|
|
Ústav  Vybrané výsledky 2017 Vybrané výsledky medzinárodných vedeckých projektov
|
Vybrané výsledky medzinárodných vedeckých projektov |
- Nové metodiky zaistenia homogénnej excitácie signálu pre stanovenie energetického metabolizmu kostrových svalov, pečene a srdca na 7T MRI tomografe
- Detekcia priamych aj oneskorených kauzálnych vplyvov v časových radoch
- Štúdium vplyvu substitúcie cínom na štrukturálne, supravodivé a magnetické vlastnosti vysokoteplotného supravodiča typu Eu-123
Výsledok 1: Nové metodiky zaistenia homogénnej excitácie signálu pre stanovenie energetického metabolizmu kostrových svalov, pečene a srdca na 7T MRI tomografe
Zahraničný partner: Univ.-Prof. Dr. Siegfried Trattnig, MR Center,
Highfield MR, Department of Radiology, Medical University of Vienna,
Austria.
Súvisiace projekty: APVV-15-0029, VEGA 2/0001/17
Riešitelia: L. Valkovič, I. Frollo
Fosforová MR spektroskopia (31P-MRS) je unikátna technika umožňujúca neinvazívne meranie energetického metabolizmu tkanív in vivo. Avšak kvôli nízkemu pomeru signál/šum (SNR) stále nie je bežne používaná v lekárskej praxi. MR systémy s intenzitou magnetického poľa 7T v kombinácii s povrchovými cievkami dosahujú dostatočný SNR, avšak vedú k veľmi nehomogénnej excitácii, čím značne sťažujú kvantifikáciu dát. Preto boli navrhnuté a overené nové metodiky zaistenia homogénnej excitácie signálu.V prvom rade bol navrhnutý nový excitačný pulz schopný homogénnej excitácie napriek nehomogénnemu poľu. Tento nový pulz bol implementovaný do meracej sekvencie a využitý na kvantifikáciu metabolizmu srdca u zdravých dobrovoľníkov. Bolo demonštrovaná vysoká reprodukovateľnosť výsledkov i pri rôznej intenzite excitačného poľa. Navrhnutá bola taktiež nová technológia zaisťujúca homogénne excitačné pole pre 31P-MRS celého tela na 7T. Uskutočnené simulácie magnetického poľa boli potvrdené meraniami na zdravých dobrovoľníkov, kde dostatočný SNR bol dosiahnutý kombináciu celotelovej excitácie s lokálnym príjmom signálu. Táto technológia má veľký potenciál vo výskume srdcového metabolizmu človeka a môže viesť k zvýšeniu kvality života množstva pacientov.
Obr. 1 Mapovanie excitačného poľa in vivo. (a) reprezentatívna mapa excitačného poľa cez ľudské telo získaná použitím novej technológie. Dostatočný SNR je len v blízkosti prijímacej cievky no ukazuje vysokú homogenitu. (b) histogram variability nameranej intenzity excitačného magnetického poľa s krivkou normálneho rozdelenia.
Publikácie:
- VALKOVIČ, Ladislav - DRAGONU, I. - ALMUJAYYAZ, S. - BATZAKIS, A. - YOUNG, L.A.J. - PURVIS, L.A.B. - CLARKE, W.T. - WICHMANN, T. - LANZ, T. - FROLLO, Ivan - NEUBAUER, S. - ROBSON, M.D. - KLOMP, D.W.J. - RODGERS, C.T. Phosphorus Spectroscopic Imaging and B1+ mapping of human heart using a whole body transmit coil with 16-channel receive array at 7T. In Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine, 2017, vol. 30, suppl 1, p.S248-249. ISSN 1352-8661 (1.718-IF2016).
- VALKOVIČ, Ladislav - CLARKE, W.T. - PURVIS, L.A.B. - SCHALLER, B. - ROBSON, M.D. - RODGERS, C.T. Adiabatic excitation for 31P MR spectroscopy in the human heart at 7 T: A feasibility study. In Magnetic Resonance in Medicine, 2017, vol. 78, no. 5, p. 1667-1673. ISSN 0740-3194. (3.924-IF2016)
- VALKOVIČ, Ladislav - CHMELÍK, M. - KRŠŠÁK, M. In-vivo 31P-MRS of skeletal muscle and liver: A way for non-invasive assessment of their metabolism. In Analytical Biochemistry, 2017, vol. 529, p. 193-215. ISSN 0003-2697. (2.334-IF2016)
- VALKOVIČ, Ladislav - DRAGONU, I. - ALMUJAYYAZ, S. - BATZAKIS, A. - YOUNG, L.A.J. - PURVIS, L.A.B. - CLARKE, W.T. - WICHMANN, T. - LANZ, T. - NEUBAUER, S. - ROBSON, M.D. - KLOMP, D.W.J. - RODGERS, C.T. Using a whole-body 31P birdcage transmit coil and 16-element receive array for human cardiac metabolic imaging at 7T. In PLoS ONE, 2017, vol. 12, no. 10, e0187153. ISSN 1932-6203. (2.806-IF2016).
Výsledok 2: Detekcia priamych aj oneskorených kauzálnych vplyvov v časových radoch
Zahraničný partner: Ústav informatiky AV ČR
Súvisiace projekty: MAD - Bilaterálny mobilitný projekt, SAV-AV ČR 15-18,
VEGA 2/0011/16
Riešitelia: A. Krakovská, J. Jakubík, M. Chvosteková
V spolupráci s Ústavom informatiky AV ČR sme sa venovali detekcii kauzálnych vzťahov medzi časovými radmi. Štandardným prístupom je test Grangerovej kauzality. Okrem neho sme analyzovali metódy, ktoré odhadujú podmienenú vzájomnú informáciu medzi signálmi, alebo pracujú s mierou predpovedateľnosti a vzájomnej mapovateľnosti v rekonštruovaných stavových priestoroch. Ukázali sme, že klasický Grangerov test je vhodné použiť výhradne v prípadoch, umožňujúcich autoregresívne modelovanie. Moderné metódy sú účinnejšie v komplikovaných prípadoch, ako je prepojenie medzi zložitými nelineárnymi systémami, alebo zdanlivá kauzalita v dôsledku externých vplyvov. Ukázalo sa ale, že žiadna z metód nie je všeobecne použiteľná pri zisťovaní oneskorenia kauzálneho účinku. Pre testované spojité chaotické systémy napr. dominovala metóda vyhodnotenia vzájomnej informácie, kým pri diskrétnych systémoch boli spoľahlivejšie metódy v rekonštruovaných priestoroch. Ak však študované systémy obsahujú vo svojej dynamike silnú oscilujúcu zložku, potom sa výsledky všetkých metód stávajú nejednoznačnými. Publikovali sme preto štúdiu, ktorá ukázala, že detekcia oneskorenej kauzality je vo všeobecnosti problémom, ktorý ešte nie je vyriešený.
Publikácie:
- COUFAL, D. - JAKUBÍK, Jozef - JAJCAY, N. - HLINKA, J. - KRAKOVSKÁ, Anna - PALUŠ, M. Detection of coupling delay: A problem not yet solved. In Chaos, 2017, vol. 27, no. 8, p. 083109. ISSN 1054-1500. (2.283-IF2016)
- KRAKOVSKÁ, Anna. Predictability improvement as a tool to detect causality. In MEASUREMENT 2017 : Proceedings of the 11th Int. Conference on Measurement. Editors: J. Maňka, M. Tyšler, V. Witkovský, I. Frollo. - Bratislava, Slovakia: Institute of Measurement Science, Slovak Academy of Sciences, 2017, p. 39-42. ISBN 978-80-972629-0-7.
- KRAKOVSKÁ, Anna - HANZELY, Filip. Testing for causality in reconstructed state spaces by an optimized mixed prediction method. In Physical Review E, 2016, vol. 94, no. 5, p. 052203. ISSN 2470-0045. (2.252-IF2015)
- KRAKOVSKÁ A., JAKUBÍK J., CHVOSTEKOVÁ M., COUFAL D., JAJCAY N., PALUŠ M. (2017): Comparing five methods for detection of causality in bivariate time series, submitted to Physical Review E
Výsledok 3: Štúdium vplyvu substitúcie cínom na štrukturálne, supravodivé a magnetické vlastnosti vysokoteplotného supravodiča typu Eu-123
Zahraničný partner: Department of Inorganic and Physical chemistry, Faculty of Sciences, Ghent University
Súvisiace projekty: VEGA 2/0152/13. ASFEU projekt 26240120019 (CENTE II) a projekt AI5/TT/1170
Riešitelia: A. Cigáň, A. Dvurečenskij, M. Škrátek, M. Majerová, J. Maňka
Polykryštalické vzorky s nominálnou kompozíciou EuBa2Cu3-xSnxO7-δ, kde x = 0 až 1,5 boli pripravené metódou reakcie v tuhej fáze pri teplote 1050 °C v kyslíkovej atmosfére. Ich štrukturálne, supravodivé a magnetické charakteristiky boli analyzované opierajúc sa o výsledky polarizačnej optickej mikroskopie, XRD a SQUID magnetometrických meraní. Narastajúci obsah cínu znižuje objem hlavnej supravodivej fázy. Kritická supravodivá teplota klesá z hodnoty 95 K pre x = 0 na hodnotu 82 K pre x = 0,7. Pre vyšší obsah cínu dominujú polovodičová tetragonálna fáza Eu-336 (Eu3Ba3Cu6O14), paramagnetická alebo diamagnetická Ba-Sn-O fáza. Bola preukázaná užitočnosť merania ZFC a FC teplotných závislostí magnetických charakteristík pri štúdiu systémov vyznačujúcich sa súčasnou prítomnosťou supravodivého a magnetického usporiadania a pri odlíšení ich efektov.
Publikácia:
- DVUREČENSKIJ, Andrej - CIGÁŇ, Alexander - VAN DRIESSCHE, I. - ŠKRÁTEK, Martin - MAJEROVÁ, Melinda - BRUNEEL, E. - MAŇKA, Ján. Superconducting and magnetic properties of Sn-doped EuBa2Cu3O7- δ compound. In Acta Physica Polonica A, 2017, vol. 131, no. 4, p. 1045-1047. ISSN 1898-794X. (0.469-IF2016)
|
|
|
