Stručná charakteristika oddelenia Hlavná stránka
Výskum v odd. 04 je zameraný na riešenie problémov týkajúcich sa zobrazovania biologických a nebiologických objektov pomocou nukleárnej magnetickej rezonancie (NMR) pri magnetickom poli 0.1 Tesla a na báze CT (roentgenovská tomografia). Hlavná orientácia výskumu je na nové zobrazovacie metódy, špeciálne snímače, celotelové zobrazovanie a mikrozobrazovanie.
VÝSKUMNÉ ZAMERANIE, aktuálne projekty:
Názov projektu: Špecifické zobrazovacie metódy na báze magnetickej rezonancie, číslo projektu: 2/5043/26
Projekt Grantovej agentúry pre vedu:
Zodpovedný riešiteľ : Prof. Ing. Ivan Frollo, DrSc.
Začiatok riešenia projektu : 01/2005 Koniec riešenia : 12/2007
Pridelená suma v roku 2006 : 467 000.- Sk
Dosiahnuté výsledky:
Zobrazovacie metódy s orientáciou na porézne materiály pri nízkych magnetických poliach.
Bola vyvinutá nová zobrazovacia metóda na báze NMR, ktorá je schopná detekovať nepatrné zmeny susceptibility na tenkých biologických a fyzikálnych vzorkách. Pritom nie je podmienkou aby vzorky obsahovali vodu. Získali sa obrazy s rozlíšením na úrovni mikrometrov pri vrstvách v oblasti nanometrov.
Bola rozpracovaná teória, dosiahli sa významné výsledky v oblasti merania bázového magnetického poľa a vf. poľa na sekvencií Gradient Echo.
Boli vykonané prvé experimenty s cieľom definovania meracích sekvencií v súvislosti s relaxačnými časmi. Výskum v oblasti meraní stacionárnych magnetických polí a vysokofrekvenčných magnetických polí v rozsahu nízkych úrovní magnetických polí. Bola rozpracovaná teória, dosiahli sa významné výsledky v oblasti merania bázového magnetického poľa a vf. poľa na sekvencií Gradient Echo. Štúdium NMR zobrazovaní za použitia magnetických kvapalín ako kontrastného média, príprava a testovanie ferrokvapalín v štruktúre nanočastíc. Bol dosiahnutý významný pokrok tak pri príprave vlastných magnetických kvapalín ako aj pri ich aplikácii na vybrané NMR experimenty. Boli zobrazované tenké vrstvy (botanické i fyzikálne vzorky) a tiež pokračoval výskum v oblasti cielenia liečiv pomocou magnetických kvapalín s následným testovaním účinnosti pomocou zobrazovacích metód NMR. Boli testované pokusne zvieratá s magnetickou kvapalinou a vytvárane podmienky na testy aj pri hypergravitácii za použitia centrifúgy. Štúdium efektov magnetickej susceptibility pri zobrazovaní na báze magnetickej rezonancie na fyzikálnych i biologických vzorkách ukázali dobrú perspektívu orientácie tohto výskumu.
Názov projektu: Stavebnica digitálneho rádiologického systému novej generácie
Projekt z grantovej agentúry APVV: č. APVV-99-P06305
Názov v angličtine : A New Generation Digital Radiology Kit
Nositeľ úlohy: MAGIC TRADING CORPORATION, a. s. Liptovský Mikuláš
Zodpovedný riešiteľ : Prof. Ing. Mudroň Ján CSc.
Zodpovedný riešiteľ čiastkovej úlohy: Prof. Ing. Ivan Frollo, DrSc.
Začiatok riešenia projektu : 09/2005 Koniec riešenia : 08/2007
Pridelená suma na celý projekt z agentúry APVV: 7 601.000.- Sk.
Projekt je zameraný na návrh, konštrukciu a praktické overenie stavebnice digitálneho rádiologického systému novej generácie:
- s energetickou separáciou detegovaných fotónov,
- s rtg zdrojom s malým ohniskom (rádove 10 um),
- automaticky riadeným polohovaním umožňujúcim skenovanie a tomografiu.
Súčasťou riešenia je užívateľské softwarové vybavenie na zber a spracovanie dát, zobrazenie rtg snímok. Matematické rutiny umožňujú tomografickú rekonštrukciu, filtrácie dát a úpravu finálneho obrazu.
Detekčná jednotka na báze monolitických GaAs rtg snímačov s priamou konverziou (perióda 250 um resp. menej) pracuje v tzv. kvantovom režime. Elektronické vyčítanie má zabudovaný režim energetickej separáciu fotónov minimálne v 2 automaticky nastaviteľných úrovniach. Súčasťou stavebnice je rtg zdroj vybavený kolimátorom, filtrami a štrbinovou automaticky nastaviteľnou štrbinovou uzávierkou.
Stavebnica umožní realizovať zabudované aj prenosné modifikovateľné zákaznícke rádiologické systémy. Polohovaním umožňujúcim skenovanie a tomografiu. Súčasťou riešenia je užívateľské softwarové vybavenie na zber a spracovanie dát, zobrazenie rtg snímok. Matematické rutiny umožňujú tomografickú rekonštrukciu, filtrácie dát a úpravu finálneho obrazu. Detekčná á jednotka na báze monolitických GaAs rtg snímačov s priamou konverziou (perióda 250 um resp. menej) pracuje v tzv. kvantovom režime. Elektronické vyčítanie má zabudovaný režim energetickej separáciu fotónov minimálne v 2 automaticky nastaviteľných úrovniach. Súčasťou stavebnice je rtg zdroj vybavený kolimátorom, filtrami a štrbinovou automaticky nastaviteľnou štrbinovou uzávierkou. Stavebnica umožní realizovať zabudované aj prenosné modifikovateľné zákaznícke rádiologické systémy.
Názov projektu: Dobudovanie špičkového laboratória so zameraním na nukleárnu magnetickú rezonanciu http://nmr.chtf.stuba.sk/
Úloha výskumu a vývoja tematického štátneho programu výskumu a vývoja:
Komplexné riešenie podpory a efektívneho využívania infraštruktúry vedy a výskumu
Nositeľ úlohy: Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU v Bratislave, Oddelenie NMR a hmotnostnej spektrometrie, Radlinského 9, 812 37 Bratislava
Zodpovedný riešiteľ : Doc. Ing. Tibor Liptaj, CSc.
Zodpovedný riešiteľ čiastkovej úlohy: Prof. Ing. Ivan Frollo, DrSc.
Začiatok riešenia projektu : 12/2006, koniec riešenia : 12/2010
Cieľom projektu je vybudovanie „Centra pre NMR materiálové zobrazovanie“ v Ústave merania SAV ako súčasti Národného centra NMR -centra excelentnosti.
Medzi hlavné ciele tohto špecializovaného centra ako súčasti NC NMR počas riešenia úlohy i po jeho skončení bude:
- výchova odborníkov pre meracie systémy na princípoch NMR, odborných i vedeckých na báze doktorandského štúdia,
- pôsobenie ako inkubačné centrum pre podporu vzniku nových výrobkov a technológií,
- podpora riešenia vedecko-výskumných projektov (vlastné projekty, domáce i zahraničné projekty, odborný servis pre ostatné projekty),
- podpora činnosti iných centier výskumu a iných projektov (centrá excelencie,..).
Vedecké zameranie:
I. prírodné vedy (biologické materiály z hľadiska sledovania ich štruktúry, NMR servis v oblasti certifikácie špecifických výrobkov a služieb, podiel tuku a vody vo vybraných potravinách (obsah vody v margarínoch, v olejových semenách, tuk v mlieku, atď.), obsah vody (vlhkosť) vo vybraných farmaceutických výrobkoch, rozvoj metód testovania cielenia farmák do špecifického orgánu v živom organizme s cieľom účinnej terapie – použitie biologicky neinvazívnych magnetických kvapalín, rozvoj metód merania relaxačných časov biologických materiálov, metódy merania účinkov vybraných liečiv, aplikácie v botanike, testovanie zmeny štruktúry vplyvom životného prostredia).
II. technické vedy (zobrazovacie metódy s orientáciou na defektoskopiu nebiologických materiálov z hľadiska sledovania ich štruktúry a fyzikálnych vlastností, ferrokvapaliny v štruktúre nanočastíc, relaxometrické a difúzne merania a ich vzťah k vnútornej štruktúre vzoriek, materiálový výskum, testovanie vybraných materiálov s feromagnetickými prísadami, podiel vody v destilátoch ropy, podiel vody a olejov v pieskoch, voskoch a v bridliciach, merania nasiakavosti nebiologických vzoriek vodou, podiel gumy v polymérových zmesiach. Rozvoj metód meraní magnetických polí a veličín z nich odvodených, detekcia, zobrazovanie tenkých magnetických vrstiev pre oblasť bezpečnostnej a zabezpečovacej techniky, ochrana autorských práv, atď.)
Názov projektu: Výchova doktorandov a odborných pracovníkov pre výskum, vývoj, inovácie a aplikácie v oblasti merania a meracej techniky (MERTECH) http://www.measurement.sk/ESF/
Projekt podporovaný ESF: (Postgradual study of PhD and specialists education for research, development, innovations and applications in measurement and measuring technology)
Vedúci projektu: Prof. Ing. Ivan Frollo, DrSc.
Dátum začiatku/ukončenia riešenia: 1.8.2005 - 31.07.2008
Kód projektu: 13120200032
Pridelená suma na celý projekt z agentúry ESF 6 000.100 .- Sk
Projekt financovaný zo zdrojov EÚ prostredníctvom MŠ SR.
Ciele projektu: V rámci zvýšenia kvality vyššieho vzdelávania prostredníctvom podpory inštitúcií vyššieho vzdelávania ako loci výskumno-vývojových a inovačných sietí je cieľom projektu výchova doktorandov a odborných pracovníkov pre výskum, vývoj, inovácie a aplikácie v oblasti merania a meracej techniky. Zabezpečenie najvyššej kvality doktorandského a postdoktorandského štúdia pod vedením špičkových odborníkov v príslušných vedných odboroch. Organizovanie exkluzívnych odborných a vedeckých seminárov, exkurzií, spoločných prednáškových cyklov pre doktorandov zo zúčastnených pracovísk. Vytvorenie infraštruktúry na zabezpečenie najvyššej kvality doktorandského a odborného štúdia pre oblasti výskumu a vývoja vo vedných odboroch Meracia technika, Metrológia a Bionika a biomechanika.
Projekt je aktívny na báze nenávratného finančného príspevku v programe ESF (Európsky štrukturálny fond), Jednotný programový dokument NUTS II-BA Cieľ 3, Rozvoj celoživotného vzdelávania a podpora rozvoja výskumu a vývoja v kontexte zvyšovania kvality ľudských zdrojov.
Partnermi projektu sú: Strojnícka fakulta STU Bratislava a Fakulta elektrotechniky a informatiky STU Bratislava. Pre Ústav merania SAV to znamenalo prijatie 5 nových doktorandov s plnou úhradou ich štipendií a ďalších nákladov.
Názov projektu: Automatizovaný elektronický systém pre experimenty stresových záťaží pri hypergravitácii – upgrade, etapa II. (Automated Electronic System for Experiments with Stress Loadings by Hypergravitation – upgrade, phase II.) http://www.space.savba.sk/Centrifuga.htm
Riešiteľská organizácia projektu: Ústav experimentálnej endokrinológie
Spoluriešiteľské inštitúcie: Ústav merania a ÚBGŽ SAV
Vedúci etapy projektu: Prof. Ing. Ivan Frollo, DrSc.
Dátum začiatku/ukončenia riešenia: 1.1.2002 - 31.12.2006
Zariadenie slúži na realizáciu série experimentov na malých zvieratách, ktoré sú podrobené hypokinézou alebo hypergravitáciou počas rôznych časových úsekov. Zariadenie je vybavené telemetrickým riadením na programovateľný odber vzoriek krvi kanyláciou z pokusných zvierat umiestnených v hypokinetických boxoch alebo na centrifúge za účelom sledovania vplyvu pri rôznych hodnotách gravitačného preťaženia G na vlastnosti krvi, hladiny hormónov, neurotransmiterov a metabolizmu. Výsledky slúžia na vyhodnocovanie schopností organizmov prekonávať stresovú záťaž.
Bola zvýšená flexibilita zariadenia nasledovnými novými modulmi:
Zariadenie bude použité na štúdium mikrogravitačných efektov pokusných zvierat počas kozmického letu a na pochopenie mechanizmu zmien aktivity neuroendokrinného systému a metabolických procesov. Boli vykonané úspešné testy na zvieratách.
Názov projektu: Vytvorenie siete na aplikáciu polarizovaného hélia na zobrazovanie pľúc. (Polarized Helium Lung Imaging Network). ( Project Acronym): PHELINET. Schválený projekt 6RP “Maria Currie”
Koordinátor projektu: Université Claude Bernard Lyon 1
Spoluriešiteľské inštitúcie:
1. Johannes Gutenberg-University Mainz, Medical School (Jogu-Clinics) established in
2. Germany;
3. Universidad Complutense de Madrid (UCM) established in Spain;
4. Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) established in France;
5. Unité de Recherche en Résonance Magnétique Médicale (U2R2M), Laboratoire Kastler Brossel (LKB)
6. The University of Sheffield (USFD) established in United Kingdom;
7. Copenhagen University Hospital Hvidovre (UnivCopenhagen) established in Denmark;
8. Deutsches Krebsforschungszentrum (German Cancer Research Center) (DKFZ) established in Germany;
9. Jagiellonian University (UNI JAG) established in Poland;
10. Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JOGU) established in Germany;
11. Institute of Measurement Science, Slovak Academy of Sciences (IMS SAS) established in Slovakia; http://cordis.europa.eu/mc-opportunities/index.cfm?fuseaction=dataForm.showDataDetail&obj_id=13516&obj_type=VAC
12. Siemens AG, Medical Solutions (Siemens) established in Germany;
13. Philips Medical Systems Nederland B.V. (PMS) established in The Netherlands;
14. Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co KG (BI) established in Germany;
15. RAPID Biomedical GmbH (RAPID) established in Germany;
16. Esaote S.p.A (Esaote) established in Italy;
17. Spectra Gases Ltd. (Spectra Gases) established in United Kingdom.
Vedúci etapy projektu za ÚM SAV: Prof. Ing. Ivan Frollo, DrSc.
Dátum začiatku/ukončenia riešenia: 1.1.2007 - 31.12.2010
Ciele projektu:
Projekt bol schválený, riešenie prakticky začalo v decembri 2006, financované bude až od roku 2007.
Pridelená suma pre ÚM SAV: 153.695.- EUR na celé riešenie projektu.
Cieľom projektu PHELINET je výskum, šírenie a rýchly transfer metodiky zobrazovania pľúc pomocou polarizovaného hélia - (HP) Helium3 NMR zobrazovacie metódy. Spolupracuje sa na báze pan-Europskej inštruktáže a intenzívnej kooperácie jedenástich akademických a šiestich priemyselných účastníkov. Projekt je orientovaný na uskutočnenie silného potenciálu tejto metódy pre diagnostiku pľúcnych ochorení a pre hodnotenie efektívnosti liečenia. Vývoj a finalizácia zdokonalenej, účinnej a robustnej metódy ako nástroja pre HP Helium3 NMR zobrazovanie pľúc.
PHELINET (Polarized Helium Lung Imaging Network) aims at a wide dissemination and a rapid transfer to end-users of the hyperpolarized (HP) Helium3 lung MRI technique, through pan-European training and intense cooperation of eleven academic and six industrial collaborators. It focuses on (i) the realization of the strong potential of this technique for lung diseases diagnostic and for the evaluation of therapy efficacy, (ii) the development and the finalization of improved, efficient and robust methods and tools for HP Helium3 lung MRI.