneho a postgraduálneho štúdia: majú prednášky a vedú cvičenia, diplomové a dizertačné práce z oblasti biomedicínckeho inžinierstva a bioniky na Strojníckej fakulte a Fakulte elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave a TU v Košiciach.
Na základe požiadaviek medicínskych, priemyselných alebo komerčných organizácií sa pracovníci laboratória zapájajú tiež do vývoja ďalších metód, meracej elektroniky a programového vybavenia na meranie a spracovanie biologických signálov.
CardioPC mapovací systém na mnohokanálové maranie a vyhodnotenie elektrického poľa srdca. Tento systém bol vyvinutý v laboratóriu a je využívaný na experimentálne klinické štúdie.
Pracovná stanica HP Apollo sa používa na modelovanie a simulačné štúdie elektrického poľa srdca.
Personálne počítače v laboratóriu (7 systémov na báze procesorov Pentium) s rôznymi periférnymi zariadeniami, všetky pripojené na Internet.
Laboratórne prístroje (merače, osciloscopy, analyzátory, generátory, zdroje, ...) na meranie elektrických parametrov a servis elektronického vybavenia leboratória.
