Algoritmi pentru prelucrarea fuzzy-haotica a imaginilor de la un

Proiect nr. 12096/01.10.2010Titlu proiect:Algoritmi pentru prelucrarea fuzzy-haotica aimaginilor de la un analizor multispectralutilizabil in depistarea precoce a canceruluiCoordonator/director de proiect:Prof.dr.ing. Gheorghe GAVRILOAIA –Universitatea din Pitesti

DATE INITIALE (1)• Parteneri in consortiu:- Universitatea din Pitesti;- Universitatea de Medicina si Farmacie “C.Davila” din Bucuresti;- Institutul Oncologic “Prof.dr. Al. Trestioreanu” –Bucuresti;- Academia Tehnica Militara din Bucuresti.• Buget initial/cofinantare = 2000000/0;• Buget utilizat: 396387 (19,82%);• Adresa web functionala a proiectului:http://www.sentinel.upit.ro/ sauhttp://www.upit.ro/index.php?i=2207;

Imagini zone tumorale:scintigrafie,ecografie,IR

Date initiale (2)• Obiectivul/rezultatul final al proiectului:Realizarea unui aparat electronic dotat cu inteligenta artificiala care sa permita, cu ungrad ridicat de incredere, depistarea precoce a cancerului de catre personalul medical;• Elemente de noutate;- este primul aparat medical complet neinvaziv;- este singurul aparat medical care deceleaza fiintele vii;- se poate utiliza pentru indicarea unor posibile afectiuni maligne ale tiroidei, pieptuluisau pielii in stadii incipiente, T1;- investigheaza sonic, in adancime, si termic, la suprafata pielii;- permite screening-ul personalului cu afectiuni tiroidiene: tiroidite si tumori malignesau benigne (varianta propusa pentru continuarea proiectului);- permite luarea unor decizii tip fuzzy pe imagini termice (analiza pe constelatiatermica folosind datele experientale furnizate de medici imagisti specializati in ecografiesi scintigrafie);- permite urmarirea evolutiei haotice a unei zone tumorale cu evaluarea dimensiuniifractalice si a lacunaritatii;- permite generarea semnaturii termice a unei regiuni de interes de pe corpul uman laun pret de cost mic cu rezolutii termice si spatiale ridicate (mai bune decat cele ale uneicamere de termoviziune);- poate pune in evidenta neoplazii superficiale cu diametrul sub 1 cm;- va lucra complementar cu aparatura medicala existenta (ecografe, FNA, scintigrafe,CT, MRI, PET/CT), fiind de fapt - initiatorul investigatiilor medicale de natura tumorala;- posibil a genera noi directii de cercetare stiintifica prin masurarea componentelorcaldurii corpului uman transmise prin radiatie si convectie, conductie (!!)- genereaza imaginea termica, semnatura, unui obiect 3D (!? varianta initiala);- elaborarea unui model generic original al glandei tiroide;- modelarea proiectiei pe pielea gatului a imaginii termice a unei tumori malignefolosind un model generic original de tiroida in vederea analizei dimensiunilor nodulilorce pot fi sesizati prin investigatii termice;- testarea sonica si analiza raspunsului la impuls scurt al glandei tiroide cu si faranoduli (rezonante sonice);• Beneficiarii rezultatelor: medicii de familie• Potentialul de aplicare in economie: prin sesizarea precoce a uneieventuale afectiuni tumorale creste enorm rata de supravietuire si, ca urmare,posibilitatea de a fi activ in campul muncii

Stadiul de realizare al proiectului in 2010• Buget: 218428;• Cofinantare: 0;• Activitati efectuate:O posibila “etalonare termica” dupa imaginile ecografice siscintigrafice ?Grupate, activitatile etapei s-au focalizat pe:- elaborarea software-ului pentru achizitia in timp real a imaginilortermice;- analiza comparativa, pentru zone tumorale mari, a imaginilorultrasunete – termoviziune si scintigraf – termoviziune;- evaluarea parametrilor amprentelor termice pentru neoplazii dediagnostic cunoscut si formularea de ipoteze privind reprezentareaneoplaziilor in constelatiile ultrasunete, radiatii nucleare, termoviziune;- completarea bazei de date cu valorile masurate pre- si postoperator(Parhon si IOB);- proiectare si actualizare pagina Web;- diseminarea rezultatelor la conferinte specifice importante;• Achizitii realizate: componentele speciale (termocupluriultrasensibile -Exergen si amplificatoare instrumentale AD, din SUA)pentru realizarea modelului de laborator si componente pentrucalculator (de ex., HDD de capacitate mare pentru stocare imagini)

Modul de implicare a tinerilor cercetatoriActivitatea de formare a tinerilor specialisti constituie o prioritate in acest proiect.- se afla sub coordonarea directa a cel putin un specialist din fiecare unitate decercetare implicata:A- Ionescu L, Iana G. si Raducu M. coordonati de Gh. Serban, E. Sofron si Gh.Gavriloaia;B- Handra C-M., Nedeltcheva-Petrova E. si Popescu A-I coordonate deGhemigean A-M;C- Carstea D., Neamtu C. si Stefan cel Mare T., coordonati de Gavriloaia Gh.,Anton L. si Stoica A.;D- Fumarel R.si Moldovan L. coordonati de Pal A. si Gherghe M.;- participa la masuratori ecografice – termografice = B siscintigrafice-termografice = D;- participa la elaborari baze de date si prelucrari de date =A si C;- proiectare si intretinere pagina web =A;- participa la elaborari de studii = A-D;- participarea la cursuri de perfecţionare in ecografie = B;- participa la lucrari pentru sesiuni de comunicari = A- D;- urmeaza a participa la cursuri de scurta durata ( a fost depus proiect decooperare bilaterala: Romania-Grecia);- elaborari teze de doctorat in domeniul proiectului: Carstea D., Neamtu C.,Handra C-M., Nedeltcheva-Petrova E. si Popescu A-I;

Indicatori de rezultat, conf. HG 475/20071. Numar de cereri de brevete depuse in urma proiectelor =1, din care:a) Nationale =1;2. Numar de articole publicate in urma proiectelor =11, din care:a) in reviste indexate ISI = 1;b) in reviste indexate in alte baze de date internationale recunoscute = 10;3. Numar de articole acceptate spre publicare in urma proiectelor = 2, din care:a) in reviste indexate ISI = 1 ;b) in reviste indexate in alte baze de date internationale recunoscute =14. Numarul mediu de pozitii echivalente cu norma intreaga pe proiect =18,din care:a) doctoranzi = 6b) postdoctorat = 55. Mobilitati internationale = 3,1 om x luna, din care:internationale = 2,3 om x luna6. Valoarea investitiilor in echipamente pentru proiecte = 3,2 mii RON7. Numar retele de cercetare sustinute = 2 (UPIT si ATM)8. Directii de cercetare1.Tehnologia Informatiei si Comunicatii- Nr. de tehnologii IT performante =1;- Nr. metode/sisteme de inteligenta artificiala =1.4. Sănătate- Nr. metode pe baze moderne de investigatie in medicina = 1Acceptarea sustinerii si publicarii in revistele comunitatii stintifice internationale, indomeniile specializate: electronica medicala, cancerul de tiroida si dinamica fluidelor, asolutiilor teoretice originale care modeleaza si simuleaza functionarea unor parti dinaparatul propus, constituie argumente ce pot reprezenta precursori pentru garantareaobtinerii rezultatului final propus.De asemenea, au fost efectuate multe simulari pe modelul geometric al tiroidei, modelpropus de noi, din care a rezultat ca modificarile morfologice ale tiroidei, structurimaligne, cu diametre mici, aproximativ 1 cm pot crea semnaturi termice evidentiabile pepielea gatului, ceea ce reprezinta precursori in diagnosticarea precoce a canceruluitiroidian.

Articole prezentate in 2010 la sesiuni nationale si internationale1 Denumire: “XVI-th International Symposium for Design and Technology in ElectronicPackaging, SIITME -2010” Perioada desfasurarii si locul desfasurarii: , Pitesti, 23-26 sept. 2010Programul evenimentului: http://www.siitme.ro/wp/?page_id=29Titlul lucrarii si autorii: Evaluation of Microwave Electromagnetic Field Absorbed byHuman Thyroid Gland Gh. Gavriloaia, G. Serban, E. Sofron, M.-R. Gavriloaia, A.-M.GhemigeanDate de identificare: IEEE –Xplore, ISSN 1680-07372. Denumire: The 15th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference, Melecon 2010,Perioada desfasurarii si locul desfasurarii: 25-28 aprilie 2010, Valletta. MaltaProgramul evenimentului: http://www.melecon2010.org/Titlul lucrarii si autorii: The influence of a malignant nodule on resonance frequencies ofthe thyroid gland Gavriloaia, G.; Ghemigean, A.-M. Gavriloaia, M.-R.Date de identificare: IEEE –Xplore, INSPEC Accession Number: 114598623 Denumire ,,14th International Thyroid Congress”, Perioada desfasurarii si loculdesfasurarii: Paris, Franta, 10-18 sept. 2010Programul evenimentului: http://www.itc2010.com/Titlul lucrarii si autorii: A New Method for Early Thyroid Nodule Detection G. V.Gavriloaia, M. Gherghe, M.-R. GavriloaiaDate de identificare: ISSN 0932-60224 Denumire: “The Vth European Conference on Computational Fluid Dynamics-ECCOMAS 2010” Perioada desfasurarii si locul desfasurarii: , Lisabona, 14-17 iunie 2010Programul evenimentului: http://www.eccomas-cfd2010.org/Titlul lucrarii si autorii: Investigation by acoustic resonance of human body Gheorghe V.Gavriloaia*, Mariuca-Roxana G. GavriloaiaDate de identificare: ISBN 978-989-96778-1-45. Denumire: 32nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicineand Biology Society Perioada desfasurarii si locul desfasurarii: 31.08-04.09 Buenos Aires,Programul evenimentului: http://embc2010.embs.org/Titlul lucrarii si autorii: Multispectral acoustic investigation of a thyroid geometricalmodel Gavriloaia G, Gavriloaia M-R;Date de identificare : PubMed si IEEE –Xplore, Digital Object Identifier:10.1109/IEMBS.2010.5626373 ,Publication Year: 2010 ,Page(s): 585 -588, ISSN: 1557-170X6. Denumire: “Advanced Topics in Optoelectronics, Microelectronics andNanotechnologies, ATOM-N 2010”, Perioada desfasurarii si locul desfasurarii: 26-29 august2010, ConstantaProgramul evenimentului: http://www.atom-N 2010.ro/Titlul lucrarii si autorii: Thermal Efect of Microwave Antenna Radiation on a GenericModel of Thyroid Gland Gh. Gavriloaia, M-R Gavriloaia, A-M GhemigeanDate de identificare: SPIE- ISSN 2067 – 158 X7. Denumire: Advanced Topics in Optoelectronics, Microelectronics andNanotechnologies, ATOM-N 2010, Perioada desfasurarii si locul desfasurarii: 26-29 august2010, Constanta,Programul evenimentului: http://www.atom-n2010.ro/

Titlul lucrarii si autorii: Using Fractal Analyze of Thermal Signatures for ThyroidDisease Evaluation Gh. Gavriloaia, E. Sofron, M-R Gavriloaia, A-M GhemigeanDate de identificare: SPIE, ISSN 2067 – 158 X8. Denumire: 12th European Workshop on Cytogenetics and Molecular Genetics of SolidTumors Perioada desfasurarii si locul desfasurarii: 3-6 June 2010, Nijmegen, The NetherlandsProgramul evenimentului: http://www.ewcmst.org/Titlul lucrarii si autorii: Interaction of solid malignant tumors with optical beams M.Pascu, R. Fumarel, M. GhergheDate de identificare: ISBN: 978-90-373-0386-59. Denumire: Al treilea congres national de medicina nucleara cu participareinternationala, Bucuresti, 2010 Perioada desfasurarii si locul desfasurarii: 17 - 19 Noiembrie2010, Bucuresti, RomaniaProgramul evenimentului: http://www.srmn.ro/index.php/evenimente/congres-mn-2010/Titlul lucrarii si autorii: Aportul Limfoscintigrafiei in Localizarea Preoperatorie aGanglionului Santinela in Cancerul Mamar Mirela Gherghe, Luminita Moldovan, CristinaPetroiu, C Bordea, A Blidaru, Gh GavriloaiaDate de identificare: Volum conferinta, F.N.10. Denumire: Al treilea congres national de medicina nucleara cu participareinternationala, Bucuresti,2010 Perioada desfasurarii si locul desfasurarii: 17 - 19 Noiembrie2010, Bucuresti, RomaniaProgramul evenimentului: : http://www.srmn.ro/index.php/evenimente/congres-mn-2010/Titlul lucrarii si autorii: Ipoteza Privind Posibilitatea Cresterii Eficientei RadioterapieiIzotopice a Neoplasmului Tiroidian Operat prin Fotostimulare Reversibila RaduFumarel, Mirela Gherghe, Gheorghe Gavriloaia, Cristina Petroiu ,Valentina NegoitaDate de identificare: Volum conferinta, F.N.11. Denumire: Conferinta Societatii Romane de Radioterapie si Zilele Medicale aleInstitutului Oncologic "Prof. Dr. Alexandru Trestioreanu" Bucuresti Perioadadesfasurarii si locul desfasurarii: 18 - 20 noiembrie 2010 – Bucuresti, RomaniaProgramul evenimentului: http://conferintaiob.ecore.ro/program-detaliatTitlul lucrarii si autorii: Aportul ecografiei cu substanta de contrast in diagnosticultumorilor maligne Mirela Gherghe, Luminita Moldovan, Alexandru BlidaruDate de identificare: Volum conferinta, F.N.12. Denumire: Conferinta Societatii Romane de Radioterapie si Zilele Medicale aleInstitutului Oncologic "Prof. Dr. Alexandru Trestioreanu" Bucuresti Perioadadesfasurarii si locul desfasurarii: 18 - 20 noiembrie 2010 – Bucuresti, RomaniaProgramul evenimentului: http://conferintaiob.ecore.ro/program-detaliatTitlul lucrarii si autorii: Aportul limfoscintigrafiei in localizarea preoperatorie aganglionului santinela in cancerul mamar Mirela Gherghe, Luminita Moldovan, CristinaPetroiu, Cristian Bordea, Alexandru BlidaruDate de identificare: Volum conferinta, F.N.

Activitati prevazute a se realiza in 2011 (conf. P.R.)• Obiective si rezultate: realizarea practica a dispozitivului electronicpentru detectia precoce a anomaliilor tiroidiene de tip malign (modeldemonstrator);• Buget acceptat initial pentru anul 2011 = 918384;• Buget propus pentru anul 2011 = 918384;• Elemente de originalitate: se mentin cele initiale (numai pentruglanda tiroida, fara cautarea automata a regiunii de interes si testarearezonatelor sonice);• Activitati:- proiectarea schemei de principiu, simularea functionarii;- stabilirea algorimului de evaluare fuzzy al potentialului oncologic dinconstelatia semnaturii termice (regiunea de interes se va selecta manual);- realizarea modelului demonstrator, soft si hard ;- stabilirea si aprobarea algoritmului de investigatie a pacientilor pentrudetectia precoce a cancerului;- completarea bazei de date cu valorile masurate scinti – eco- termo;- compararea imaginilor termo de la camera IR cu cele de lademonstrator;- testarea locala, pre- si postoperator, a analizorului dotat cu inteligentaartificiala;-optimizarea algoritmului de procesare fuzzy –haotica a semnaturiitermice;- demonstrarea funcţionalităţii şi utilităţii modelului demonstrator;- participarea tinerilor absolvenţi la ateliere de lucru şi cursuri deperfecţionare (posibil daca se aproba proiectul bilateral cu Univ. Patras,Grecia);- diseminarea şi publicarea rezultatelor;- atribuirea drepturilor de proprietate intelectuală si depunerea debrevete;- organizare workshop si gasirea solutiilor optime de fabricatie.