Projekty

AgeFlex - Vývoj a štandardizácia MR metód založených na magnetickej rezonancii na detekciu a hodnotenie metabolických a štrukturálnych adaptácií starnúcich svalov na cvičenie.
Development and standardization of MR-based methods for detecting and evaluating metabolic and structural adaptations of aging muscles to exercise.
Program:	APVV
Číslo projektu:	28210020
Doba trvania:	1.9.2025 - 31.8.2029
Zodpov. riešiteľ:	Mgr. Klepochová Radka, PhD.
Anotácia:	Starnutie sa spája s úbytkom svalovej hmoty, a funkčnej kapacity kostrových svalov, avšak pravidelné cvičenie dokáže tieto procesy spomaliť. Predkladaný projekt sa zameriava na výskum metabolických, funkčných a štrukturálnych parametrov v svalstve dolných končatín seniorov, ktoré dokážeme neinvazívne a opakovane merať pomocou inovatívnych metód magnetickej rezonancie (MR), čo umožňuje porovnať trajektórie starnutia kostrového svalstva u sedavých a u pravidelne fyzicky aktívnych seniorov. Jeden z kľúčových parametrov ktoré definujú schopnosť svalu efektívne mobilizovať a využívať energiu na svalovú prácu nazývame metabolická flexibilita. Cieľom projektu je vyvinúť inovatívne MR metódy na štúdium metabolickej flexibility, a štrukturálnych zmien kostrového svalstva pri starnutí a dať ich do vzťahu s metabolickou flexibitou na celotelovej úrovni, ako aj s metabolickým fenotypom a štrukturálnymi a molekulárnymi zmenami v kostrovom svalstve seniorov. V rámci projektu budeme štandardizovať meranie dynamických zmien metabolitov vo svale pri cvičení pomocou protónovej (1H) MRS, vytvoríme štandardné postupy pre kontrolu kvality získaných MR dát a kľúčovým aspektom projektu bude tiež vyvinutie automatizovanej segmentačnej metódy na báze konvolučnej neurónovej siete, ktorá umožní efektívnejšie a spoľahlivejšie vyhodnocovanie MR obrazov kostrového svalstva. Tieto inovatívne metódy budú overované na dátach z prebiehajúcich longitudinálnych štúdií v Biomedicínskom centre Slovenskej akadémie vied, a ich výsledky priamo konfrontované s paralelnými zmenami metabolického zdravia, funkčnej kapacity, histologickej štruktúry a molekulárnych mediátorov metabolickej flexibility v kostrovom svalstve seniorov. Výsledky môžu nielen zlepšiť nielen naše porozumenie procesov, ktoré definujú metabolickú flexibilitu pri starnutí, ale môžu ponúknuť relevantné stratégie ako podporiť metabolicky zdravé starnutie.

Testy dobrej zhody založené na charakteristickej funkcii pre neurčité údaje s aplikáciou na analýzu klimatických dát
Characteristic function-based goodness-of-fit test for fuzzy data with application to climate analysis
Program:	APVV
Číslo projektu:	SK-MNE-25-0025
Doba trvania:	1.1.2026 - 31.8.2028
Zodpov. riešiteľ:	Doc. RNDr. Witkovský Viktor, CSc.
Anotácia:	Moderný výskum čelí rastúcej neistote v meraných údajoch spôsobenej chybami merania, chybajúcimi meraniami resp. subjektívnym hodnotením výsledkov merania. Tradičné štatistické metódy, ktoré predpokladajú presné údaje, často v takýchto podmienkach zlyhávajú. Neostré (fuzzy) údaje, ktoré zachytávajú neurčitosť a nepresnosť, ponúkajú prirodzený rámec, avšak robustné štatistické nástroje pre tieto údaje sú stále nedostatočne rozvinuté. Tento interdisciplinárny projekt — spájajúci pravdepodobnosť a matematickú štatistiku, aplikovanú matematiku a vedy o meraní — si kladie za cieľ vyvinúť testy dobrej zhody (goodness-of-fit tests) založené na charakteristických funkciách pre fuzzy a intervalové údaje. Táto nová metodológia rieši teoretické aj aplikačné výzvy, napr. so zameraním na analýzu klimatických dát. Ciele projektu zahŕňajú: (1) Rozvoj teoretických a empirických charakteristických funkcií pre fuzzy údaje, definovanie mier vzdialenosti, formulovanie testu a odvodenie jeho štatistických vlastností. (2) Návrh a implementáciu efektívnych algoritmov v R, MATLABe alebo Pythone. (3) Hodnotenie efektívnosti pomocou simulácií a porovnanie s existujúcimi metódami. (4) Aplikáciu metódy na reálne dáta (napr. teploty, zrážky) na demonštráciu jej relevancie v podmienkach neistoty.Metodika využíva jedinečnosť a výpočtové výhody charakteristických funkcií, rozšírené na fuzzy prostredie. Projekt inovatívne integruje charakteristické funkcie a fuzzy teóriu pre účely testovania hypotéz, pričom poskytuje štatisticky rigorózny, no zároveň prakticky aplikovateľný prístup k analýze nepresných údajov.Očakávané výstupy zahŕňajú: nový štatistický test, open-source softvér, simulačné a benchmarkové štúdie, prípadové štúdie z oblasti klimatických dát a prípravu publikácie v renomovanom vedeckom časopise.Tento bilaterálny projekt spája expertízu v oblasti fuzzy teórie (Univerzita Čiernej Hory) a v oblasti vedy o meraní (Ústav merania Slovenskej akadémie vied).

ReAcMap - Vyhodnotenie reštitúcie normálnej komorovej aktivácie pomocou EKG mapovania
Assessment of restitution of normal ventricular activation by ECG mapping
Program:	APVV
Číslo projektu:	APVV-24-0414
Doba trvania:	1.9.2025 - 31.8.2028
Zodpov. riešiteľ:	Ing. Švehlíková Jana, PhD.
Anotácia:	Zámerom projektu je optimalizovať a personalizovať resynchronizačnú liečbu srdca (CRT) pre pacientov so srdcovým zlyhávaním. Cieľom tejto účinnej nefarmakologickej liečby založenej na stimulácii je obnoviť interventrikulárnu resynchronizáciu komorovej aktivácie stimuláciou oboch komôr s očakávaným následným zvýšením výkonu srdca. Približne 30 - 40 % pacientov však z liečby nemá prospech a sú označovaní ako „non-respondéri“. Na zlepšenie účinnosti komorovej resynchronizácie bola nedávno do klinickej praxe zavedená stimulácia prevodového systému (CSP), ktorá nahrádza biventrikulárnu stimuláciu priamou stimuláciou prevodového systému. CSP na dosiahnutie úzkeho QRS komplexu však nie je možné realizovať až u 15 % pacientov z viacerých anatomických, patologických a technických dôvodov. Preto je potreba optimálnej individualizovanej stratégie na dosiahnutie účinnej komorovej resynchronizácie elektrickej terapie u pacientov so srdcovým zlyhávaním zatiaľ nenaplnená. Navrhovaný výskumný projekt je metodologicky založený na neinvazívnom mnohozvodovom meraní EKG potenciálu na povrchu tela u pacientov so srdcovým zlyhávaním indikovaných na implantáciu vhodného kardiostimulátora. Z nameraných údajov, vykonaných pomocou špecializovaného vlastného meracieho zariadenia, budú odvodené nové parametre na hodnotenie dynamiky komorovej aktivácie s cieľom nastaviť správnu programovú stimuláciu kardiostimulátora. Skúmať sa bude aj možné zníženie počtu EKG elektród zo súčasných 128, aby sa uľahčila rutinná klinická realizovateľnosť merania. Pre lepšie pochopenie procesov, ktoré prebiehajú v komorách budú realizované simulácie zlyhávajúceho srdca. Oblasť začínajúcej spontánnej komorovej aktivity sa bude odhadovať riešením inverzného problému elektrokardiografie s použitím personalizovaného modelu srdca a hrudníka získaného z CT. Do meracieho systému bude implementované grafické používateľské rozhranie na jednoduché použitie navrhovaných metód.
Web projektu:	https://www.um.sav.sk/reacmap/

OrgPipeSK2025 - Výskum kovového píšťalového fondu historických organov na Slovensku
Research of the metal organ pipe collections of historical pipe organs in Slovakia
Program:	APVV
Číslo projektu:	APVV-24-0659
Doba trvania:	1.9.2025 - 31.8.2028
Zodpov. riešiteľ:	RNDr. Krafčík Andrej, PhD.
Anotácia:	Zvukovo-štýlová kvalita historických organov je podmienená mnohými determinantmi. Patrí medzi ne o. i. aj materiál použitý na výrobu organových píšťal či menzúra jednotlivých píšťal a celých registrov. Predkladaný projekt sa bude zaoberať organovým kovom ako zvukovo-štýlovým činiteľom historických organov, a to s ohľadom na stavebný vývoj historických organov na území Slovenska od 17. po 20. storočie. Projekt bude mať 4 fázy. Ťažiskom prvej fázy bude analýza chemického zloženia) organového kovu píšťal z vybraných organov. Skúmané kovové píšťaly a celé registre budú podrobené menzurálnej analýze s vytvorením matematického modelu. Ďalšou fázou bude vizuálne zaznamenávanie (zber) signovaní, čiže vyrytých alebo vyrazených označení tónu, na hranie ktorého je konkrétna píšťala konštruovaná. Zaznamenané budú signovania píšťal z vybraných nástrojov, ktorých autorov poznáme, aby sme následne mohli vytvoriť istú formu štandardu, vďaka ktorej bude pomocou neurónových sietí (AI) možné posúdiť autorstvo pri organoch, ktorých staviteľov v súčasnosti nepoznáme. Výskum sa bude zaoberať aj technickým stavom organového kovu, koróziou, ktorá determinuje nielen zvukové vlastnosti, ale aj samotnú existenciu kovových častí týchto hudobných pamiatok. Výsledkom výskumu bude online mapa organového kovu, korózie, menzúr, atlas rôznych typov korózie a chýb kovových organových píšťal, ako aj mapa organového kovu a jednotlivých menzúr skúmaných registrov. Zároveň vytvoríme možnosť postupne autorizovať organy, ktorých autorov nepoznáme. Všetky získané výsledky zároveň zasadíme do hudobno-štýlového kontextu vývoja dejín stavby historických organov na území Slovenska.

ARAM - Výskum referenčného etalónu a meracích metód zabezpečujúcich určenie vzťahu geometrických špecifikácií a kvalitatívnych ukazovateľov 3D objektov vytvorených aditívnymi technológiami
Research of reference standards and measurement methods ensuring determination of the relationship of geometric specifications and qualitative indicators of 3D objects created by additive technologies
Program:	APVV
Číslo projektu:	APVV-23-0366
Doba trvania:	1.7.2024 - 31.12.2027
Zodpov. riešiteľ:	RNDr. Hain Miroslav, PhD.
Anotácia:	Predložený projekt je zameraný na hodnotenie kvality aditívnej výroby, referenčným testovacím artefaktom navrhnutým a vytvoreným pre tento účel. Pri tvorbe referenčného artefaktu a kvantifikovaní jeho parametrov budú využité najnovšie poznatky z aditívnej výroby, najmodernejšie meracie stratégie realizované pomocou röntgenovej mikrotomografie, magnetometrie, súradnicových meracích zariadení, optických a elektrónových skenovacích mikroskopov a metód matematického - štatistického spracovania nameraných dát. Technológie aditívnej výroby sú schopné vyrábať diely s veľmi zložitou geometriou, ktoré zodpovedajú požadovanému dizajnu bez ďalšieho opracovávania. Práve z tohto dôvodu sú veľmi perspektíve a ich využitie v priemysle rastie. Aby produkty aditívnej výroby mohli plnohodnotne nahradiť klasicky opracovávané diely, musia spĺňať požadované kvalitatívne kritéria, ako je tvarová a rozmerová presnosť, povrchová drsnosť, vnútorné defekty, zvyškové napätie, atď. Výslednú kvalitu dielov vyrobených technológiou aditívnej výroby ovplyvňujú vlastnosti vstupnej suroviny a parametre a nastavenia systému. Cieľom projektu je výskum výroby modifikovaných monofilamentov a meracích metód potrebných pre realizáciu stabilného a reprodukovateľného referenčného testovacieho artefaktu, ktorý by sa používal na nielen posúdenie geometrickej schopnosti systémov aditívnej výroby ale i vnútornej štruktúry a vybraných vlastností výsledného produktu.

ITAGES - Identifikácia stresom vyvolaných zmien v expresii cieľových génov NRF2 v potkaních modeloch prehypertenzie: vplyv komorbidnej hypertriglyceridémie a liečby dimetylfumarátom
Identification of stress-induced alterations in expression of NRF2 target genes in rat models of prehypertension: the effect of comorbid hypertriglyceridemia and dimethyl fumarate treatment
Program:	APVV
Číslo projektu:	APVV-22-0296
Doba trvania:	1.7.2023 - 30.6.2027
Zodpov. riešiteľ:	Ing. Maňka Ján, CSc.
Anotácia:	Jadrový transkripčný faktor NRF2 (z anglického nuclear factor erythroid 2-related factor 2) je kľúčovýmmolekulárnym prepojením rôznych chronických neprenosných ochorení, ktorý reguluje expresiu približne 250cieľových génov vrátane tých, ktoré sú zapojené do udržiavania redoxnej rovnováhy, vzniku metabolických porúch,kardiovaskulárnych a pečeňových ochorení, ako aj odpovedí imunitného systému. Hranične zvýšený krvný tlak(prehypertenzia) sa u ľudí vyskytuje veľmi často, pričom bolo zistené, že zvýšený krvný tlak pozitívne koreluje shladinami triglyceridov. Chronický stres je etiologickým faktorom vo vývoji viacerých chronických neprenosnýchochorení, vrátane zvýšeného krvného tlaku a hypertriglyceridémie (HTG). V experimentálnych štúdiách sú hraničnéhypertenzné potkany (BHR) a hypertriglyceridemické potkany (HTGR) vhodnými modelmi prehypertenzie bez a skomorbidnou hypertriglyceridémiou. Tieto modely sú relevantné pre skúmanie účinkov chronického stresu, ako ajpre skúmanie úlohy zmien v expresii cieľových génov NRF2 pri rozvoji hypertenzie spojenej s metabolickýmiochoreniami. Pre lepšie pochopenie úlohy NFR2, ako aj vplyvu chronického sociálneho s tresu na uvedenéchorobné stavy, ciele tohto projektu sú: 1) identifikovať rozdiely v expresii cieľových génoch NRF2 v dvochexperimentálnych modeloch prehypertenzie – bez (BHR) a s (HTGR) komorbidnou HTG v kontrolnýchpodmienkach a počas chronického sociálneho stresu, 2) zistiť, či aktivátor NRF2, dimetylfumarát, môžemodifikovať stresom vyvolané patológie v podmienkach prehypertenzie, najmä v prítomnosti HTG, a 3) špecifikovaťsúbor vhodných biomarkerov RNA z krvi na vyhodnotenie dráh regulovaných NRF2 počas prehypertenzie a HTG,ako aj tých, ktoré sú zmenené počas pôsobenia chronického sociálneho stresu.

METIM - Návrh metodiky a jej overenie pre meranie vybraných parametrov Ti implantátov vo výrobnom procese
Design of a Methodology and its Verification for the Measurement of Selected Parameters of Ti Implants in the Manufacturing Process
Program:	APVV
Číslo projektu:	APVV-22-0328
Doba trvania:	1.7.2023 - 30.6.2027
Zodpov. riešiteľ:	RNDr. Hain Miroslav, PhD.
Anotácia:	Navrhovaný projekt je zameraný na problematiku rozvoja a aplikácie meracích a nedeštruktívnych testovacíchmetód vo fáze vývoja a výroby titánových dentálnych implantátov. Dentálne implantáty sú zdravotnícke pomôcky,ktoré musia spĺňať technické požiadavky dané Nariadením Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) 2017/745 z5.apríla 2017. V zmysle tohto nariadenia výrobca okrem iných povinností musí zabezpečiť, aby tieto pomôcky bolibezpečné a účinné a neohrozovali klinický stav alebo bezpečnosť pacientov a zodpovedajú vysokej úrovni ochranyzdravia a bezpečnosti s prihliadnutím na všeobecne uznávané najnovšie poznatky vedy a techniky. V tomtoprojekte sa budeme zaoberať na splnenie požiadaviek týkajúcich sa konštrukčného návrhu a výroby (kapitola II) ato najmä na: - vzájomnej zlučiteľnosti jednotlivých častí pomôcky, vplyvu procesov na vlastnosti materiálov,mechanickými vlastnosťami použitých materiálov ako pevnosť, ťažnosť, odolnosťou voči opotrebovaniu a únave,vlastnosťami povrchov a potvrdeniu, že pomôcka spĺňa všetky vymedzené fyzikálne špecifikácie ako i identifikácieznečisťujúcich látok vo výrobe. Pre zabezpečenie týchto požiadaviek chceme aplikovať meracie procedúry avyužitím najmodernejších meracích metód v oblasti 3D merania ako je röntgenová mikrotomografia (mikroCT),elektrónová skenovacia mikroskopia (SEM), optické meranie drsnosti povrchových vrstiev. Keďže uvedenémeracie metódy sú finančne a časovo náročné a neumožňujú ich úplnú aplikáciu vo výrobnom procese, súčasťouriešenia bude aj návrh efektívnych metód štatistickej kontroly kvality výroby, ktorú budeme aplikovať u slovenskéhovýrobcu dentálnych titánových implantátov Martikan, s.r.o.Ciele navrhovaného projektu korelujú so Stratégiou výskumu a inovácií pre inteligentnú špecializáciu Slovenskejrepubliky 2021 až 2027 (SK RIS3 2021+), pričom zasahujú do dvoc h zadefinovaných domén a to: Inovatívnypriemysel pre 21 storočie a Zdravá spoločnosť.

FERINO - Pokročilá diagnostika neurodegeneratívnych ochorení pomocou techník magnetickej rezonancie a umelej inteligencie
Advanced diagnostics of neurodegenerative disorders using magnetic resonance techniques and artificial intelligence
Program:	APVV
Číslo projektu:	APVV-22-0122
Doba trvania:	1.7.2023 - 30.6.2027
Zodpov. 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.