Projekt agentúry na podporu výskumu a vývoja APVT-51-017802

Doba riešenia: 09/2002 – 11/2005

Vedúci projektu: Ing. Milan Tyšler, CSc.

Projekt bol orientovaný výskum nových meracích metód, metód spracovania a vyhodnotenia nameraných údajov a riešenie potrebných diagnostických meracích prístrojov na neinvazívnu diagnostiku chorôb súvisiacich s vplyvmi pracovného a životného prostredia na ľudský organizmus. V súlade s cieľmi projektu boli skúmané 3 vybrané metódy: (1) diagnostika chorôb dýchacieho systému a pečene s využitím SQUID magnetometrie, (2) analýza pľúcnych ochorení pomocou MRI pri aplikácii hyperpolarizovaného He3 a (3) sledovanie funkcií a motility tráviaceho traktu na základe analýzy EGG. Na tieto oblasti boli orientované 3 čiastkové úlohy projektu.

 Hlavné dosiahnuté výsledky

Po porovnaní cieľov stanovených pre jednotlivé etapy a výsledkov riešenia uvedených pre jednotlivé čiastkové úlohy možno konštatovať, že všetky hlavné ciele projektu boli splnené:

• V oblasti rozvoja SQUID magnetometrických metód pre diagnostiku chorôb pľúc a pečene sa realizoval potrebný merací systém, definovali sa relaxačné charakteristiky remanentnej magnetickej indukcie a modelovala sa jej zmena ako dôsledok pohybu častíc práškových feromagnetických látok v dýchacích cestách testovanej osoby. Uskutočnili sa merania osôb a približne sa unich stanovil obsah cudzorodých látok v jednotlivých pľúcnych segmentoch. Bolo tiež navrhnuté experimentálne zariadenie na registráciu magnetického signálu z pečene, ktoré bolo overené na skupine kontrolných osôb a pacientov. Bola analyzovaná problematika takéhoto merania v prirodzenom rušivom magnetickom poli s cieľom jeho potlačenia.
• V úlohe He3 zobrazovanie sa uskutočnil návrh metódy založenej na zobrazovaní pomocou nukleárnej magnetickej rezonancie (MRI) pri nízkom magnetickom poli (0,1 Tesla) a pri budúcej aplikácii hyperpolarizovaného plynu He3. Metóda zobrazovania bola z hľadiska technickej a metodickej úspešne overená. Aparatúra MRI (prístrojové vybavenie, vysoká časová stabilita, homogenita mag. polí a gradientov a softvérové vybavenie) a metóda zobrazovania je pripravená (po preladení elektromagnetu) na okamžitú aplikáciu v rozsahu od malých vzoriek až po zobrazenie hrudníka (pľúcnych lalokov).
• V úlohe elektrogatsrografia prebehol vývoj a realizácia systémov na meranie EGG u experimentálnych zvierat a u ľudí a boli skúmané možnosti časovo-frekvenčnej analýzy meraných EGG signálov na sledovanie motility tráviaceho traktu. Uskutočnilo sa ich experimentálne overenie na pacientoch po operáciách gastrointestinálneho traktu. Modelová analýza reálnych EGG signálov ukázala možnosť separácie signálov z viacerých zdrojov metódami analýzy nezávislých komponent (ICA), ktorá bola experimentálne overená v prípade rôznych typov rušivých signálov v EGG. Boli získané nové poznatky o vzťahu medzi elektrickou aktivitou žalúdka, jeho štruktúrou a funkciou za zmenených podmienok (zmeny stravovania u experimentálnych zvierat, predčasne narodení novorodenci) a boli overené možnosti použitia EGG na ich sledovanie.

Využitie výsledkov projektu v podobe realizovaných meracích systémov a metód bude pokračovať aj po ukončení projektu v rámci riešenia nadväzujúcich a navrhovaných výskumných úloh. Podmienkou experimentálnej a v ďalšom klinickej aplikácie He3 zobrazovania je získanie hyperpolarizovaného plynu He3 a polarizačnej aparatúry priamym nákupom alebo v rámci spolupráce so zahraničnými výskumnými centrami. Po prijatí projektu 6RP spolu so zahraničnými partnermi by táto otázka mohla byť  z hľadiska ďalšieho výskumu a aplikácií vyriešená.

Splnenie cieľov riešenia 

V priebehu riešenia došlo na základe predchádzajúceho priebehu riešenia, diskusie na kontrolných dňoch a na základe čiastkových zmien v riešiteľských kolektívoch aj k spresneniu niektorých zámerov. V úlohe elektrogastrografia sa v dôsledku odchodu doktoranda (Ing. Rášo, v r.2003) miesto pôvodne predpokladaného elektrofyziologického modelovania zdrojov signálov riešenie sústredilo na ich štatistické modelovanie. V roku 2005 okrem ťažiskových prác orientovaných na experimentálne overovanie a využívanie navrhnutých meracích systémov a metód boli v rámci riešenia všetkých troch čiastkových úloh vykonané aj ďalšie zlepšenia meracích systémov, ktoré vyplynuli z výsledkov meraní v roku 2004 a resp. potreby ďalších experimentov (rekonštrukcia Helmholtzovho systému používaného na vyvažovanie SQUID gradiometrov, inovácia modulov prúdovej a teplotnej stabilizácie a výmenníkovej stanice pre MR tomograf, konštrukcia nového riadiaceho modulu SMART pre elektrogastrograf umožňujúca aj dlhodobé animálne experimenty).

Čerpanie prostriedkov na projekt bolo celkove v súlade s pôvodným plánom. V roku 2002 nebol projekt financovaný. Z tohto dôvodu aj publikácie v roku 2002 a na začiatku roku 2003, ktoré priamo súviseli s riešením projektu neuvádzajú podporu z tohto projektu. V ďalších rokoch bol projekt financovaný mierne zníženou čiastkou v roku 2003 a v plánovanej výške v rokoch 2004 a 2005. Časť prostriedkov roku 2003 bola vzhľadom na ich neskoršie pridelenie presunutá na rok 2004. Z hľadiska čerpania prostriedkov došlo len k čiastočnému presunu z cestovného a služieb na zvýšené výdaje pri nákupe materiálu (v roku 2004), resp. z cestovného najmä na zabezpečenie služieb súvisiacich s legalizáciou softvéru použitého pri vyhodnotení experimentov a publikáciou výsledkov (v roku 2005). Na základe uzatvorenej zmluvy so spoluriešiteľskou organizáciou bolo oproti plánu zvýšené čerpanie v položke služby VV v RO (táto položka bola upravená v pláne na roky 2004 a 2005). Celkove boli výdaje na cestovné čerpané v nižšej než plánovanej výške a výdaje na odmeny riešiteľov boli čerpané v pôvodne plánovanej výške.

Vzhľadom na neskoršie financovanie projektu v roku 2005 bolo riešenie v tomto roku posunuté zhruba o 4 mesiace a tým došlo aj k predĺženiu doby riešenia projektu do 30.11.2005. Plánované výdaje v úvode roka museli byť presunuté na neskoršie termíny, resp. boli dočasne uhradené a z iných zdrojov pracoviska a prefinancované z projektu až po obdržaní prostriedkov z APVT a pri konečnom vyúčtovaní nákladov projektu.