Visaptverošs kaulu un muskuļu audu stāvokļa novērtējums, izmantojot kvantitatīvu ultraskaņu (BoMUS)

„Visaptverošs kaulu un muskuļu audu stāvokļa novērtējums, izmantojot kvantitatīvu ultraskaņu (BoMUS)”

Projekts Nr. lzp-2021/1-0290

Projekta mērķis ir izpētīt zinātnisko pamatu jaunai ultraskaņas tehnoloģijai (BoMUS), lai visaptveroši raksturotu kaulu un muskuļu stāvokli audu sastāva un struktūras ziņā.

Projekta sadarbības partneris:  Rīgas Tehniskā universitāte

BoMUS tehnoloģijas pamatā ir uzlabota ultraskaņas signālu apstrāde, kas iegūta, skenējot cilvēka ekstremitātes, izmantojot dažādus akustiskos režīmus un izmantojot attēla atpazīšanas metodes. Lēmumu pieņemšanas noteikumi vai vairāki informatīvi ultraskaņas rādītāji palīdz novērtēt interesējošos faktorus (FOI), kas noteic kaulu un muskuļu audu kvalitāti. FOI ietver kortikāla biezumu, porainību un mineralizācijas pakāpi kaulaudiem un liesu muskuļu saturu, zemādas un intramuskulāros taukus un muskuļu tūsku. Galvenā novitāte ir daudzdimensiju digitālo signālu matricu analīze dažādās ultraskaņas frekvencēs, izmantojot mākslīgā intelekta elementus. Kaulu un muskuļu daļu apvienošana kopējā diagnostikas sistēmā ir īpaši izdevīga, ņemot vērā kaulu un muskuļu attiecību koncepciju un kopīgu uzraudzību novecošanās, fiziskās aktivitātes, imobilizācijas, osteoporozes un sarkopēnijas aspektos. BoMUS pārvarēs esošās kvantitatīvās ultraskaņas ierobežojumus un paplašinās diagnostisko jaudu. Projekta aktivitātes ietver eksperimentālu dizainu, laboratorijas pētījumus, datu apstrādes izstrādi, tehnoloģiju pārbaudi un rezultātu izplatīšanu. Rezultāti pavērs perspektīvu turpmākai pētniecībai un attīstībai, lai sasniegtu augstāku TRL, un komercializācijas pasākumiem.

5.aprīlī 2022.g. plkst.11.00  auditorijā „A” notiks 2.laboratorijas zinātniskās grupas atklātais seminārs par LZP FLPP projektiem. “Betona virsmas slāņu pasliktināšanās stadijas atpazīšana, izmantojot akustisko virsmas viļņu spektroskopiju (BetSpek)” Nr. lzp-2020/2-0033 (noslēguma seminārs) un ”Visaptverošs kaulu un muskuļu audu stāvokļa novērtējums (BoMUS)” Nr. lzp-2021/1-0290 (projekta uzsākšanas seminārs).

 Semināra programma.

1.   A.Tatarinovs „Projekts BetSpek: galvenie dati, mērķi, aktivitātes, rezultātu kopsavilkums”;
2. G.Šahmenko „Betona virsmas problēmas. Stāvokļu modeli. Tehnoloģijas pielietošanas perspektīvas”;
3. A.Kalinovskis „Eksperimentāls ultraskaņas skenēšanas ierīce: mehatronikas dizains un ultraskaņas elektronika”;
4. A.Tatarinovs „Ultraskaņas spatiotemporālie profili betonos – avota dati”;
5. A.Čaplinska „Matemātiskie datu apstrādes pieejas, risinājumi un programmatūra”;
6. A.Tatarinovs „BetSpek projekta secinājumi un attīstības perspektīvas”;
7. Jautājumi un diskusija par projektu BetSpek;
8. A.Tatarinovs „Projekts BoMUS: idejas un izcelšanās, galvenie dati, plānotās aktivitātes”;
9. Jautājumi un diskusija par projektu BoMUS.

Kaulu un muskuļu ultrasonometra BoMUS demonstrācija zinātnieku nakts laikā 27.09.2024.g. EDI izstrādāts eksperimentālais komplekss LZP FLPP projekta lzp-2021/1-0290 “Kaula un muskuļu audu stāvokļa komplekss novērtējums, izmantojot kvantitatīvo ultraskaņu” (BoMUS) ietvaros.  Iepazīstina viens no projekta īstenotājiem Mg.sc.ing. Dans Laksis.

EDI izstrādāts eksperimentālais komplekss LZP FLPP projekta lzp-2021/1-0290 “Kaula un muskuļu audu stāvokļa komplekss novērtējums, izmantojot kvantitatīvo ultraskaņu” (BoMUS) ietvaros Kaulu un muskuļu ultrasonometrs BoMUS

Pētniecības jomas, kas saistītas ar kaulu un muskuļu stāvokļa kvantitatīvo noteikšanu:

• Ar novecošanu saistīta kaulu un muskuļu atrofija: osteoporoze un sarkopēnija;
• Treniņu ietekme un slodzes trūkums: sports, imobilizācija, antigravitācija;
• Vielmaiņas un slimību ietekme: aptaukošanās, tūskas, slikta mineralizācija, osteopēnija

Publikācijas

V. Glushkov, N. V. Glushkova, O. A. Ermolenko and A. M. Tatarinov.. Extracting guided wave characteristics of bone phantoms from ultrasonometric data for osteoporosis diagnosis. 2022 Days on Diffraction (DD), IEEE, 2022. : https://doi.org/10.1109/DD55230.2022.9961013 (https://www.edi.lv/en/publications/extracting-guided-wave-characteristics-of-bone-phantoms-from-ultrasonometric-data-for-osteoporosis-diagnosis-2/)

Sisojevs, A.; Tatarinov, A. and Chaplinska, A. (2023). Evaluation of Factors-of-Interest in Bone Mimicking Models Based on DFT Analysis of Ultrasonic Signals. In Proceedings of the 12th International Conference on Pattern Recognition Applications and Methods – ICPRAM; ISBN 978-989-758-626-2; ISSN 2184-4313, SciTePress, pages 914-919. DOI: 10.5220/0011742800003411 (https://www.scitepress.org/PublishedPapers/2023/117428/)

Aleksejs Tatarinov*, Aleksandrs Sisojevs and Anastasija Chaplinska (2023). Pattern recognition based approach for extraction of factors of interest from ultrasonic data. In: International Workshop on Embedded Digital Intelligence (IWoEDI’2023), (https://events.edi.lv/iwoedi2023/wp-content/uploads/sites/2/2023/06/IWoEDI-2023-Pattern-recognition-algorithms-for-extraction-of-factors-of-interest-from-ultrasonic-data.pdf)

Chuchalina, M.; Sisojevs, A. and Tatarinov, A. (2024). Determination of Factors of Interest in Bone Models Based on Ultrasonic Data. In Proceedings of the 13th International Conference on Pattern Recognition Applications and Methods – ICPRAM; ISBN 978-989-758-684-2; ISSN 2184-4313, SciTePress, pages 281-287. DOI: 10.5220/0012358500003654 (https://www.scitepress.org/PublicationsDetail.aspx?ID=z3HhxwvVLoI=&t=1)

Mironovs, V., Tatarinov, A., Abayev, A. and Zemchenkovs, V. (2024) Experimental system for investigating processes of shock freezing of meat. Agronomy Research, Vol. 22, Special Issue 1., pp. , 495–502, DOI: 10.15159/AR.24.038 (https://dspace.emu.ee/server/api/core/bitstreams/81cda952-d98a-4760-8a8d-053bb9fa496e/content )

Mamontovs M., Sisojevs A. and Tatarinov A. (2024). Bone porosity and thickness evaluation by ultrasonic signals using pattern recognition. In Proceedings of the International Conferences on Interfaces and Human Computer Interaction 2024, Game and Entertainment Technologies 2024 and Computer Graphics, Visualization, Computer Vision and Image Processing 2024 – Part of the 18th Multi Conference on Computer Science and Information Systems 2024, Budapest, Hungary, 13 – 15 July 2024, pp. 200 – 204. ISBN: 978-989-8704-58-0

Laksis Dans, Tatarinovs Aleksejs, Freivalds Kārlis  “Wavelet transform based decomposition of ultrasound signals for cortical bone model evaluation” EUSIPCO 2024 32^nd EUROPEAN SIGNAL PROCESSING CONFERENCE, August 26-30, 2024. LYON, FRANCE. https://eurasip.org/Proceedings/Eusipco/Eusipco2024/pdfs/0001496.pdf

 Jegors Lukjanovs, Aleksandrs Sisojevs , Alexey Tatarinov and Tamara Laimiņa  “Application of Neural Networks to Ultrasonic Data for Discrimination of Fat Types in Muscle Tissue Models” 6th International Conference on Deep Learning Theory and Applications (DELTA’2025); Bilbao-Spain. 12-13 June,2025. Communications in Computer and Information Science, vol 2627. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-032-04339-9_13

 Vladislavs Agarkovs, Aleksandrs Sisojevs, Alexey Tatarinov and Tamara Laimiņa  “Evaluation of Factors-of-Interest in Muscle Phantoms Based on Ultrasonic Data” Nordic-Baltic Conference of Biomedical Engineering 2025& Polish Conference on Biocybernetics and Biomedical Engineering 2025 (NBC 2025& PCBBE 2025) 2025 June16-18, WARSAW, POLAND. IFMBE Proceedings, vol 131. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-96538-8_3

Alexey Tatarinov, Aleksandrs Sisojevs “Evaluation of osteoporosis features in cortical bone models using pattern recognition methods applied to ultrasound data.” Ultrasonics, Volume 158, February 2026, 107828. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2025.107828

Viktors Mironovs,Marija Osipova,Pavel Akishin, Vjcheslavs Zemchenkovs and Dmitrijs Serdjuks “Methods for Evaluating the Elastic Properties of Stainless Steel Perforated Plates”. Metals 2025, 15(7), 711; https://doi.org/10.3390/met15070711 (Journal Rank: JCR – Q2 (Metallurgy and Metallurgical Engineering) / CiteScore – Q1 (Metals and Alloys))

Prezentācijas starptautiskās konferencēs:

Alexey Tatarinov*, Aleksandrs Sisojevs, Anastasia Chaplinska “Identification of Osteoporosis Diagnostic Signs in Cortical Bone Models Examined by Axial Transmission Ultrasound” QMSKI  13.06.2022. – 17.06. 2022. Noordwijk, Netherlands. https://qmski.org/

Sisojevs, A.*, Tatarinov, A. and Chaplinska, A. ”Evaluation of Factors-of-Interest in Bone Mimicking Models Based on DFT Analysis of Ultrasonic Signals.”, 12th International Conference on Pattern Recognition Applications and Methods (ICPRAM’2023), February 22 – 24, 2023, Lisbon, Portugal

Tatarinov, A.*, Aleksandrs Sisojevs A. and Chaplinska A. “Pattern recognition based approach for extraction of factors of interest from ultrasonic data”, International Workshop on Embedded Digital Intelligence (IWoEDI’2023), June 20 – 22 2023., Riga, Latvia.

Tatarinov*, J. Kuzmina, V. Mironovs “Estimation of possibility for differential ultrasonic assessment of fat and water contents in meat” 64th International Scientific Conference of RTU, October 12 – 17, 2023. Riga, Latvia. (https://www.rtu.lv/writable/public_files/RTU_1_book_1_rtu_konf_2023.pdf)

Chuchalina, M.*, Sisojevs, A. and Tatarinov, A. “Determination of Factors of Interest in Bone Models Based on Ultrasonic Data.” 13th International Conference on Pattern Recognition Applications and Methods, February 24-26, 2024, Rome, Italy.

Iesaistītie zinātnieki

Mg.sc.ing. Dans Laksis

Bijušais EDI zinātniskais asistents


Dr. sc. ing. Aleksejs Tatarinovs
Vadošais pētnieks
+371 28698869
[protected]


Mg. math. Tamāra Laimiņa
Projektu administratīvā vadītāja
+371 67558202; +371 67558207.
[protected]

Saistītās ziņas

Eiropas signālu apstrades konference EUSIPCO 2024, Liona, Francija

Lasīt vairāk