 |
|
| Témakiírás |
| |
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények: A témában két doktori disszertáció készült és további kettő folyamatban van. A témavezetőnek a témában 40 körüli publikációja és 400 körüli idézete van. MTA doktori disszertációjának fele is ebben a témában íródott. Kiterjedt orvosi kapcsolatrendszerrel rendelkezik, jelenleg a Nemzeti Agykutatási Program, valamint egy H2020-as projekt keretei közt is folytatja kutatását.
b.) A kutatás célja: kettős. (i) A futó H2020 projekt keretei között agyi aneurizmák virtuális sztentelése. Itt a meglévő szoftver továbbfejlesztése, automatizálása, mechanikai mérések eredményeinek integrálása, az áramlásmódosító sztentek áramláslassító hatásának megbecslése, inhomogenitások modellezése. (ii) Inverz FSI (Fluid-Structure Interaction) szimulációk. Ezen belül is két alprojekt lesz. Az egyik: időben felbontott CT felvételek alapján meg tudjuk becsülni az aorta szívcikluson belüli periodikus deformációját. Ha mellette az időfüggő vérnyomást is mérni tudjuk, kellően pontos anyagmodell feltételezésével vissza tudunk következtetni az érfal mechanikai tulajdonságaira. A másik: az SE Biofizikai Intézetében nagy számban rendelkezésre állnak preparált gyermekszívek, amiket az Intézet a közeljövőben digitalizálni fog. Ezeknek a szíveknek a mozgását, illetve a bennük lezajló áramlásokat szándékozunk rekonstruálni indirekt 3D FSI-vel, egészséges, dobogó gyermekszívek időben felbontott CT-jének felhasználásával. A kapott adatokból 1D modellt is alkotunk. A mozgásokat az elektromos triggerpontokat kiindulópontokként felhasználva rekonstruáljuk. A szív mozgásának rekonstruálása után az áramlást tudjuk szimulálni és a szívbetegségek áramlástani hatásait pontosabban tudjuk követni.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye (az egyes szakaszok sorrendje változhat, átfedések előfordulhatnak):
● Irodalomkutatás: 6 hónap intenzív kezdeti, majd végig folyamatos;
● 3D áramlásszimulációs módszerek elsajátítása, beleértve az orvosi érgeometriák feldolgozását és a virtuális sztentelést (6 hónap);
● Virtuális sztenteléssel kapcsolatos fejlesztések elvégzése, szimulációk végrehajtása (12 hónap);
● Inverz szimulációk módszertanának kidolgozása, szimulációk elvégzése, erek mechanikai tulajdonságainak meghatározása (12 hónap átfedéssel);
● Gyermekszívek mozgásával kapcsolatos munkák elvégzése (12 hónap);
● Publikációk készítése, disszertáció írása (12 hónap, folyamatosan, összegezve).
d.) A szükséges berendezések
A szükséges számítástechnikai eszközökkel a HDR Tanszék rendelkezik, ill. azokat szükség esetén beszerzi. Az orvosi képalkotó eszközök orvospartnereinknél rendelkezésre állnak.
e.) Várható tudományos eredmények: A fönti munkafázisok mindegyikével orvosok számára is releváns problémát azonosítottunk. Ezek mindegyikének megoldása értékes tudományos eredmény és a Tanszéken felhalmozódott 16 éves tapasztalat alapján optimistán ítéljük meg a siker esélyeit.
f.) Irodalom
Jozsa, I. T., & Paal, G. (2014). Boundary conditions for flow simulations of abdominal aortic aneurysms. International Journal of Heat and Fluid Flow , 50, 342-351.
Paal, G., Ugron, A., Szikora, I., & B. I. (2007). Flow in simplified and real models of intracranial aneurysms. Int. J. Heat Fluid Flow , 28 (4), 653–664.
Szikora, I., Paal, G., Ugron, A., Nasztanovics, F., Marosfoi, M., Berentei, Z., es mtsai. (2008). Impact of aneurysmal geometry on intraaneurysmal flow: a computerized flow simulation study. Neuroradiology , 50 (5), 411–421.
Kulcsár, Z., Ugron, A., Marosfői, M., Berentei, Z., Paál, G., Szikora, I. (2011). Hemodynamics of cerebral aneurysm initiation: the role of wall shear stress and spatial wall shear stress gradient. American Journal of Neuroradiology, 32(3) 587-594
Ugron, A., Farinas, M.-I., Kiss, L., & Paal, G. (2012). Unsteady velocity measurements in a realistic intracranial aneurysm model. Exp. Fluids , 52, 37-52
Zavodszky, G., & Paal, G. (2013). Validation of a lattice Boltzmann method implementation for a 3D transient fluid flow in an intracranial aneurysm geometry. International Journal of Heat and Fluid Flow , 44, 276-283.
Zavodszky, G., Karolyi, G., & Paal, G. (2015). Emerging fractal patterns in a real 3D cerebral aneurysm. Journal of theoretical biology, 368, 95-101.
Csippa B, Závodszky G, Paál G, Szikora I (2018) A new hypothesis on the role of vessel topology in cerebral aneurysm initiation.Computers in biology and medicine 103, 244-251
Csippa B, Gyürki D, Závodszky G, Szikora I, Paál G (2020)
Hydrodynamic resistance of intracranial flow-diverter stents: measurement description and data evaluation. Cardiovascular engineering and technology 11 (1), 1-13
G Závodszky, B Csippa, G Paál, I Szikora (2020) A novel virtual flow diverter implantation method with realistic deployment mechanics and validated force response
International journal for numerical methods in biomedical engineering 36 (6), e3340
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2021-10-14 |
|
|
|
|
Bejelentkezés
