Projektbeschreibung
Von Schallwellen bis zur Blasendynamik
Bei der Ultraschalldiagnostik werden hochfrequente Schallwellen eingesetzt, um Bilder aus dem Körperinneren zu erzeugen. Bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs ist die Bildgebung der Gefäße und des Blutflusses der Schlüssel zur Überwindung der derzeitigen Hürden bei Diagnose und Behandlung. Die heute üblichen klinischen Bildgebungsverfahren bieten jedoch noch keine ausreichende räumlich-zeitliche Auflösung. Zur Bewältigung dieser Problematik wird das vom Europäischen Forschungsrat (ERC) finanzierte Projekt Super-FALCON die nichtlineare Dynamik neuartiger Kontrastmittel nutzen: monodisperse Mikroblasen. Mithilfe von tiefem Lernen und GPU-beschleunigten Simulationen wird es Bilder von hochaufgelösten Blasenwolken wiederherstellen. Im Rahmen des Projekts wird zudem ein neues Modell für eingeschlossene Blasen entwickelt, die als nichtlineare Sensoren für die Abbildung von Kapillaren eingesetzt werden. Ziel ist es, grundlegende Erkenntnisse über die Dynamik von eingeschlossenen Blasen, die inhomogene Ausbreitung des Ultraschalls und Dekonvolutionsstrategien zu gewinnen. Super-FALCON könnte einen Paradigmenwechsel hin zu einer patientenspezifischen Behandlung einleiten.
Ziel
Our healthcare system is under unsustainable strain owing, largely, to cardiovascular diseases and cancer. For both, imaging vasculature and flow precisely is paramount to reduce costs while improving diagnosis and treatment. Specifically, the focus is on the multiscale aspects of shear, vorticity, pressure and capillary bed (10-200 μm vessels) structure and mechanics. However, this requires an imaging depth of ~10 cm with a resolution of ~50μm. Furthermore, velocities often exceed 1m/s, which requires a frame rate of ~1000 fps. Clinical imaging modalities have so far been hindered by insufficient spatiotemporal resolution and there is thus a dire need for new techniques.
Plane-wave ultrasound enhanced with contrast microbubbles outperforms all modalities in safety, cost, and speed, and is thus the ideal candidate to address this need. The strategy I propose in Super-FALCON harnesses the nonlinear dynamics of monodisperse microbubbles. In WP1, I will use deep learning and GPU-accelerated acoustic simulations to recover super-resolved (1/20th of the wavelength) bubble clouds. In WP2, I will create a new model for confined bubbles, and use them as nonlinear sensors for capillary imaging. In WP3, I will disentangle attenuation and scattering using (physics-informed) deep learning and correct for wave distortion. This is needed to apply the strategies from WP1 and 2 in deep tissue. Finally, in WP4, I will use automatic segmentation to integrate the fundamental results of WP1, 2 and 3 into a technology that I will scientifically assess on vascularized ex vivo livers.
With Super-FALCON, my ambition is to generate a long-term impact both scientifically and societally. I will produce new fundamental knowledge about confined bubble dynamics, inhomogeneous ultrasound propagation, and deconvolution strategies as well as new experimental methods for flow imaging and characterization. In healthcare, Super-FALCON could initiate a paradigm shift towards patient-specific treatment.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Mikroskopie hochauflösende Mikroskopie
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Sensoren
- Medizin- und Gesundheitswissenschaften Klinische Medizin Onkologie
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Akustik Ultraschall
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
7522 NB Enschede
Niederlande
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.