Komputerowe wspomaganie diagnostyki i terapii
Rozpoczęty w XX wieku dynamiczny rozwój przemysłowy przyniósł drastyczny wzrost zachorowań na tzw. choroby cywilizacyjne, odpowiedzialne już za ponad 80% zgonów. Mariaż nauk ścisłych i technicznych z medycyną i biologią przyczynił się w ostatnich latach do istotnej poprawy zarówno diagnostyki jak i planowania i monitoringu efektów terapii, przyniósł również nowe platformy do badań pozwalających na chociaż częściowe zrozumienie choroby.
Komputerowe wspomaganie diagnostyki i terapii w oparciu o dane multimodalne z wykorzystaniem nawigacji obrazowej jest przedmiotem prac zespołów badawczych z PŚ. Opracowany system wspomagania biopsji sutka został z powodzeniem zastosowany w procedurach zabiegowych Instytutu Onkologii w Gliwicach. Innym przykładem zakończonej sukcesem współpracy pomiędzy naukowcami z PŚ a klinicystami jest opracowanie nowatorskich optoelektronicznych struktur sensorowych dla zastosowań w rehabilitacji niesprawności ruchowej (z Fundacją Kardiochirurgii w Zabrzu). Rozwijane są również, wraz ze Śląskim Uniwersytetem Medycznym oraz klinikami PAKS, systemy telemonitoringu i nadzoru, rozumiane jako zdalna rejestracja i monitorowanie aktywności pacjenta oraz nadzór nad bezpieczeństwem w miejscu przebywania, oraz predykcji stanu zdrowia (w tym stanu odżywienia) pacjentów kardiologicznych. Opracowane metody wykorzystywane też są w prowadzonych z ekspertami z Akademii Wychowania Fizycznego pracach nad hybrydowymi systemami wspomagania sportu i rehabilitacji.
Naukowcy z PŚ zaangażowani są w realizowane we współpracy z naukowcami z University of Florida oraz francuskimi instytutami badawczymi prace nad nieinwazyjnym optoelektronicznym systemem do diagnostyki zmian nowotworowych w tkankach ludzkich. Obrazowanie medyczne to również obrazy pooperacyjnych i otrzymywanych poprzez biopsję gruboigłową wycinków tkankowych. Opracowany wraz z patologami z International Immuno-Oncology Working Group, Brussels, McGill University oraz Fudan University nowatorski system automatycznej oceny wskaźnika odpowiedzi immunologicznej sTIL na bazie takich obrazów z powodzeniem wspierać będzie planowanie terapii, szczególnie w przypadku raka piersi.
Pracownicy PŚ rozwijają narzędzia bioinformatyczne do automatycznej identyfikacji obszarów guza i jego heterogeniczności na bazie profili metabolomicznych pozyskiwanych spektrometrycznymi technikami obrazowania molekularnego, a opracowane metody uczenia maszynowego pozwalają również na identyfikację subpopulacji komórkowych w transkryptomicznych badaniach pojedynczych komórek (we współpracy z Yale University) czy cytometrii masowej. Prowadzone przez naukowców z PŚ badania translacyjne w onkologii, w tym modelowanie i predykcja odpowiedzi komórkowej na radio- i chemioterapię i poszukiwanie biomarkerów radiowrażliwości stanowią istotny element wspierający nowoczesną medycynę spersonalizowaną w chorobach nowotworowych. Badania nad testami diagnostycznymi we wczesnym stadium raka są przykładem efektywnego połączenia metod modelowania matematycznego, algorytmów sztucznej inteligencji i zaawansowanej wiedzy z biologii molekularnej.
Nasi eksperci
Ewa Piętka jest profesorem inżynierii biomedycznej na Politechnice Śląskiej. W swoim dorobku ma następujące osiągnięcia: Standaryzacja obrazów w Systemie Archiwizacji i Transmisji Obrazów we współpracy z UCLA, Opracowanie architektury systemu komputerowego wspomagania diagnostyki radiologicznej we współpracy z UCLA, University of Southern California oraz Uniwersytetem Genewskim, System wspomagania diagnostyki i terapii fotodynamicznej we współpracy ze Śląską Akademią Medyczną, Systemy nawigacji obrazowej we wspomaganiu zabiegów małoinwazyjnych, Wielomodalny system wspomagania biopsji sutka z wykorzystaniem systemu nawigacji obrazowej oraz wizualizacja i lokalizacja igły biopsyjnej oraz położenia głowicy USG realizowane w ramach projektów badawczych i testowane w Centrum Onkologii - Instytut im. M. Skłodowskiej-Curie Oddział w Gliwicach, Badania nad obiektywizacją pomiaru natężenia bólu w trakcie zabiegów fizjoterapeutycznych realizowane w ramach Współpracy Polsko - Niemieckiej w obszarze „Digitization of Economy".
Ewa Majchrzak jest profesorem nauk technicznych na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Śląskiej. Jej działalność naukowa związana jest z modelowaniem numerycznym procesów fizycznych, przede wszystkim problemów przepływu ciepła i masy. Duża liczba jej publikacji i realizowanych projektów badawczych dotyczy zagadnień modelowania przepływu ciepła w obszarach tkanki biologicznej poddanej oddziaływaniu zewnętrznych lub wewnętrznych źródeł ciepła.
Polecane publikacje
Computer Aided Diagnosis of Atopic Dermatitis.pdf
Joanna Czajkowska, Szymon Korzekwa, Ewa Pietka, Computerized Medical Imaging and Graphics 79 (2020) 101676
Pobierz
Supporting diagnostics and therapy planning for percutaneous ablation of liver and abdominal tumors and pre-clinical evaluation.pdf
Dominik Spinczyk, Aleksandra Badura, Piotr Sperka, et al, Computerized Medical Imaging and Graphics 78 (2020) 101664
Pobierz
