Témakiírások
Elektromos Impedancia Tomográfiás képalkotó és képfeldolgozó eljárások kidolgozása intenzív terápiás ellátásokhoz
témakiírás címe
Elektromos Impedancia Tomográfiás képalkotó és képfeldolgozó eljárások kidolgozása intenzív terápiás ellátásokhoz
doktori iskola
témakiíró
tudományág
témakiírás leírása
Az Electrical Impedance Tomography (EIT) egy non-invazív orvosi képalkotó eljárás. A vizsgálat során a vizsgált testrész körül elektródákat helyeznek el. Az adatgyûjtés során egyes elektródák alacsony áramerõsségû gerjesztése mellett a többi elektródán mérik a feszültségesést. A betáplált áramerõsséget és a mért feszültségértékeket felhasználva rekonstruálható a vizsgált testrészen belüli impedancia (vagy konduktivitás) eloszlása. Az EIT leggyakoribb alkalmazási területe a légzésfunkció, ill. tüdõ állapotának vizsgálata az intenzív terápiában, azonban emellett számos további szerv funkcionális képalkotására alkalmas, így orvosi diagnosztikában történõ alkalmazása rohamosan terjed.
Egy EIT készülék által gyûjtött adatokból rekonstrukciója során jelenleg legfõképp differenciális rekonstrukciót alkalmaznak. Ezzel rendkívül jó idõfelbontást (20-60 frames / sec) lehet elérni, azonban a felvételek térbeli felbontása lényegesen rosszabb, mit más 3D orvosi képalkotó eljárásoknak, ami nagymértékben hátráltatja az EIT orvosi alkalmazását a gyakorlatban.
A kutatás fõ célkitûzései a következõk:
1) Olyan új módszerek kidolgozása, mely lehetõvé teszi a felvételek térbeli felbontását javítani anélkül, hogy az idõbeni felbontás lényegesen csökkenjen.
2) A jelenleg általános differenciális rekonstrukció helyett abszolút rekonstrukciós módszerek kidolgozása.
3) Olyan modell alapú módszerek kidolgozása, amely intenzív osztályon ápolt betegek klinikai adatainak feldolgozása alapján támogatja a betegágy melletti orvosi döntéshozatalt pl. mesterséges lélegeztetés vagy folyadékterápia alkalmazása során.
A módszerek kidolgozása során mind klasszikus modellezési módszereket, mind mesterséges intelligencia modellek alkalmazását tervezzük. Megvizsgáljuk, hogy véges-elemes szimulációk eredményei alapján hogyan javítható a rekonstrukció minõsége. Elõzetes eredményeink alapján a képfeldolgozási problémák esetén sikeresen alkalmazott Wasserstein távolság metrika felhasználható az EIT rekonstrukció során. Ezen metrika alkalmazási lehetõségeinek alapos kiértékelését tervezzük, összevetve az új rekonstrukciós módszereket a jelenleg általánosan alkalmazott módszerekkel.
Kihasználva az Irányítástechnika és Informatika Tanszél Orvosi Informatika laboratóriumában fejlesztés alatt álló kísérleti EIT berendezés kínálta lehetõségeket, a matematikai fantomokon történõ kiértékelések mellett valós mérési eredmények alapján történõ kiértékelést is fogunk végezni. A terápiás eljárások hatékonyságát a kutatásokban együttmûködõ kórházakkal (Kiskunhalasi Kórház, Semmelweis Egyetem Városmajori Szív- és Érgyógyászati Klinika) együtt tervezzük validálni, amely kórházak a klinikai adatgyûjtés tervezett, a korábbi kutatások során már kipróbált helyszínei.
Egy EIT készülék által gyûjtött adatokból rekonstrukciója során jelenleg legfõképp differenciális rekonstrukciót alkalmaznak. Ezzel rendkívül jó idõfelbontást (20-60 frames / sec) lehet elérni, azonban a felvételek térbeli felbontása lényegesen rosszabb, mit más 3D orvosi képalkotó eljárásoknak, ami nagymértékben hátráltatja az EIT orvosi alkalmazását a gyakorlatban.
A kutatás fõ célkitûzései a következõk:
1) Olyan új módszerek kidolgozása, mely lehetõvé teszi a felvételek térbeli felbontását javítani anélkül, hogy az idõbeni felbontás lényegesen csökkenjen.
2) A jelenleg általános differenciális rekonstrukció helyett abszolút rekonstrukciós módszerek kidolgozása.
3) Olyan modell alapú módszerek kidolgozása, amely intenzív osztályon ápolt betegek klinikai adatainak feldolgozása alapján támogatja a betegágy melletti orvosi döntéshozatalt pl. mesterséges lélegeztetés vagy folyadékterápia alkalmazása során.
A módszerek kidolgozása során mind klasszikus modellezési módszereket, mind mesterséges intelligencia modellek alkalmazását tervezzük. Megvizsgáljuk, hogy véges-elemes szimulációk eredményei alapján hogyan javítható a rekonstrukció minõsége. Elõzetes eredményeink alapján a képfeldolgozási problémák esetén sikeresen alkalmazott Wasserstein távolság metrika felhasználható az EIT rekonstrukció során. Ezen metrika alkalmazási lehetõségeinek alapos kiértékelését tervezzük, összevetve az új rekonstrukciós módszereket a jelenleg általánosan alkalmazott módszerekkel.
Kihasználva az Irányítástechnika és Informatika Tanszél Orvosi Informatika laboratóriumában fejlesztés alatt álló kísérleti EIT berendezés kínálta lehetõségeket, a matematikai fantomokon történõ kiértékelések mellett valós mérési eredmények alapján történõ kiértékelést is fogunk végezni. A terápiás eljárások hatékonyságát a kutatásokban együttmûködõ kórházakkal (Kiskunhalasi Kórház, Semmelweis Egyetem Városmajori Szív- és Érgyógyászati Klinika) együtt tervezzük validálni, amely kórházak a klinikai adatgyûjtés tervezett, a korábbi kutatások során már kipróbált helyszínei.
felvehető hallgatók száma
2 fő
helyszín
IIT
jelentkezési határidő
2026-01-15