Schválené projekty 2015

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2015

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 52 908 039 Kč

Z toho 2.5% - 1 320 739 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakultapřidělená částka v Kč
FBI  1 172 500
EKF  4 962 700
FAST  3 070 000
FS  8 256 000
FEI 12 282 100
HGF  5 433 000
FMMI  6 188 000
VC 10 223 000
CELKEM 51 587 300
KódSP2015/189
Název projektuVytvoření nástroje pro paralelní segmentaci snímků počítačové tomografie
ŘešitelKarásek Tomáš Ing., Ph.D.
Školitel projektu
Období řešení projektu01.01.2015 - 31.12.2015
Předmět výzkumuCílem tohoto projektu je implementace algoritmů pro digitální zpracování obrazu se zaměřením na rozpoznávání lidských orgánů ze snímků počítačové tomografie (CT). Pro vytvoření 3D modelu daného orgánu je potřeba provést segmentaci velkého počtu snímků. Jelikož běžně dostupné softwary používané pro tuto segmentaci nepodporují paralelní zpracování obrazu je tato segmentace časově velmi náročná. V rámci tohoto projektu bude vytvořen nástroj pro paralelní segmentaci snímků. V rámci implementace bude použita kombinace OpenMP a MPI a tento nástroj bude optimalizován pro hybridní systém s kombinací Intel Xeon a Intel Xeon Phi. Tento projekt bude probíhat v rámci právě se rozbíhající spolupráce s Fakultní Nemocnicí v Ostravě, Lékařskou Fakultou Ostravské Univerzity a Univerzitou v Gliwicích.
Členové řešitelského týmuIng. Milan Jaroš
Ing. Tomáš Karásek, Ph.D.
Ing. Marek Pecha
Ing. Lubomír Říha, Ph.D.
Ing. Petr Strakoš, Ph.D.
Ing. Alena Ješko, Ph.D.
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Tento projekt bude řešit tým ve složení:
Ing. Milan Jaroš, zaměstnanec IT4I, PhD. student v prezenční formě studia, Ing. Alena Vašatová, zaměstnanec IT4I, PhD. student v prezenční formě studia, Marek Pecha, zaměstnanec IT4I , Ing. student v prezenční formě studia

Dosavadní výstupy:
Milan Jaroš ,“Rendering and Post-processing of OpenFOAM CFD Simulations“, Modelling 2014
Petr Strakos, Milan Jaros, Tomas Karasek, Tomas Kozubek, Petr Vavra nad Tomas Jonszta ,“Review of the Software Used for 3D Volumetric Reconstruction of the Liver“, GRAPP Berlin 2015
Petr Strakos, Milan Jaros, Tomas Karasek, Tomas Kozubek, Petr Vavra and Tomas Jonszta „Parallelization of image segmentation algorithm for Intel Xeon Phi with application to medical imaging“, Pareng 2015
Petr Strakos, Milan Jaros, Tomas Karasek, Tomas Kozubek, Petr Vavra and Tomas Jonszta ,“Advanced image processing methods for automatic liver segmentation“, IACM 2015
Milan Jaros, Petr Strakos, Tomas Karasek, Tomas Kozubek, Petr Vavra a Tomas Jonszta ,“Rekonstrukce jater z výpočetní tomografie za pomocí VTK knihoven“, SNA 2015

Cílem projektu je vytvoření nástroje pro automatickou segmentaci medicínských snímků (CT) a následnou tvorbu 3D modelů jednotlivých orgánů. Použitelnost tohoto nástroje bude demonstrována na vytvoření 3D modelu jater ze snímků počítačové tomografie. Tento projekt bude probíhat v rámci spolupráce s Fakultní Nemocnicí v Ostravě, Lékařskou Fakultou Ostravské Univerzity a Univerzitou v Gliwicích. V rámci uvedené spolupráce se plánuje podání projektu v rámci výzvy Horizont 2020. Dalšími plánovanými výstupy jsou společné publikace s výše uvedenými partnery, zejména s lékaři LFOU, registrovaný software a v případě, že se podaří nalézt průmyslového partnera také podání projektu v rámci výzev TAČRu.

Při plánování velmi komplikované chirurgické operace jakou resekce jater bezpochybně je, je existence 3D modelu tohoto orgánu jedinou z možností jak zjistit zda je takováto konkrétní operace proveditelná či nikoliv. U resekce jater je zcela nezbytné, aby po odebrání části jater zbyla pacientovi dostatečná část tohoto orgánu. V opačném případě by tento pacient zemřel. Jedině pomocí 3D modelu je možno poměrně přesně určit kudy chirurg povede plánované řezy a jak velká část orgánu bude odebrána. V současné době existuje několik open source produktů pro segmentaci medicínských snímků a následnou tvorbu 3D modelů jednotlivých orgánů. Nevýhodou těchto softwarů je to, že nepodporují paralelní zpracování jednotlivých snímků a přesnost automatického rozpoznávání orgánů jako jsou játra nepřevyšuje 85%. Navíc jsou tyto softwary zcela nevhodné pro rozpoznání krevního řečiště. Cílem tohoto projektu je vytvoření nástroje pro automatickou segmentaci medicínských snímků a následnou tvorbu 3D modelů jednotlivých orgánů včetně krevního řečiště s vysokou přesností automatického rozpoznávání.

Na začátku projektu bude vytvořena první verze softwaru. Tato verze bude obsahovat základní modul pro práci se snímky z počítačové tomografie, jednoduchý algoritmus (k-means) pro segmentaci jednotlivých snímků a modul pro vytvoření následného 3D modelu jater. Tato předběžná verze bude dále zdokonalována. Hlavním cílem je, aby tato první verze byla dokončena co nejdříve a mohla být využita k polo-automatické tvorbě 3D modelu jater. Tyto 3D modely jater vytvořené v rámci výše uvedené spolupráce studenty LFOU budou následně použity jako referenční modely pro zkvalitňování algoritmů a postupů pro segmentaci snímků počítačové tomografie. V dalším průběhu projektu bude kladen důraz na paralelní implementaci vybraných algoritmů jako jsou kmeans, level sets a morphing. Tyto algoritmy případně jejich kombinace budou tvořit základ vyvíjeného nástroje pro paralelní segmentaci snímků počítačové tomografie. Každý z implementovaných algoritmů bude otestován a jeho přesnost rozpoznání bude porovnána s referenčními modely.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,-0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)0,-0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia60000,-60000,-
3. Materiálové náklady0,-548,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-11447,-
5. Služby0,-0,-
6. Cestovní náhrady81300,-69305,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory15700,-15700,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady157000,-
Uznané náklady157000,-
Celkem běžné finanční prostředky157000,-157000,-