• Diagnostika ľudských kĺbových chrupaviek za použitia zobrazovacích metód na báze NMR
• Metódy a algoritmy na diagnostikovanie chorôb pomocou analýzy dychu

Výsledok 1: Diagnostika ľudských kĺbových chrupaviek za použitia zobrazovacích metód na báze NMR

Projekty:VEGA 2/0142/08

Riešitelia: P. Szomolányi, V. Juráš, Z. Majdišová, I. Frollo

Bola vyvinutá unikátna metóda na báze Magnetickej rezonancie (MR) s cieľom vyšetrovania ľudských chrupaviek kolena u post-traumatických pacientov za pomoci originálneho pneumatického kompresného zariadenia. Toto zariadenie umožňuje diagnostiku kolena metódou MR počas simulovanej záťaže, ktorá sa približuje fyziologickým podmienkam pri chôdzi. Originalita tejto diagnostickej metódy tkvie v možnosti meranie kolena vo vystretom stave (obr. 1A - extenzia) ako aj pokrčenom stave (obr.1B - flexia) priamo v MR magnete. Stav transplantovanej chrupavky je charakterizovaný relaxačnou časovou konštantou T2*, ktorá zodpovedá orientácií kolagénových vlákien a obsahu vody v chrupavke (obr.2). Touto metódou je možné ohodnotiť priebeh zretia transplantátov chrupavky ľudského kolena in-vivo v postoperačnom období. Výhodou metódy je neinvazívnosť a fakt, že nemá postranné účinky na organizmus (na rozdiel od vyšetrovacích metód využívajúcich ionizujúce žiarenie).
Overenie metodiky bolo vykonané na skupine dobrovoľníkov aj na pacientoch in-vivo. Metodika má perspektívne využitie na klinických pracoviskách, vybavených celotelovými MR systémami.

Zahraničný partner: Univ.-Prof. Dr. Siegfried Trattnig, MR Center, Highfield MR, Department of Radiology, Medical University of Vienna, Austria. Zmluva o vedeckej spolupráci a vzdelávacích pobytoch zo dňa 28.8.2006.

Publikácie:

• JURÁŠ, Vladimír - SZOMOLÁNYI, Pavol - MAJDIŠOVÁ, Zuzana - TRATTNIG, S. MR-compatible compression device for in-vitro evaluation of biomechanical properties of cartilage. In Journal of Biomechanical Science and Engineering. ISSN 1880-9863, 2008, vol. 3, no. 2, p. 200-208.
• PINKER, K. - SZOMOLÁNYI, Pavol - WELSCH, G.C. - MAMISCH, T.C. - MARLOVITS, S. - STADLBAUER, A. - TRATTNIG, S. Longitudinal evaluation of cartilage composition of matrix-associated autologous chondrocyte transplants with 3-T delayed gadolinium-enhanced MRI of cartilage. In American Journal of Roentgenology. ISSN 0361-803X, 2008, vol. 191, p. 1391-1396. (2.470 - IF2007).
• MAJDIŠOVÁ, Zuzana - SZOMOLÁNYI, Pavol - BABINEC, P. - FROLLO, Ivan - TRATTNIG, S. Observation of the magnetic nanoparticles presence in model samples using MRI. In Labuda, J. et al. MEDITECH : Proceedings of the ESF Project Conference. - Bratislava : Slovak University of Technology, 2008, p. 93-96.

Obrázok: Vľavo meranie kolena - príprava pacienta. A.: vo vystretom stave - extenzia. B.: v pokrčenom stave - flexia. Vpravo obrázok kolena - patela, T2*. Biela šípka ukazuje na transplantovanú chrupavku (pseudo- farbená modro), ktorá vykazuje odlišnú orientáciu kolagenových vlákien v porovnaní so zdravou chrupavkou.

Výsledok 2: Metódy a algoritmy na diagnostikovanie chorôb pomocou analýzy dychu

Projekty: 6RP EÚ BAMOD

Riešitelia: B. Arendacká, K. Cimermanová, K. Hornišová, F. Rublík, S. Štolc., G. Wimmer, G. Wimmer Jr.,V. Witkovský

Rakovina je jednou z hlavných príčin úmrtí v Európe. V súčasnosti sa darí diagnostikovať rakovinu v neskorých štádiách choroby, pretože dostupné diagnostické metódy nie sú dostatočne citlivé a presné. Včasná diagnóza rakoviny by mohla vylepšiť prognózu a liečenie a mohla by tak ročne zachrániť mnoho životov. Projekt 6RP EÚ BAMOD sa zameriava na výskum metód na diagnostikovanie rakoviny pľúc a pažeráka na základe analýzy prchavých organických zložiek v dychu, ktorých koncentrácie sú obyčajne veľmi nízke - často na úrovni niekoľkých ppb (particles-per-bilion in volume).

V Ústave merania SAV boli navrhnuté metódy a algoritmy na štatistickú analýzu koncentrácií vydychovaných plynov meraných pomocou hmotnostnej spektrometrie s protónovou prenosovou reakciou (PTR-MS). Navrhnuté a implementované boli vhodné algoritmy pre klasifikáciu do dvoch tried (napr. zdravý resp. chorý subjekt). Na základe rozsiahlych klinických štúdií (realizovali sa v partnerských inštitúciách) bola preskúmaná pomocou ROC-analýzy diskriminačná schopnosť jednotlivých meraných zložiek v dychu s cieľom vytypovania vhodných biomarkerov choroby. Podrobne boli preštudované závislosti koncentrácie vybraných zložiek v dychu (izoprén, acetón, metanol) od veku, pohlavia, indexu BMI a úrovne cholesterolu.

Publikácie:

• ARENDACKÁ, B. - SCHWARZ, K. - ŠTOLC JR, S. - WIMMER, G. - WITKOVSKÝ, V.: Variability issues in determining concentration of isoprene in human breath by PTR-MS. Journal of Breath Research (IABR'07 - Breath Analysis Summit 2007: Clinical Applications of Breath Testing. Scientific Meeting of the International Association for Breath Research) 2, 2008, 037007 (8pp).
• KUSHCH, I. - ARENDACKÁ, B. - ŠTOLC, S. - MOCHALSKI, P. - FILIPIAK, W. - SCHWARZ, K. - SCHWENTNER, L. - SCHMID, A. - DZIEN, A. - LECHLEITNER, M. - WITKOVSKÝ, V. - MIEKISCH, W. - SCHUBERT, J. - UNTERKOFLER, K. - AMANN, A.: Breath isoprene - aspects of normal physiology related to age, gender and cholesterol profile as determined in a proton transfer reaction mass spectrometry study. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 46 (7), 2008, 1011-1018.