Ústav ÚstavKontakt KontaktMapa stránky Mapa stránkyPrivátna zóna Privátna zónaEnglish version English version
Slovensk� akad�mia vied (SAV)
Hlavná stránka
Kontakt
Organizačná štruktúra
História
- - - - - - -
Infraštruktúra
Pracovníci
Oddelenia
Knižnica
Spoločné pracoviská
- - - - - - -
Projekty
Vybrané výsledky
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
Publikácie a citácie
Výročné správy
- - - - - - -
Doktorandské štúdium
Pedagogická činnosť
Pracovné príležitosti
Zverejňovanie informácií
Ústav arrow Vybrané výsledky arrow 2013 arrow Vybrané výsledky základného výskumu
Vybrané výsledky základného výskumu
  • Tenké vrstvy organických a anorganických materiálov v magnetickom poli MR tomografu 
  • Modifikovaná inverzná úloha na lokalizáciu zmien repolarizácie pomocou skupiny dipólov 
  • V2O3 nanokryštalické oxidy pripravené mechanochemicko-termálnou redukciou a ich
    magnetické vlastnosti
  • Pravdepodobnostný model spánku pre lepšiu objektivizáciu kvality spánku

Výsledok 1: Tenké vrstvy organických a anorganických materiálov v magnetickom poli MR tomografu

Projekty: VEGA 2/0090/11,  ŠPVV no. 2003SP200280203, CEKOMAT, ITMS 26240120006, APVV-0513-10, KC, ITMS 26240220073 (Ústav merania SAV)
Riešitelia: I. Frollo, P. Andris, O. Štrbák, D. Gogola, J. Přibil, A. Krafčík, T. Dermek

Zobrazovanie tenkovrstvových organických a anorganických materiálov metódami magnetickej rezonancie vyžaduje zložité experimentálne usporiadanie a špecifické zobrazovacie metódy - meracie sekvencie.

Bol vyvinutý matematický model, z ktorého vyplynul návrh rovinného snímacieho zariadenia. Pomocou tohto snímača a sofistikovaných zobrazovacích procedúr (asymetrické spinové echo) boli v tomografe na báze magnetickej rezonancie zobrazované rôzne vybrané objekty, napr.: tenká olejová škvrna, výrezy zo slabomagnetickej polymérovej membrány, tenký vodič, ktorým pretekal jednosmerný elektrický prúd, disketa záznamového média so zobrazenými dátovými sektormi, tenké kovové mince, polymérové vlákna a textílie ošetrené magnetickými nanočasticami určenými pre chirurgiu, vrstvy s biogenickými magnetickými nanočasticami a chirurgické implantáty. Experimenty boli realizované na MRI tomografe s magnetickým poľom 0.2 Tesla ESAOTE riadeného počítačovou konzolou TECMAG.

Metóda nájde uplatnenie pri testovaní materiálov, v petrochemickom výskume, pri výskume vlákien a textilných materiálov pre medicínu a tiež pri testovaní magnetických záznamových médií, dokumentov so skrytými magnetickými záznamami, napr. bankovky, kreditné karty, atď.

 

 

2013-a1-1

 

Obr. 1. Vľavo: NMR snímač s vloženým plastickým kruhovým magnetickým diskom. Základné rozmery: Ø1 = 25 mm, Ø2= 85 mm, hrúbka disku 0.08 mm. Vpravo: NMR obraz materiálovej vzorky - disketa s viditeľnými dátovými sektormi nanočastíc.

 

2013-a1-2

Obr. 2. Príklady zobrazenia komerčných mincí za použitia sekvencie Gradient-echo. Materiálové nehomogenity sú jasne viditeľné.

 

Publikácie:

 

  1.   FROLLO, Ivan. Mathematical Modeling, Computation and Experimental Imaging of Thin Layer Objects by Magnetic Resonance Imaging.  Mathematical Problems in Engineering, 2013, Hindawi Publishing Corporation, vol. 2013, pp. 1-6. ISSN 1563-5147, doi: 10.1155/2013/635713, (1.383-IF2012),  In press, 2013.
  2. FROLLO, Ivan - ANDRIS, Peter - PŘIBIL, Jiří - DERMEK, Tomáš - GOGOLA, Daniel. Soft magnetic material testing using magnetic resonance imaging. In Advanced Materials Research, 2013, vol. 740, p. 618-623. ISSN 1022-6680. (WOS, Scopus, Copernicus International).
  3. ANDRIS, Peter - FROLLO, Ivan. Asymmetric spin echo sequence and requirements on static magnetic field of NMR scanner. In Measurement, 2013, vol. 46, no. 4, p. 1530-1534. ISSN 0263-2241. (1.130-IF2012).
  4. ANDRIS, Peter - FROLLO, Ivan. NMR spectroscopic imaging method for static magnetic field mapping. In Applied Magnetic Resonance, 2013, vol. 44, no. 5, p. 637-647. ISSN 0937-9347. (0.830-IF2012).
  5. ŠTRBÁK, Oliver - KOPČANSKÝ, P. - TIMKO, M. - FROLLO, Ivan. Single biogenic magnetite nanoparticle physical characteristics-A biological impact study (for MagMeet 2012 participants). In IEEE Transactions on Magnetics, 2013, vol. 49, no. 1, p. 457-462. ISSN 0018-9464. (1.422-IF2012).
  6. GOGOLA, Daniel - KRAFČÍK, Andrej - ŠTRBÁK, Oliver - FROLLO, Ivan. Magnetic resonance imaging of surgical implants made from weak magnetic materials. In Measurement Science Review, 2013, vol. 13, no. 4, p. 165-168. ISSN 1335-8871. (1.233-IF2012; WOS, Scopus, Copernicus International).

 

Výsledok 2: Modifikovaná inverzná úloha na lokalizáciu zmien repolarizácie pomocou skupiny dipólov

 

Projekty: VEGA 2/0131/13, APVV-0513-10
Riešitelia: J. Švehlíková, M. Tyšler

V simulačnej štúdii bola navrhnutá modifikácia inverznej úlohy elektrokardiografie pre lokalizáciu lézií so zmenenou repolarizáciou. Kým v pôvodnej úlohe sa hľadal 1 dipól ako reprezentant danej lézie, v modifikovanej úlohe sme predpokladali, že léziu reprezentuje skupina susediacich dipólov (2-5). Vstupnými dátami do inverznej úlohy boli simulované rozdielové integrálové mapy na hrudníku vypočítané ako rozdiel integrálovej mapy zo zdravého srdca a mapy s lokálnymi zmenami repolarizácie. Bolo modelovaných 66 lézií rôznych veľkostí (24 malých, 28 stredných, 5/9 veľkých/transmurálnych). Na vstupné mapy bol pridaný šum 10, 20, 30 a 40 dB, pre každý šum 10 realizácií. Z výsledkov vyplynulo, že chyba lokalizácie inverznej úlohy do 1 dipólu bola stabilná 0.6 ± 0.3cm, 1.1 ± 0.9 cm resp. 2.3 ± 1.2 cm pre jednotlivé veľkosti lézií bez ohľadu na veľkosť šumu. Chyba lokalizácie inverznej úlohy do skupiny 5 dipólov bola citlivá na šum vo vstupných dátach, ale výrazne sa zlepšila pre nízky šum 40dB a veľké/transmurálne lézie na 1.0 ± 0.3 cm a aj pre šum 30 dB bola lepšia ako v pôvodnej úlohe.

 

 2013-a2-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obr. 1. Chyby lokalizácie lézií rôznych veľkostí  pre rôzne úrovne šumu v EKG dátach pri použití modelu jedného dipólu (vľavo) a skupiny dipólov (vpravo).

 

Publikácie:

 

  1. TYSLER, Milan - SVEHLIKOVA Jana. Noninvasive finding of local repolarization changes in the heart using dipole models and simplified torso geometry. J. of Electrocardiology, 2013, vol. 46, p.284-288, ISSN (printed): 0022-0736. ISSN (electronic): 1532-8430.(1.093 IF2012).
  2. SVEHLIKOVA, Jana - LENKOVA, Jana - TYSLER, Milan: Modified Inverse Solution to One Dipole for Location of Lesions with Changed Repolarization. Computing in Cardiology 2012 (www.cinc.org); 39:841-844, ISSN 0276-6574.
  3. SVEHLIKOVA, Jana - LENKOVA, Jana - TYSLER, Milan: Inverse Localization of Various Sizes of Ischemic Lesions from Variations in Body Surface Potential Maps. In: Variability in biomedical signals. Lecture notes of the ICB seminar.  Eds. R.Maniewski, A. Liebert, O. Meste, H. Rix, Int. Centre od Biocybernetics, Polish Academy of Sciences, Warsaw, November 2012, 79-83.

 

Výsledok 3: V2O3 nanokryštalické oxidy pripravené mechanochemicko-termálnou redukciou a ich magnetické vlastnosti

 

Projekty: ASFEU projekt 26240220073 (Kompetenčné centrum pre nové materiály, pokročilé technológie a energetiku), APVV-0528-11 a VEGA 2/0020/11
Riešitelia: P. Billik , A. Cigáň, M. Škrátek, A. Dvurečenskij, M. Majerová, R. Bystrický, J. Maňka

 

Nanomateriálom na báze vanádu je v posledných rokoch venovaná zvýšená pozornosť, najmä ako materiálom elektród v lítiových iónových batériách a v superkondenzátoroch s vysokou hustotou energie v rámci vývoja zásobníkov energie, napr. pre elektrotechnický a automobilový priemysel.

Bol vyvinutý nový postup prípravy V2O3 nanokryštálov v soľnej matrici Na2SO4 s využitím mechanochemicko-termálnej redukcie V2O5 a Na2SO3. V2O3 nanokryštály boli syntetizované v soľnej matrici Na2SO4. Tento nízkocenový postup sa vyznačuje iba 10 minútovým vysokoenergetickým mletím, po ktorom nasledovalo vákuové nízkoteplotné žíhanie. V2O3 nanokryštály s rozmerom 25-60 nm a dobrou morfológiou boli pripravené už pri teplote žíhania 550 °C. Tieto nanokryštály vykazujú magnetický prechod z antiferomagnetického do paramagnetického usporiadania pri 144 K. Stanovené hodnoty efektívneho magnetického momentu nanokryštálov, na základe nameraných priebehov teplotnej závislosti ich molárnej magnetickej susceptibility pri chladení v nulovom poli, boli blízke hodnote iba spinového príspevku dvoch nespárovaných elektrónov iónov vanádu.

 

Výsledky boli dosiahnuté v spolupráci s týmito pracoviskami: Katedra anorganickej chémie PRIF UK v Bratislave, Katedra ložiskovej geológie PRIF UK v Bratislave.

 

Publikácie:

 

  1. BILLIK, Peter - CIGÁŇ, Alexander - ČAPLOVIČOVÁ, M. - ŠKRÁTEK, Martin - DVUREČENSKIJ, Andrej - MAJEROVÁ, Melinda - BYSTRICKÝ, Roman - ANTAL, P. - MAŇKA, Ján. V2O3 nanocrystals prepared by mechanochemical-thermal reduction and their magnetic properties. In Materials Letters, 2013, vol. 110, p. 24-26. ISSN 0167-577X. (2.224-IF2012).
  2. DVUREČENSKIJ, Andrej - BILLIK, Peter - CIGÁŇ, Alexander - BYSTRICKÝ, Roman - MAŇKA, Ján - ŠKRÁTEK, Martin - MAJEROVÁ, Melinda: Magnetic Properties of V2O3 Nanooxide Prepared Mechanochemically with and without Salt Matrix. Poster na medzinárodnej konferencii: CSMAG'13, 15th Czech and Slovak Conference on Magnetism, 17.-21. June 2013, Košice, Slovakia.

 

Výsledok 4: Pravdepodobnostný model spánku pre lepšiu objektivizáciu kvality spánku

 

Projekty: VEGA 1/0503/13, MZ SR 2012/56-SAV-6

Riešitelia:R. Rosipal

 

Nedostatok spánku, či už vyplývajúci z choroby alebo zo životného stýlu, akútny alebo chronický, predstavuje významný rizikový faktor pre kognitívny výkon počas dňa, nadmernú spavosť, poruchu pozornosti alebo zníženú úroveň pohybových schopností. Spánková deprivácia úzko súvisí s fragmentáciou spánku, ktorá je často spojená s krátkymi, niekoľko sekundovými prebudeniami. Hoci limitované štúdie čiastočnej spánkovej deprivácie a fragmentácie spánku odhalili dôležité indície vedúce ku kognitívnym poruchám, veľkou výzvou ostáva otázka ako vyzerá architektúra typického spánku dobrej kvality. Potreba objektívnej kvantifikácie kvality spánku je navyše podporená aj faktom, že subjektívne hodnotenia ospalosti alebo únavy vykazujú obmedzenú súvislosť so skutočnou schopnosťou kognitívneho výkonu. S cieľom obohatiť výsledky sme teoreticky a algoritmicky navrhli a experimentálne overili platnosť  koncepčne nového spojitého pravdepodobnostného modelu spánku. Významným prínosom modelu pre danú oblasť je jeho schopnosť modelovania detailnej mikroštruktúry spánkového procesu. Na rozsiahlej sérii testov sme ukázali, že model obsahuje významne viac objektívnej informácie o externých mierach kvality spánku než tradičné hodnotenie spánkových stavov. V súčasnosti pokračujeme v aplikovaní a overovaní platnosti modelu na pacientoch so špecifickými mozgovými léziami.


2013-a4-1
Obr. 1. Na ľavom obrázku je schéma pravdepodobnostného spánkového modelu (PSM). Na pravej strane je ukážka reprezentácie spánkového procesu tradičnou formou Rechtschaffen and Kales hypnogramu (vrchná modrá krivka) a formou PSM pre jednotlivé spánkové stavy.

Publikácie:

 

  1. ROSIPAL, Roman - LEWANDOWSKI, A. - DORFFNER, G. In search of objective components for sleep quality indexing in normal sleep. In Biological Psychology, 2013, vol. 94, no. 1, p. 210-220. ISSN 0301-0511. (CC, 3.399-IF2012).
  2. LEWANDOWSKI, A. - ROSIPAL, Roman - DORFFNER, G. On the individuality of sleep EEG spectra. In Journal of Psychophysiology, 2013, vol. 27, no. 3, p. 105-112. ISSN 0269-8803. (1.000-IF2012; WOS, Scopus).
  3. ROSIPAL, Roman. Clustering probabilistic sleep microstate curves: A functional data analysis approach. In MEASUREMENT 2013: 9th International Conference on Measurement. Editors J. Maňka, M. Tyšler, V. Witkovský, I. Frollo. - Bratislava : Institute of Measurement Science, SAS, 2013, p. 101-104. ISBN 978-80-969-672-5-4.
  4. LEWANDOWSKI, A. - ROSIPAL, Roman - DORFFNER, G. Extracting more information from EEG recordings for a better description of sleep. In Computer Methods and Programs in Biomedicine, 2012, vol. 108, no. 3, p. 961-972. ISSN 0169-2607. (CC, 1.516-IF2011).
  5. ROSIPAL, Roman. Multilevel functional clustering analysis of probabilistic sleep microstate curves. The 5th International Conference of the ERCIM Working Group on Computing & Statistics (ERCIM 2012), Oviedo, Spain, December 1 - 3, 2012.
 
Measurement Science Review (on-line časopis)
Konferencie
Semináre
Aktuality
Ústav merania SAV. Copyright © 2006-2016. Všetky práva vyhradené.