Projektová činnosť

Daniel Gogola

Výber projektov:

Národné projekty

FERINO – Pokročilá diagnostika neurodegenerat ívnych ochorení pomocou techník magnetickej rezonancie a umelej inteligencie
Advanced diagnostics of neurodegenerative disorders using magnetic resonance techniques and artificial intelligence
Program: APVV
Doba trvania: 1.7.2023 – 30.6.2027
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Gogola Daniel, PhD.
Anotácia: Neurodegeneratívne ochorenia (NO) sa stávajú vážnym problémom vo vyspelých krajinách. Keďže v súčasnostinemáme k dispozícii žiadne účinné terapie, včasná diagnostika je rozhodujúca pre zabezpečenie dobrej kvalityživota pacientov s NO. NO sú charakterizované akumuláciou železa a mineralizáci ou magnetitu v mozgovomtkanive, s feritínom ako prekurzorom. Fyziologický feritín je vďaka svojej nízkej relaxivite na hranici viditeľnostipomocou techník zobrazovania magnetickou rezonanciou (MRI). Naopak, „patologický“ feritín spôsobuje výraznéskrátenie relaxačných časov MRI. Vznikajú tak hypointenzívne artefakty, ktoré teoreticky umožňujú rozlíšiteľnosťoboch proteínov. Keďže akumulácia železa predchádza klinickým symptómom ochorenia, MRI má potenciál stať saneinvazívnou diagnostickou metódou pre skoré štádiá NO. V súčasnosti je to však limitované nedostatočnoucharakteristikou relaxačných vlastností biogénneho železa a neistotou pri interpretácii klinických údajov. Našímzákladným cieľom (aplikačným výstupom) je preto vypracovanie komplexnej metodiky (softvérový nástroj FERINO)pre jednoznačnú diagnostiku včasných štádií NO. Na dosiahnutie nášho cieľa použijeme kombináciu niekoľkýchdiagnostických techník a nástroje umelej inteligencie. Diagnostické techniky zahŕňajú in-vitro, in-silico a in-vivocharakteristiky relaxácie feritínu, štrukturálnu MRI, magnetickú rezonančnú spektroskopiu (MRS), neurologickétesty a biomarkery klinickej biochémie. Základným kameňom metodiky bude softvérový nástroj FerroQuant, ktorýnavrhol hlavný riešiteľ v rámci APVV 2012. Umožňuje analýzu a kvantifikáciu klinických MRI dát súvisiacich soželezom, ale chýbajú mu nové poznatky v MRI železa (falošne pozitívne artefakty, minerálne fázy feritínu).FerroQuant taktiež nevyužíva umelú inteligenciu a nekombinuje rôzne diagnostické dáta, ktoré však budúneoddeliteľnou súčasťou nástroja FERINO.
QuantMR – Optimalizácia a štandardizácia kvantitatívnych metód zobrazovania magnetickou rezonanciou. Potlačenie kovových artefaktov na nízkopolových MR skeneroch
Optimization and Standardization of Quantitative Magnetic Resonance Imaging Methods. Suppression of Metallic Artifacts on low-field MR Scanners
Program: Plán obnovy EÚ
Doba trvania: 1.9.2024 – 31.8.2026
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Gogola Daniel, PhD.
Anotácia: Navrhovaný projekt sa bude zaoberať klinicky relevantným problémom štandardizácie kvantitatívneho zobrazovania magnetickou rezonanciou (qMRI) v muskuloskeletálnej (MSK) rádiológii. qMRI predstavuje alternatívu k bežnej klinickej magnetickej rezonancii, ktorá poskytuje iba relatívne intenzity signálu. V súčasnosti dostáva pacient len textovú správu z MRI vyšetrenia. qMRI má ambíciu poskytovať pridané hodnoty v podobe numerických charakteristík čerpaných z MR snímok. Takéto číselné hodnoty by umožnili kvantitatívne charakterizovať biochemické a biomechanické zloženie analyzovaného tkaniva. Okrem toho môžu byť kvantitatívne charakteristiky tkaniva použité ako ďalší diagnostický nástroj. Konkrétne máme na mysli zloženie ľudskej kĺbovej chrupavky, najčastejšie diagnostikovanej v ľudskom kolene, členku a ramene. qMRI teda môže poskytnúť dôležitý kvantitatívny parameter, relaxačný čas T2, ktorý odráža hustotu a architektúru kolagénových vlákien, ako aj obsah vody v kĺbovej chrupavke. Okrem toho môže qMRI mapovať ďalšie parametre, ako je relaxačný čas T1, difúzna konštanta alebo rýchlosť saturačného prenosu, čo sú nepriame indikátory obsahu glykozaminoglykánov a iných biochemických vlastností kĺbovej chrupavky. Kovové implantáty v ľudskom tele sa často používajú najmä v muskuloskeletálnej chirurgii. Magnetické rezonančné zobrazenie kolena obsahujúceho kovový implantát je problematické, ak nie nemožné. Optimalizácia MR protokolov je preto horúcou témou a klinicky vysoko potrebná. Štandardizácia meraní MR v prípade kovových implantátov teda môže pomôcť pri diagnostike, ktorá je dnes nemožná.
MRCartilage – Automatický softvérový nástroj na výhodnocovanie kvantitatívnych MRI štúdií artikulárných chrupaviek v čase
Automatic data evaluation tool from the longitudinal quantitative MRI studies of articular cartilage
Program: APVV
Doba trvania: 1.7.2022 – 30.6.2026
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Dr. Szomolányi Pavol, (PhD.)
Anotácia: Cieľom projektu je navrhnúť komplexný nástroj na automatické vyhodnocovanie dát ľudskej kĺbovej chrupavky z kvantitatívnej MRI. Dáta, ktoré budú získané z databázy „Osteoarthritis Initiative“ a namerané na Ústave Merania SAV a Lekárskej Univerzite vo Viedni, budú nasegmentované pomocou automatického segmentačného nástroja na báze konvolučných neurónových sietí. Anotované dáta budú následne registrované na kvantitatívne MRI dáta, ktoré budú dostupné z databázy (T2 a T1rho mapovanie, gagCEST, sodíková MR) pomocou automatických poprípade semi-automatických nástrojov vyvinutých v rámci tohoto projektu. Získané dáta budú vyhodnotené vo viacerých časových bodoch podľa MR meraní, ktoré budú dostupné. Okrem kvantitatívnych MR dát to budú volumetrické dáta, hrúbka chrupavky a textúrová analýza kvantatívnych máp. Vyhodnotenie pacientov sa bude robiť podľa skupín rizikových faktorov (rozrhnutie priečneho väzu, roztrhnutie menisku a menisektómia). Predpokladaný počet pacientov je cca 4000 rozdelených do jednotlivých skupín v pomere 40/30/30. Výstupom projektu bude kompilovaná verzia automatického nástroja na vyhodnocovanie chrupaviek, ktorá bude dostupná vo verejnom zdroji (napr. webovej stránke Ústavu merania).