Opis projektu
Ulepszona diagnostyka in vivo
W diagnostyce medycznej wykorzystuje się wiele różnych technologii, takich jak obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI). Aby skrócić czas ekspozycji i ograniczyć narażenie pacjenta na promieniowanie podczas takiego badania, skupieni wokół finansowanego przez UE projektu PATHOS naukowcy pracują nad optymalizacją rozdzielczości spektralnej i przestrzennej MRI. Systemy biologiczne to złożone i pełne zakłóceń środowiska, dlatego naukowcy tworzą nowe konfiguracje i protokoły badań oparte na spektroskopii NMR w celu zwiększenia precyzji detekcji wewnątrzcząsteczkowej i wewnątrztkankowej. Te nowatorskie narzędzia pomogą odkryć cechy biochemiczne, których dostrzeżenie utrudnia heterogeniczność tkanek, a zaawansowane przetwarzanie danych umożliwi kontrolę zakłóceń generowanych przez złożone środowiska biologiczne.
Cel
We plan to develop a radically new technology for the sensing of bio-systems and in-vivo diagnostics of biomedical conditions using hitherto unexploited tools of unconventional complex-system dynamical control and information sampling/processing. They will be founded on groundbreaking concepts and challenging experiments, with the following aims: (a) Magnetic-resonance imaging (MRI) and optically-detected magnetic-resonance (ODMR) sensing will be dramatically improved by orders of magnitude through highly selective cooling/suppression of thermal noisy background in-vivo with unprecedented spectral and spatial (subnano- or submicron-) resolution. It will be based on so far unemployed (but conceptually proven) stochastic (anti-) Zeno effects and collective-spin cooling pioneered by the partners of this very interdisciplinary consortium. (b) Development of novel probing configurations and protocols: NMR intra-molecule/intra-tissue sensing and intra-cell NV-center thermometry based on dynamical control being aimed at unravelling of hitherto invisible biochemical activity features masked by inhomogeneous broadening. (c) Advanced sensing-data processing, including high-order correlation spectroscopy – innovative strategies that seek to exploit dynamically controlled/modified noise in bio-systems as a source of previously untapped information on physiological (temporal) processes and anatomical (structural) detail. This information will be obtained by treating bio-systems as complex, noisy “environments” through novel probing/estimation procedures and compressed (sparse) imagery of the spectrally and spatially structured “environment”, but reducing drastically their complexity by dynamically controlling the relevant information encoded by key noise parameters. The overarching goal will be to substantially enrich the spatial and spectral information content and robustness of diverse medical diagnostic procedures and thereby minimize the exposure time/irradiation dosage.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
50121 Florence
Włochy