Ε & Α Δραστηριότητες

Οι κύριες ερευνητικές περιοχές του εργαστήριου Υπολογιστικής Βιο-Ιατρικής είναι: 

Βιοϊατρική Πληροφορική: Το εργαστήριο Υπολογιστικής Βιο-Ιατρικής εστιάζει στην βιοϊατρική πληροφορική και συγκεκριμένα στις ακόλουθες διεπιστημονικές κατευθύνσεις: (α) Ολοκλήρωση και ανάλυση γονιδιωματικής και ιατρικής κλινικής πληροφορίας μέσω της χρήσης οντολογιών, (β) παράλληλων και κατανεμημένων υψηλού υπολογιστικού κόστους βιοϊατρικών εφαρμογών ανάλυσης μοριακών δεδομένων, (γ) ανάλυση, προσομοίωση και μοντελοποίηση πολύπλοκων βιοϊατρικών διαδικασιών, (δ) σχεδιασμό και ανάπτυξη μεθόδων εξόρυξης δεδομένων, αλγορίθμων, και συστημάτων υποστήριξης κλινικών αποφάσεων.

Εξατομικευμένα σύγχρονα συστήματα ηλεκτρονικής υγείας και παρακολούθησης: Το εργαστήριο Υπολογιστικής Βιο-Ιατρικής αναπτύσσει ολοκληρωμένα συστήματα παροχής εξατομικευμένων ιατρικών υπηρεσιών και υπηρεσιών ηλεκτρονικής υγείας, για την πρόληψη και παρακολούθηση ασθενειών (χρόνιων και μη) με σκοπό τη βελτίωση της ποιότητας ζωής και την ενεργή πρόληψη. Οι τεχνολογίες αυτές, επικεντρωμένες στο προσωπικό φάκελο υγείας, υποστηρίζουν την εξ’ αποστάσεως παρακολούθηση και συλλογή δεδομένων ιατρικών αισθητήρων, τη σημασιολογική ανάλυση, την  εξατομικευμένη ανίχνευση ενδείξεων επιδείνωσης μίας νόσου και την παροχή συστάσεων στον ασθενή, οικείο ή κηδεμόνα. Οι δραστηριότητες μας περιλαμβάνουν έξυπνες τεχνολογίες παρακολούθησης, συλλογής, μετάδοσης και εκτίμησης βϊοσημάτων με τη χρήση σταθερών ή κινητών επικοινωνιακών συστημάτων και τη δημιουργία σύγχρονων τηλεπικοινωνιακών υποδομών αδιάλειπτης μεταγωγής ιατρικών πληροφοριών (ξεπερνώντας τις αστάθειες και τις ετερογένειες των υπαρχόντων) τηλεπικοινωνιακών δικτύων ή ακόμα και τη σποραδική έλλειψη δικτυακών υποδομών).

Υπολογιστική Ιατρική: Την τελευταία δεκαετία, το εργαστήριο συμμετέχει ενεργά στην ανάπτυξη εξατομικευμένων πολύ-επιπέδων υπολογιστικών μοντέλων για την καλύτερη κατανόηση της φυσιολογίας και της παθολογίας των ανθρωπίνων οργάνων, με ιδιαίτερη έμφαση σε μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις, τον καρκίνο. Στόχος μας είναι η ταχύτερη δυνατή μεταφορά των επιστημονικών ευρημάτων, που προκύπτουν από εργαστηριακές, κλινικές/ πληθυσμιακές μελέτες και in-silico (στον υπολογιστή)  μελέτες μοντέλων πρόβλεψης της εξέλιξης της νόσου, στην κλινική πράξη με σκοπό την βέλτιστη αντιμετώπιση της νόσου. Οι προσεγγίσεις μας επικεντρώνονται στην ανάπτυξη πολύ-επίπεδων μαθηματικών μοντέλων προσομοίωσης εξέλιξης του καρκίνου για τον έλεγχο διαφορετικών θεραπευτικών παρεμβάσεων σε κάθε ασθενή.

Ανάλυση Δεδομένων Ιατρικής Απεικόνισης: Η ιατρική απεικόνιση δυναμικής Μαγνητικής τομογραφίας (DCE MRI) και η ανάλυση των δεδομένων που προκύπτουν στηρίζεται μεταξύ άλλων στην εκτίμηση φαρμακοκινητικών παραμέτρων των σκιαγραφικών ενώσεων που χορηγούνται στη κλινική πράξη. Στα πλαίσια αυτά, αξιοποιώντας και την καλώς τεκμηριωμένη χρήση προγραμμάτων και εργαλείων προσομοίωσης in silico (στον υπολογιστη) κλινικών μελετών που βασίζονται στη φυσιολογία του ανθρωπίνου σώματος, προσπαθούμε να συνδυάσουμε τις τεχνικές ιατρικής απεικόνισης με βασιζόμενα στη φυσιολογία φαρμακοκινητικά μοντέλα (ΡΒ/ΡΚ) για την in silico εκτίμηση της κινητικής των σκιαγραφικών ενώσεων σε πληθυσμιακό επίπεδο, επικεντρώνοντας κυρίως σε σκιαγραφικές ενώσεις του γαδολινίου που χρησιμοποιούνται στη DCE-MRI. Στα πλαίσια αυτής της δραστηριότητας έχουν αναπτυχθεί μια σειρά από υπολογιστικά εργαλεία/ μοντέλα για την εκτίμηση φυσιολογικών παραμέτρων, όπως η σταθερά της αγγειακής διαπερατότητας ktrans που είναι στενά συνδεδεμένη με την αγγειογένεση στον καρκίνο. Επίσης αναπτύσσουμε εργαλεία για την εκτίμηση βιοδεικτών από δεδομένα Απεικόνισης Μοριακής Διάχυσης για τον χαρακτηρισμό του μικροπεριβάλλοντος του ιστού ή όγκου από την κίνηση των μορίων του νερού. Τα εργαστήριο συνεργάζεται στενά με την Ακτινολογική κλινική του Πανεπιστημιακού Γενικού Νοσοκομείου Ηρακλείου (ΠΑ.Γ.Ν.Η.)  και άλλους ανάλογους ευρωπαϊκούς οργανισμούς για την κλινική επιβεβαίωση και χρήση των εργαλείων αυτών στην κλινική πράξη.

Υπολογιστικές Νευροεπιστήμες: Οι ερευνητικές δραστηριότητες του εργαστηρίου που στοχεύουν στο ιδιαίτερα δύσκολο πρόβλημα της αξιολόγησης της λειτουργίας του εγκεφάλου εστιάζουν κυρίως στην εκτίμηση γραμμικών και μη φαινομένων συγχρονισμού των νευρωνικών δυναμικών. Τα φαινόμενα αυτά αποτελούν έναν σημαντικό μηχανισμό με τον οποίο συγκεκριμένες περιοχές του φλοιού και υποφλοιού συνεργάζονται για να επιτύχουν συγκεκριμένες εγκεφαλικές λειτουργίες. Ανάλογοι μηχανισμοί δύναται να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση συγκεκριμένων δυσλειτουργιών και παθολογικών καταστάσεων. Στόχος μας είναι ο εμπλουτισμός του κλινικού οπλοστασίου με νέα εργαλεία έγκυρης και έγκαιρης ανίχνευσης παθολογικών καταστάσεων, καθώς και ή ανάπτυξη τεχνολογιών υποστήριξης ασθενών με αναπηρία.

Μεταφραστική Βιοπληροφορική:  Οι προσπάθειές μας επικεντρώνονται στο σχεδιασμό, την ανάπτυξη και την προσαρμογή μεθοδολογιών και εργαλείων ανακάλυψης γνώσης από ετερογενή κλινικο-γονιδιακά δεδομένα, καθώς και στην αποτελεσματική ολοκλήρωση και ανάλυση κατανεμημένων πηγών κλινικο-γονιδιωματικής γνώσης (π.χ., συλλογή, επεξεργασία και διασπορά φαρμακογονιδιωματικής γνώσης) με στόχο την ενίσχυση και υποστήριξη πρωτοκόλλων εξατομικευμένης και στρωματοποιημένης ιατρικής (individualized and stratified medicine). Επίσης, σημαντικοί τομείς της έρευνάς μας επικεντρώνονται στη θεωρητική και αλγοριθμική έρευνα για τη βελτίωση των υφιστάμενων μεθόδων ανάλυσης βιολογικών δεδομένων και την εύρεση λύσεων σε νέα προβλήματα, καθώς και τις εφαρμογές προηγμένων τεχνικών σε υπολογιστικές μεθόδους (π.χ., αιτιατά μοντέλα) με το στόχο την ανακάλυψη νέας βιολογικής γνώσης, και τη παροχή των σχετικών εργαλείων, συστημάτων και υπηρεσιών.

© Copyright 2007 FOUNDATION FOR RESEARCH & TECHNOLOGY - HELLAS, All rights reserved.