Διονύσιος Κάβουρας, Ομότιμος Καθηγητής

• 1. Εφαρμογές της  Μηχανικής Μάθησης και Βαθειάς Μάθησης σε δεδομένα προερχόμενα από:
     α) Ακτινολογία-Ακτινοδιαγνωστική
     β) Παθολοανατομία
     γ) Βιοπληροφορική
     δ) Χημειοπληροφορική
     Προαπαιτούμενα: Καλή γνώση μηχανικής μάθησης και προγραμματισμού σε Python

Ιωάννης Κανδαράκης, Ομότιμος Καθηγητής

• 1. Φυσικές τεχνολογίες πειραματικής υλοποίησης κβαντικών υπολογιστών
     Διερεύνηση – μελέτη των βασικών φυσικών φαινομένων και τεχνολογιών που αφορούν στη δόμηση κβαντικών υπολογιστών. Πρόκειται ουσιαστικά για το υλικό μέρος (hardware) των κβαντικών bit (qubit), των κβαντικών καταχωρητών και μνημών και των κβαντικών πυλών. Νέα εντυπωσιακά φαινόμενα έρχονται στο φως μέσω της επιστημονικής έρευνας, που αναδεικνύουν ένα εντελώς νέο επιστημονικό τοπίο, πέραν και συχνά μακράν των συνήθων ηλεκτρονικών τεχνολογιών ημιαγωγών κλπ. Τέτοια κβαντικά φαινόμενα και καταστάσεις  είναι  π.χ. Παγίδευση ιόντων, Υπεραγώγιμες επαφές Josephson, Κοιλότητες Κβαντικής Ηλεκτροδυναμικής, Πυρηνικός Μαγνητικός Συντονισμός, Υλικά στερεάς κατάστασης, ιόντα σπανίων γαιών, Κβαντικές Τελείες, φερμιόνια Μαγιοράννα,. Για κάθε ένα από τα προαναφερθέντα πεδία θα μπορούσε να υπάρξει και ξεχωριστή διαφορετική διπλωματική εργασία με βαθύτερη ανάλυση του πεδίου ή μια ενιαία εργασία επισκόπησης όλων των πεδίων, που θα περιλαμβάνει και μια συγκριτική αξιολόγηση των προαναφερόμενων τεχνολογιών με διατύπωση συμπερασμάτων.
     Προαπαιτούμενα: Διάθεση για μελέτη στο πεδίο των Κβαντικών Επιστημών και Τεχνολογιών
  2. Κβαντική επεξεργασία πληροφοριών
     Η κβαντική επεξεργασία πληροφοριών αφορά στη χρήση κβαντομηχανικών φαινομένων (υπέρθεση, διεμπλοκή και κβαντική τηλεμεταφορά, συνοχή, συσχέτιση), εννοιών και κβαντικών αλγορίθμων στην εκτέλεση εργασιών επεξεργασίας πληροφοριών που δεν μπορούν να επιτευχθούν με τη χρήση συμβατικών τεχνολογιών πληροφορικής. Η κβαντική φυσική επιτρέπει τη διενέργεια υπολογισμών που είναι πολύ πέραν του δυνατού για έναν συμβατικό υπολογιστή. Τεχνολογίες επεξεργασίας πληροφοριών, όπως η κβαντική επικοινωνία και οι κβαντικές υπολογιστικές τεχνικές, είναι από τις πιο χαρακτηριστικές των τελευταίων δεκαετιών και έχουν φέρει επανάσταση σε πολλούς τομείς, ακόμα και της καθημερινότητας. Η τεχνολογική πρόοδος προχωρά με ιλιγγιώδη ταχύτητα και συχνά σημειώνεται ότι δεν υπάρχει ποτέ η κατάλληλη στιγμή για να αγορασθεί ένας νέος υπολογιστής, καθώς ένα ακόμα καλύτερο μοντέλο θα είναι σύντομα σε προσφορά. Το πεδίο αυτό θα μπορούσε να διαχωρισθεί σε δύο σκέλη: (α) κβαντική υπολογιστική και (β) κβαντικές επικοινωνίες, με αντίστοιχα θέματα για δύο διπλωματικές εργασίες.
     Προαπαιτούμενα: Διάθεση για μελέτη στο πεδίο των Κβαντικών Επιστημών και Τεχνολογιών
  3. Κβαντική Βιολογία και Κβαντικές Επιστήμες στην Ιατρική
     Η Κβαντική Βιολογία αφορά στη μελέτη των εφαρμογών της Κβαντικής Θεωρίας σε τομείς και προβλήματα της Βιολογίας. Σημαντικός αριθμός βιολογικών διεργασιών έχει κβαντικό χαρακτήρα και εμπλέκει κβαντικούς μηχανισμούς και αντίστοιχους υπολογισμούς, όπως π.χ. μετατροπές ενέργειας κατά τη διάρκεια διαδικασιών χημικών αντιδράσεων σε ένα βιολογικό σύστημα, διαδικασίες απορρόφησης φωτός, μεταφορά ηλεκτρονίων και υδρογόνου (πρωτονίων) σε διεργασίες όπως η όσφρηση, η κυτταρική αναπνοή κλπ. Επίσης περιπτώσεις που εμφανίζονται διεγέρσεις ηλεκτρονίων, μεταφορά ενέργειας διέγερσης κλπ. Στην Κβαντική Βιολογία χρησιμοποιούνται κβαντικά μοντέλα για μαθηματική μοντελοποίηση βιολογικών λειτουργιών και αντίστοιχοι υπολογισμοί.  Η Κβαντική Φυσική έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση σε πολλές πτυχές της καθημερινής ζωής, και η Ιατρική και η Υγειονομική Περίθαλψη δεν αποτελούν εξαίρεση. Οι νόμοι της Κβαντικής Φυσικής ορίζουν το ανθρώπινο σώμα ως κβαντικό σύστημα, από τις μικρότερες δονήσεις και ενεργειακές μονάδες που επικοινωνούν μεταξύ τους.  Η Κβαντική Φυσική θα μπορούσε να είναι το κλειδί τόσο για την επίλυση τρεχόντων ζητημάτων στην υγειονομική περίθαλψη όσο και στο να φέρει σε μια νέα εποχή ολοκληρωτικών φαρμάκων. Με την ολοκληρωμένη αξιοποίηση των πολύπλοκων κανόνων της Κβαντικής Μηχανικής, οι επιστήμονες στοχεύουν να κάνουν την ιατρική γρηγορότερη, λιγότερο επώδυνη και πιο εξατομικευμένη. Θέματα σχετικών διπλωματικών θα προκύψουν μετά από συζήτηση με τους ενδιαφερόμενους φοιτητές.
     Προαπαιτούμενα: Διάθεση για μελέτη στο πεδίο των Κβαντικών Επιστημών και Τεχνολογιών
  4. Μελέτη φθοριζόντων υλικών (φώσφοροι-σπινθηριστές) για χρήση σε ανιχνευτές απεικονιστικών συστημάτων
     Αξιολόγηση νέων φθοριζόντων υλικών για χρήση σε ανιχνευτές ακτινοβολίας, είτε μέσω πειραματικών μεθόδων προσδιορισμού παραμέτρων απόδοσης και ποιότητας εικόνας, είτε μέσω προσομοίωσης με αναλυτικά μαθηματικά μοντέλα και μεθόδους Μόντε Κάρλο.
  5. Φυσικές τεχνολογίες υλικού μέρους συστημάτων ψηφιακής ιατρικής απεικόνισης
     Η ψηφιακή απεικόνιση έχει πλέον παράδοση πολλών ετών, εκκινώντας από την Υπολογιστική Τομογραφία ακτίνων Χ (CT) και τη Μονοφωτονική Τομογραφία Εκπομπής  (SPECT) και φτάνοντας στα σύγχρονα συστήματα Ψηφιακής Ακτινογραφίας και Ακτινοσκόπησης καθώς και στα νεότερα τομογραφικά  συστήματα πολλαπλών ανιχνευτών και τομών, αλλά και στα υβριδικά συστήματα Μαγνητικού Συντονισμού-Τομογραφίας Ποζιτρονίων (PET-MRI)  κλπ. Σε αυτό το πεδίο μπορούν να υπάρξουν διάφορα θέματα διπλωματικών εργασιών που να αφορούν σε εξελιγμένους ηλεκτρονικούς οπτικούς αισθητήρες σε σύζευξη με νέα υλικά φωταύγειας (φθορισμού) και φωτοαγωγών σε συνδυασμό με αντίστοιχα ηλεκτρονικά επεξεργασίας, για (α) Ψηφιακή Ακτινογραφία, (β) Υπολογιστική Τομογραφία (CT) Ακτινοδιαγνωστικής, (γ) Πυρηνική Ιατρική-SPECT, (δ) Πυρηνική Ιατρική-PET, (ε) Υβριδικά συστήματα έως και θέματα για τεχνολογίες ραδιοσυχνοτήτων σε (στ) Απεικόνιση Μαγνητικού Συντονισμού και (ζ) Υπερηχογραφίας.
  6. Κοινωνικές μελέτες Επιστήμης και Τεχνολογίας
     Το πεδίο αυτό διαμορφώνεται διεθνώς (Science Technology and Society) και εντάσσεται βαθμιαία σε προγράμματα σπουδών καθώς και σε ερευνητικά προγράμματα σχολών και τμημάτων μηχανικών. Αφορά σε μελέτες κοινωνικού και ιστορικού χαρακτήρα της διαμόρφωσης της τεχνολογίας και της επιστημονικής έρευνας. Κάθε χρόνο δημοσιεύεται σημαντικός αριθμός εργασιών σε αυτό το πεδίο που περιλαμβάνουν και θέματα στο πλαίσιο της Βιοϊατρικής Μηχανικής. Προτείνονται τίτλοι που αφορούν σε κοινωνικές μελέτες Ιατρικής Απεικόνισης, αλλά και αντίστοιχα θέματα στα πεδία Γενετικής Μηχανικής, Βιοτεχνολογίας κλπ.

 

Παντελεήμων Ασβεστάς, Καθηγητής

• 1. Κατασκευή δικτύου ασύρματων αισθητήρων
     Σκοπός τη πτυχιακής εργασίας είναι να κατασκευαστεί ένα δίκτυο αισθητήρων το οποίο θα συλλέγει και θα μεταδίδει ασύρματα μετρήσεις από διάφορους αισθητήρες, με χρήση κατάλληλων πομποδεκτών. Οι μετρήσεις θα συγκεντρώνονται σε ένα σύστημα μικροελεγκτή (ARDUINO), το οποίο θα παράγει σήματα ελέγχου που θα οδηγούν συνδεδεμένες περιφερειακές συσκευές και εξαρτήματα (π.χ. LEDs, οθόνη LCD, ηχεία κ.λπ.). Επίσης, θα υπάρχει η δυνατότητα μετάδοσης στο δίκτυο ασύρματα (WiFi) ή ενσύρματα (Ethernet) για αποθήκευση σε βάση δεδομένων.
     Προαπαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα: Ηλεκτρονικά, Προγραμματισμός
  2. Κατασκευή συστήματος εντοπισμού θέσης ασθενών με άνοια
     Η άνοια είναι μία νόσος η οποία χαρακτηρίζεται από σοβαρή απώλεια της γενικής νοητικής ικανότητας. Το συνηθέστερο σύμπτωμα των ασθενών που πάσχουν από άνοια είναι η απώλεια μνήμης. Σκοπός της πτυχιακής είναι η κατασκευή μίας φορητής συσκευής η οποία θα παρέχει συνεχώς σε πραγματικό χρόνο τη θέση ενός ασθενής που πάσχει από άνοια. Η συσκευή θα βασίζεται στη χρήση της πλατφόρμας Arduino, η οποία θα φέρει κατάλληλη πλακέτα με σύστημα εντοπισμού θέσης (GPS). Η θέση από το GPS θα μεταδίδεται μέσω σύνδεσης GPRS σε ένα απομακρυσμένο διακομιστή (server) όπου και θα αποθηκεύεται σε μία βάση δεδομένων. Ο χρήστης μέσω προγράμματος περιήγησης θα είναι σε θέση να βλέπει στην οθόνη του υπολογιστή την εκάστοτε θέση του ασθενή σε χάρτη με χρήση Google Maps.
     Προαπαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα: Ηλεκτρονικά, Προγραμματισμός
  3. Κατασκευή αυτοκινούμενης συσκευής (ρομπότ) με δυνατότητα αναγνώρισης εμποδίων.
     Σκοπός της πτυχιακής είναι η κατασκευή ενός ρομπότ το οποίο θα είναι σε θέση να αναγνωρίζει και να αποφεύγει εμπόδια. Το ρομπότ θα ελέγχεται από την πλατφόρμα ARDUINO, η οποία θα επικοινωνεί με μία συσκευή κινητής τηλεφωνίας με λειτουργικό ANDROID. Η κάμερα της κινητής συσκευής θα συλλέγει εικόνες, οι οποίες θα αναλύονται με χρήση κατάλληλου λογισμικού που θα καθορίζει εάν υπάρχει κάποιο εμπόδιο ή όχι. Στην περίπτωση εμποδίου το ρομπότ θα καθοδηγείται ώστε να αλλάζει πορεία.
     Προαπαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα: Ηλεκτρονικά, Προγραμματισμός
  4. Καταγραφή ιατρικών δεδομένων ασθενών με ενσωμάτωση τεχνολογίας NFC
     Η τεχνολογία NFC (Near Field Communication) επιτρέπει την ασύρματη μετάδοση δεδομένων μεταξύ δύο συσκευών που βρίσκονται σε κοντινή απόσταση. Τα δεδομένα αυτά συνήθως αφορούν στην ταυτοποίηση ενός ατόμου. Στην παρούσα πτυχιακή, θα σχεδιαστεί και θα υλοποιηθεί ένα σύστημα το οποίο θα επιτρέπει την αποθήκευση σε μία βάση δεδομένων βιοσημάτων από έναν ασθενή ο οποίος θα είναι εφοδιασμένος με μία κάρτα NFC. Συγκεκριμένα, ένας η περισσότεροι αισθητήρες βιοσημάτων θα είναι συνδεμένοι σε μία συσκευή συλλογής η οποία θα υποστηρίζει την τεχνολογία NFC. Ένας ασθενής με μία κάρτα NFC θα ενεργοποιεί τη συσκευή, η οποία θα επικοινωνεί μέσω δικτύου με μία κεντρική βάση δεδομένων, θα αποστέλλει τα διαπιστευτήρια του ασθενή και αφού επιβεβαιωθεί η ταυτότητά του θα γίνεται αποθήκευση των δεδομένων.
     Προαπαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα: Ηλεκτρονικά, Προγραμματισμός
  5. Κατασκευή φορητής συσκευής καταγραφής ζωτικών σημείων
     Σκοπός της παρούσας πτυχιακής είναι η κατασκευή μίας φορητής συσκευής, τροφοδοτούμενης από μπαταρία, η οποία θα καταγράφει μετρήσεις των πιο βασικών λειτουργιών του σώματος. Συγκεκριμένα, θα καταγράφονται η θερμοκρασία του σώματος και ο καρδιακός ρυθμός με χρήση ηλεκτροδίων προκάρδιων ή κατά Einthoven. Η συσκευή θα παρέχει τη δυνατότητα τοπικής αποθήκευσης σε κάρτα SD ή απομακρυσμένης αποθήκευσης σε βάση δεδομένων.
     Προαπαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα: Ηλεκτρονικά, Προγραμματισμός

 

 

Ιωάννης Βαλαής, Καθηγητής

• 1. Έλεγχος βηματικών κινητήρων με AVR
     Ένδειξη βημάτων ή απόστασης, ένδειξη αριστερόστροφης ή δεξιόστροφης κίνησης, δυνατότητα ελέγχου θέσης, ένδειξη ορίων. Ποτενσιομετρική ρύθμιση ταχύτητας και διακόπτες αλλαγής φοράς κίνησης. Δυνατότητα σύνδεσης με υπολογιστή μέσω UART.
     Προαπαιτούμενα: Η παρακολούθηση του εργαστηρίου Σχεδιασμού & Κατασκευής Βιοϊατρικών Συσκευών.
  2. Εφαρμογές των AVR στην βιοϊατρική τεχνολογία, καταγραφές βιοσημάτων
     Μέτρηση θερμοκρασίας, πίεσης, pΟ₂, pCO₂, παλμική οξυμετρία κλπ., και ένδειξη σε οθόνη. Δυνατότητα σύνδεσης με υπολογιστή και πρόγραμμα ανάγνωσης και καταχώρησης θερμοκρασιών. Δυνατότητα ρύθμισης ορίων συναγερμού και τηλε-ειδοποίησης.
     Προαπαιτούμενα: Η παρακολούθηση του εργαστηρίου Σχεδιασμού & Κατασκευής Βιοϊατρικών Συσκευών.
  3. Χαρακτικό πλακετών CNC
     Μελέτη λειτουργίας χαρακτικού πλακετών CNC και επέκταση δυνατοτήτων για ανάγνωση, μετατροπή και υλοποίηση αρχείων GERBER.
     Προαπαιτούμενα: Η παρακολούθηση του εργαστηρίου Σχεδιασμού & Κατασκευής Βιοϊατρικών Συσκευών.
  4. Μελέτη και υλοποίηση πρωτοκόλλου αυτοματοποιημένης καταγραφής μετρήσεων
     Μελέτη και υλοποίηση πρωτοκόλλου αυτοματοποιημένης καταγραφής μετρήσεων από φωτοπολλαπλασιαστή χρησιμοποιώντας picoamperometer Keathley. Δημιουργία πρωτοκόλλου μετρήσεων ελεγχόμενη από τη σειριακή θύρα υπολογιστή (Λειτουργικό Windows/Linux) για καταγραφή τιμών, γραφική αναπαράσταση μετρήσεων και βασική στατιστική επεξεργασία τους.
     Προαπαιτούμενα: Η παρακολούθηση του εργαστηρίου Μεθοδολογίας Σχεδιασμού & Κατασκευής Βιοϊατρικών Συσκευών.
  5. Κατασκευή μετρητή καταναλωθείσας ηλεκτρικής ισχύος και υπολογισμού της ενέργειας σε  αυτοματοποιημένα ακτινολογικά συστήματα,  χρησιμοποιώντας την οδήγηση της γεννήτριας ακτίνων-Χ.
     Προαπαιτούμενα: Η παρακολούθηση του εργαστηρίου Σχεδιασμού & Κατασκευής Βιοϊατρικών Συσκευών.
  6. Κατασκευή ισχυόμετρου Laser με ψηφιακή ένδειξη. Δυνατότητα μετρήσεων ισχύος σε φάσματα εκπομπής UV, VIS, NIR. Εύρος μετρήσεων ισχύος από μW-Watt.
     Προαπαιτούμενα: Η παρακολούθηση του εργαστηρίου Σχεδιασμού & Κατασκευής Βιοϊατρικών Συσκευών.
  7. Εφαρμογές τρισδιάστατης σάρωσης και εκτύπωσης στη Βιοϊατρική Τεχνολογία. 3D-scanning & printing applications in Biomedical Engineering
     Προαπαιτούμενα: Η παρακολούθηση του εργαστηρίου Σχεδιασμού & Κατασκευής Βιοϊατρικών Συσκευών.
  8. Εφαρμογές σπιρομετρίας και κατασκευή πρωτοκόλλων παρακολούθησης αναπνευστικής ικανότητας.
     Προαπαιτούμενα: Η παρακολούθηση του εργαστηρίου Σχεδιασμού & Κατασκευής Βιοϊατρικών Συσκευών.

 

Ερρίκος Βεντούρας, Καθηγητής

• Ερευνητική περιοχή: Χρήση αλγορίθμων βαθειάς μάθησης για επεξεργασία βιοσημάτων
  Στις παρακάτω προτεινόμενες διπλωματικές εργασίες θα χρησιμοποιηθούν τεχνικές βαθειάς μάθησης, που αποτελούν ένα σχετικά νέο και αναπτυσσόμενο υπο-πεδίο των τεχνικών μηχανικής μάθησης. Οι τεχνικές θα χρησιμοποιηθούν για την αυτόματη ανίχνευση/ταξινόμηση βιοσημάτων.Ειδικά θέματα:

• 1. Χρήση αλγορίθμων βαθειάς μάθησης για επεξεργασία ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων υπνικών ατράκτων
     Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η χρήση τεχνικών βαθειάς  μάθησης για την αυτόματη ανίχνευση ατράκτων του ύπνου που καταγράφονται στο ηλεκτροεγκεφαλογράφημα.
     Είδος: Ερευνητική, Προγραμματιστική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Προγραμματισμός με MATLAB
  2. Χρήση αλγορίθμων βαθειάς μάθησης για επεξεργασία καταγραφών σακκαδικών κινήσεων
     Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η χρήση τεχνικών βαθειάς  μάθησης για την επεξεργασία καταγραφών σακκαδικών κινήσεων οφθαλμών σε υγιείς και ασθενείς.
     Είδος: Ερευνητική, Προγραμματιστική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Προγραμματισμός με MATLAB

Δημήτριος Γκλώτσος, Καθηγητής

• 1. Σχεδιασμός και μηχανολογική κατασκευή πλατφόρμας οπτικού μικροσκοπίου
     Ο σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή του μηχανολογικού τμήματος του οπτικού μικροσκοπίου, συμπεριλαμβανομένης της οπτικής πηγής, του τροφοδοτικού, των διαφραγμάτων, των οπτικών φίλτρων και διαμορφωτών της οπτικής δέσμης, της τράπεζας του δείγματος και των οπτικών στοιχείων παρατήρησης και μεγέθυνσης. Η κατασκευή θα γίνει με την χρήση απλών υλικών δίνοντας έμφαση στην ευκολία αναβάθμισης της διάταξης σε πολυπλοκότερες εφαρμογές, όπως την πρόβλεψη για χρήση α/ φθορισμού με ειδικές λάμπες φθορισμού και πηγές laser και β/ σε διάταξη συνεστιακής μικροσκοπίας (confocal microscopy).
     Είδος: Κατασκευαστική με έμφαση στον θεωρητικό σχεδιασμό
     Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση φυσικής, οπτικής, μηχανολογικού σχεδίου και άνεση στις κατασκευές
  2. Σχεδιασμός και κατασκευή τράπεζας συγκράτησης δειγμάτων μικροσκοπίου ελεγχόμενη από μικροεπεξεργαστή με δυνατότητα 4 βαθμών ελευθερίας κίνησης (xyz και περιστροφή)
     Ο σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή του μηχανολογικού τμήματος της τράπεζας συγκράτησης δειγμάτων μικροσκοπίου. Η κίνηση της τράπεζας θα ελέγχεται από μικροεπεξεργαστή με δυνατότητα 4 βαθμών ελευθερίας κίνησης (xyz και περιστροφή). Η κατασκευή θα γίνει με την χρήση απλών υλικών δίνοντας έμφαση στην ευκολία αναβάθμισης της διάταξης σε πολυπλοκότερες εφαρμογές, όπως την πρόβλεψη για χρήση α/ φθορισμού με ειδικές λάμπες φθορισμού και πηγές laser και β/ σε διάταξη συνεστιακής μικροσκοπίας (confocal microscopy).
     Είδος: Κατασκευαστική, Προγραμματιστική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση προγραμματισμού, ηλεκτρονικών, μηχανολογικού σχεδίου και άνεση στις κατασκευές
  3. Σχεδιασμός και κατασκευή θαλάμου επώασης και διατήρησης σταθερών περιβαλλοντολογικών συνθηκών (θερμοκρασία, υγρασία κ.α.) για in vivo μελέτες μικροσκοπίας
     Ο σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή του μηχανολογικού τμήματος θαλάμου επώασης και διατήρησης σταθερών περιβαλλοντολογικών συνθηκών (θερμοκρασία, υγρασία κ.α.) για in vivo μελέτες μικροσκοπίας. Οι συνθήκες του θαλάμου θα ελέγχονται με τη βοήθεια μικροεπεξεργαστή. Η κατασκευή θα γίνει με την χρήση απλών υλικών δίνοντας έμφαση στην ευκολία αναβάθμισης της διάταξης σε πολυπλοκότερες εφαρμογές, όπως την πρόβλεψη για χρήση α/ φθορισμού με ειδικές λάμπες φθορισμού και πηγές laser και β/ σε διάταξη συνεστιακής μικροσκοπίας (confocal microscopy).
     Είδος: Κατασκευαστική με έμφαση στον θεωρητικό σχεδιασμό
     Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση προγραμματισμού, ηλεκτρονικών, μηχανολογικού σχεδίου και άνεση στις κατασκευές
  4. Σχεδιασμός και κατασκευή λογισμικού επεξεργασίας και ανάλυσης εικόνας για εφαρμογές μικροσκοπίας
     Ο σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή λογισμικού επεξεργασίας και ανάλυσης εικόνας για εφαρμογές μικροσκοπίας για in vitro και in vivo μελέτες μικροσκοπίας. Το λογισμικό θα περιλαμβάνει λειτουργίες επεξεργασίας εικόνας (αναβάθμιση, αφαίρεση θορύβου κλπ) με έμφαση στην αποασαφοποίηση (deconvolution) και στην ανάλυση εικόνας (μέτρηση αντικειμένων, εξαγωγή χαρακτηριστικών, εντόπιση συσχετισμών κ.α.) για εφαρμογές στην συμβατική ιστοπαθολογία αλλά και στην μικροσκοπία φθορισμού.
     Είδος: Προγραμματιστική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση προγραμματισμού, επεξεργασίας εικόνας
  5. Σχεδιασμός και κατασκευή μεθόδων πειραματικής και θεωρητικής εκτίμησης της συνάρτησης σημειακής διασποράς οπτικών μικροσκοπίων με ταυτόχρονη εφαρμογή μεθόδων αποασαφοποίησης (deconvolution)
     Ο σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή μεθόδων πειραματικής και θεωρητικής εκτίμησης της συνάρτησης σημειακής διασποράς οπτικών μικροσκοπίων με ταυτόχρονη εφαρμογή μεθόδων αποασαφοποίησης (deconvolution). Το λογισμικό θα περιλαμβάνει λειτουργίες αναβάθμισης 2-διάστατης και 3-διάστατης εικόνας
     Είδος: Προγραμματιστική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση προγραμματισμού, επεξεργασίας εικόνας
  6. Σχεδιασμός και κατασκευή ανιχνευτή CCD ελεγχόμενο από μικροεπεξεργαστή για την προσαρμογή σε σύστημα οπτικής μικροσκοπίας
     Ο σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή ανιχνευτικής διάταξης CCD για προσαρμογή σε σύστημα οπτικής μικροσκοπίας. Η κατασκευή θα σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να αναβαθμιστεί με τη χρήση επιπλέον στοιχείων που θα επιτρέψουν την βελτίωση της ανιχνευτικής ικανότητας (π.χ. ψυχόμενα στοιχεία Peltier). Ο ανιχνευτής θα ελέγχεται πλήρως από μικροεπεξεργατή με σχετικό λογισμικό οδήγησης.
     Είδος: Κατασκευαστική, Προγραμματιστική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση ηλεκτρονικών, προγραμματισμού, επεξεργασίας εικόνας, μηχανολογικού σχεδίου και άνεση στις κατασκευές
  7. Σχεδιασμός και ανάπτυξη συμβολομέτρου Michelson για εφαρμογές μικροσκοπίας
     Ο σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή συμβολομέτρου Michelson για εφαρμογές μικροσκοπίας. Κατασκευή διάταξης μέτρησης απόστασης σάρωσης με την χρήση του συμβολομέτρου (όπως και στην ολογραφική μικροσκοπία). Η κατασκευή θα ελέγχεται πλήρως από μικροεπεξεργατή με σχετικό λογισμικό οδήγησης.
     Είδος: Κατασκευαστική, Προγραμματιστική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση οπτικής, ηλεκτρονικών, προγραμματισμού, μηχανολογικού σχεδίου και άνεση στις κατασκευές
  8. Σχεδιασμός και κατασκευή συστήματος laser για εφαρμογές μικροσκοπίας φθορισμού
     Ο σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή συστήματος laser για εφαρμογές μικροσκοπίας φθορισμού. Η διάταξη θα μπορεί να προσαρμοστεί σε οπτικά μικροσκόπια με την χρήση κατάλληλων συστημώτων φιλτραρίσματος και διαχωρισμού της ακτινοβολίας διέγερσης από την ακτινοβολία εκπομπής. Η κατασκευή θα ελέγχεται πλήρως από μικροεπεξεργατή με σχετικό λογισμικό οδήγησης.
     Είδος: Κατασκευαστική, Προγραμματιστική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση οπτικής, ηλεκτρονικών, προγραμματισμού, μηχανολογικού σχεδίου και άνεση στις κατασκευές
  9. Σχεδιασμός και κατασκευή συστήματος καταγραφής ακτινοβολίας με την χρήση κατευθυντήρα (pinhole) για εφαρμογές μικροσκοπίας
     Ο σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή συστήματος καταγραφής ακτινοβολίας με την χρήση κατευθυντήρα (pinhole). Η διάταξη θα μπορεί να προσαρμοστεί σε οπτικά μικροσκόπια για την μετατροπή τους σε συνεστιακά μικροσκόπια. Η διάταξη θα ελέγχει το άνοιγμα του κατευθυντήρα, θα ελέγχεται πλήρως από μικροεπεξεργατή και θα συνοδεύεται με το σχετικό λογισμικό οδήγησης.
     Είδος: Κατασκευαστική, Προγραμματιστική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση οπτικής, ηλεκτρονικών, προγραμματισμού, μηχανολογικού σχεδίου και άνεση στις κατασκευές
  10. Σύγχρονες τεχνικές/συστήματα οπτικής μικροσκοπίας με υψηλή διακριτική ικανότητα
      Ο σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι η καταγραφή των σύγχρονων συστημάτων υψηλής διακριτικής ικανότητας στην οπτική μικροσκοπία, όπως η συνεστιακή μικροσκοπία, η μικροσκοπία πολλαπλών φωτονίων, η 4PI μικροσκοπία, η μικροσκοπία STED, η μικροσκοπία GSD,η airy disk τεχνολογία, η structured illumination τεχνολογία, καθώς και τα νέα υβριδικά συστήματα ηλεκτρονικής/φωτονικής μικροσκοπίας. Θα γίνει ανάλυση των βασικών αρχών λειτουργίας, καταγραφή των υπαρχόντων εμπορικών και ερευνητικών συστημάτων, ανάπτυξη των εφαρμογών των συστημάτων αυτών στην ιατρική και βιολογία και συγκριτική τους αξιολόγηση.
      Είδος: Βιβλιογραφική
  11. Σύστημα απαγωγής βιοσημάτων με την χρήση προγραμματιζόμενου μικροελεγκτή
      Τα ‘έξυπνα’ συστήματα καταγραφής βιοσημάτων αποτελούν σύγχρονες τεχνολογίες που εφαρμόζονται ευρέως στην κατ’ οίκον νοσηλεία. Ο σκοπός της πτυχιακής είναι η ανάπτυξη πλατφόρμας καταγραφής βιοσημάτων με την χρήση προγραμματιζόμενου μικροελεγκτή.
      Είδος: Κατασκευαστική, Προγραμματιστική
      Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση ηλεκτρονικών, προγραμματισμού και άνεση στις κατασκευές
  12. Ανάπτυξη συστήματος επεξεργασίας και ανάλυσης εικόνων θερμογραφίας για τον προληπτικό έλεγχο ταξιδιωτών με εμπύρετες μεταδοτικές ασθένειες
      Η θερμογραφική απεικόνιση έχει πλέον σημαντικές εφαρμογές στην ιατρική απεικόνιση με την καταγραφή των διαφορών θερμοκρασίας και της κατανομής της θερμότητας στο ανθρώπινο σώμα. Ο σκοπός της πτυχιακής είναι η ανάπτυξη συστήματος επεξεργασίας και ανάλυσης εικόνας για την μελέτη της δυνατότητας χρήσης της θερμογραφικής απεικόνισης στην ανίχνευση ασθενών με πυρετό, ώστε να καθίσταται δυνατός ο προληπτικός έλεγχος ταξιδιωτών σε περίπτωση εμπύρετων επιδημιών ασθενειών, όπως το SARS (Severe acute respiratory syndrome). Για τους σκοπούς της πτυχιακής θα χρησιμοποιηθεί ειδικό σύστημα θερμογραφικής απεικόνισης για την παραγωγή των πρωτογενών δεδομένων.
      Είδος: Πειραματική, Προγραμματιστική
      Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση προγραμματισμού και επεξεργασίας εικόνας
  13. Ανάπτυξη συστήματος τομογραφικής ανακατασκευής εικόνων υπερήχου
      Ο θόρυβος τύπου speckle αποτελεί ίσως των πιο σημαντικό παράγοντα υποβάθμισης της ποιότητας εικόνας στην υπερηχογραφική απεικόνιση. Ο σκοπός της πτυχιακής θα είναι η ανάπτυξη συστήματος ανακατασκευής εικόνων υπερήχου με την χρήση τεχνικών decorrelation για την εξάλειψη του θορύβου speckle. Για τους σκοπούς της πτυχιακής θα χρησιμοποιηθεί ειδικό σύστημα υπερηχογραφικής απεικόνισης με δυνατότητες τομογραφίας για την παραγωγή των πρωτογενών δεδομένων.
      Είδος: Πειραματική, Προγραμματιστική
      Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση προγραμματισμού και επεξεργασίας εικόνας
  14. Ανάπτυξη συστήματος 3-διάστατης ανακατασκευής εικόνων ακτινών Χ
      Η τομογραφική ανακατασκευή εικόνας είναι πλέον διαθέσιμη στα περισσότερα συστήματα ιατρικής απεικόνισης, από συστήματα ακτινών Χ μέχρι συστήματα Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού και Υπερηχογραφικής απεικόνισης. Ο σκοπός της πτυχιακής θα είναι η ανάπτυξη συστήματος ανακατασκευής εικόνων ακτινών Χ με την χρήση στοχαστικών τεχνικών με χρήση περιορισμένου αριθμού προβολών. Για τους σκοπούς της πτυχιακής θα χρησιμοποιηθεί ειδικό σύστημα ακτινών Χ, με δυνατότητες τομογραφικών λήψεων, για την παραγωγή των πρωτογενών δεδομένων.
      Είδος: Πειραματική, Προγραμματιστική
      Απαιτούμενες γνώσεις: Καλή γνώση προγραμματισμού και επεξεργασίας εικόνας
  15. Επεξεργασία και ανάλυση εικόνας για την ανάδειξη, ανίχνευση και ταξινόμηση μικροαποτιτανώσεων σε εικόνες μαστογραφίας
      Η μαστογραφία αποτελεί την κύρια μέθοδο για την ανίχνευση μη ψηλαφητών καρκινικών βλαβών του μαστού, όπως οι αποτιτανώσεις, οι οποίες αποτελούν πρώιμη ένδειξη της παθολογίας. Ο σκοπός της πτυχιακής θα είναι η ανάπτυξη αλγορίθμων επεξεργασίας και ανάλυσης εικόνων για την ανάδειξη, ανίχνευση και ταξινόμηση μικροαποτιτανώσεων σε εικόνες μαστογραφίας.
      Είδος: Ερευνητική-πειραματική
      Απαιτούμενες γνώσεις: Επεξεργασία και ανάλυση ιατρικής εικόνας, προγραμματισμός σε MATLAB
  16. Επεξεργασία και ανάλυση εικόνας μικροσκοπίας για την ανάδειξη, ανίχνευση και ταξινόμηση του καρκίνου εγκεφάλου ανάλογα με το βαθμό κακοήθειας
      Ο καρκίνος εγκεφάλου αποτελεί μία από τις πιο θανατηφόρες ασθένειες, με υψηλά ποσοστά θνησιμότητας. Η ακριβής κατηγοριοποίηση σε βαθμούς κακοήθειας καθορίζει το πλάνο της θεραπευτικής αντιμετώπισης. Η κατηγοριοποίηση αυτή γίνεται με την εξέταση στο μικροσκόπιο ιστολογικού υλικού. Ο σκοπός της πτυχιακής θα είναι η ανάπτυξη αλγορίθμων επεξεργασίας και ανάλυσης εικόνων μικροσκοπίας για την ανάδειξη, ανίχνευση και ταξινόμηση του καρκίνου εγκεφάλου ανάλογα με το βαθμό κακοήθειας.
      Είδος: Ερευνητική-πειραματική
      Απαιτούμενες γνώσεις: Επεξεργασία και ανάλυση ιατρικής εικόνας, προγραμματισμός σε MATLAB

 

Ιωάννης Καλατζής, Καθηγητής

• 1. Ανάπτυξη συστήματος αναγνώρισης προτύπων ιατρικής εικόνας
     Ανάπτυξη εφαρμογής σε Η/Υ για την εκπαίδευση ενός συστήματος αυτόματης ταξινόμησης ιατρικών εικόνων.
  2. Μελέτη και υλοποίηση σε Η/Υ ποσοτικών χαρακτηριστικών παραμέτρων για την ταξινόμηση ιατρικών εικόνων
     Θεωρητική μελέτη και η υλοποίηση με τη βοήθεια υπολογιστή διαφόρων ομάδων χαρακτηριστικών ποσοτικών παραμέτρων που σχετίζονται με το περίγραμμα και την υφή ιστών ή οργάνων, και που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συστήματα ταξινόμησης με μεθόδους τεχνητής νοημοσύνης.
  3. Ανάπτυξη συστήματος αυτόματης ταξινόμησης σημάτων προκλητών εγκεφαλογραφικών δυναμικών
     Ανάπτυξη συστήματος αναγνώρισης προτύπων ηλεκτροεγκεφαλογραφικών σημάτων που παράγονται μετά από χορήγηση εξωτερικού ερεθίσματος για αυτόματη ταξινόμηση πασχόντων από νευρολογικές ή ψυχιατρικές παθήσεις.

 

Μαρία Καλλέργη, Καθηγήτρια

• 1. Κατασκευή συστημάτων αυτόματου ελέγχου βιοϊατρικών σημάτων
  2. Χαρακτηρισμός, ανάλυση και επεξεργασία ψηφιακής μαστογραφίας και τομοσύνθεσης
  3. Χαρακτηρισμός, ανάλυση και επεξεργασία δεδομένων PET/CT και μPET/CT
  4. Οικονομοτεχνικές μελέτες μεγάλων ιατρικών συστημάτων
  5. Αξιολόγηση, έλεγχος ποιότητας, και προγράμματα συντήρησης ιατρικών μηχανημάτων και νοσοκομειακών εγκαταστάσεων
  6. Στατιστική ανάλυση ιατρικών δεδομένων

 

Αναστάσιος Ντούνης, Καθηγητής

• • Γνωστικό πεδίο: Ευφυή Συστήματα Ελέγχου για Τεχνητό Πάγκρεας
    Ο διαβήτης τύπου 1 είναι μια μεταβολική νόσος που χαρακτηρίζεται από την έλλειψη φυσικής έκκρισης ινσουλίνης στον οργανισμό. Τα άτομα με διαβήτη τύπου 1 χρειάζονται την έγχυση εξωτερικής ινσουλίνης για να ρυθμίζουν τη συγκέντρωση της γλυκόζης στο αίμα. Μια τεχνητή σύστημα παγκρέατος, το οποίο είναι ένα αξιοσημείωτο θεραπευτικό σχήμα για τη διαχείριση της γλυκόζης του αίματος, αποτελείται από ένα συνεχές σύστημα παρακολούθησης της γλυκόζης, αντλίες ινσουλίνης και έναν αλγόριθμο ελέγχου για την μιμείται τη λειτουργία ρύθμισης της γλυκόζης ενός υγιούς παγκρέατος. Ο αλγόριθμος ελέγχου κλειστού βρόχου του συστήματος τεχνητού παγκρέατος λαμβάνει πληροφορίες για τη γλυκόζη του αίματος από τις συσκευές παρακολούθησης της γλυκόζης και δίνει εντολές στις αντλίες ινσουλίνης να εγχέουν εξωτερικά ινσουλίνη σε προκαθορισμένες δόσεις βάσει των δεδομένων γλυκόζης στο αίμα. Κλασικά και ευφυή συστήματα ελέγχου μπορούν να προσεγγίσουν το πρόβλημα της ρύθμισης του τεχνητού παγκρέατος με πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα.
    1.     Προσομοίωση του συστήματος Γλυκόζης-ινσουλίνης στο Matlab για διαβητικούς ανθρώπους  Απαιτείται το symbiology.
    2.     PID control
    3.     Fuzzy PID control
    4.     Fuzzy control
    5.     Sliding mode control
    6.     Model predictive control
    7.     Reinforcement learning
    8.     Fuzzy control and optimization with GA
    9.     Prediction for blood glucose levels (ANFIS, Neural Networks, SOM)
    Είδος: Ερευνητική
    Προαπαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα: Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου, Συστήματα Ασαφούς Λογικής, Εξελικτικός Υπολογισμός, Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα, MATLAB.
  • Γνωστικό πεδίο: Επεξεργασία Ιατρικής Εικόνας με Ασαφή Υπολογιστική
    1. Βελτίωση της αντίθεσης ιατρικής εικόνας
    Είδος: Ερευνητική
    Προαπαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα: Συστήματα Ασαφούς Λογικής, MATLAB.
  • Γνωστικό πεδίο: Ιατρική Διάγνωση με Ασαφή και Νευρωνική Υπολογιστική
    1. Σύστημα παρακολούθησης διαβητικών
    2. Σύστημα ανίχνευσης υπεργλυκαιμίας
    3. Διάγνωσης του ρίσκου της αθηρογένεσης
    4. Ασαφή μοντέλα για την επιδημιολογία (Fuzzy epidemics)
    Είδος: Ερευνητική
    Προαπαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα: Συστήματα Ασαφούς Λογικής, Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα, MATLAB.
  • Γνωστικό πεδίο: Υβριδικά Συστήματα Υπολογιστικής Νοημοσύνης
    1. Νευρο-ασαφή συστήματα (ANFIS) – Χοληστερόλη
    2. Νευρο-ασαφή συστήματα για κατηγοριοποίηση εικόνων SPECT
    3. Ambient Intelligent (AmI) and Medical Diagnosis
    4. Ambient Intelligent (AmI) in Health Care
    5. Ταξινομητής ANFIS για COVID-19
    Είδος: Ερευνητική
    Προαπαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα: Υβριδικά Συστήματα Υπολογιστικής Νοημοσύνης, MATLAB.
    
  • Γνωστικό πεδίο: Διαχείριση Ενέργειας και Ποιότητα Αέρα
    1. Διαχείριση ενέργειας σε κτήρια νοσοκομείων
    2. Ποιότητα αέρα σε νοσοκομεία
    Είδος: Ερευνητική
    Προαπαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα: Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου, MATLAB.
  • Γνωστικό πεδίο: Εξελικτικοί Αλγόριθμοι – Βελτιστοποίηση
    1. Εξελικτικοί Αλγόριθμοι (Χωροθέτηση ιατρικής μονάδας για την αντιμετώπιση έκτακτων περιστατικών)
    2. Εκπαίδευση ΤΝΔ με εξελικτικούς αλγόριθμους
    3. Εκπαίδευση FLS με εξελικτικούς αλγόριθμους
    4. Αλγόριθμοι βελτιστοποίησης με εξελικτικές στρατηγικές
    Είδος: Ερευνητική
    Προαπαιτούμενα γνωστικά αντικείμενα: Εξελικτικός Υπολογισμός, MATLAB.

 

Ευαγγελία Πατσαβούδη, Καθηγήτρια

• 1. Μελέτη κυτταρομετρητή-κυτταροδιαχωριστή με ψηφιακή ηλεκτρονική ανάλυση και υψηλή ταχύτητα μέτρησης και διαχωρισμού κυττάρων- FACS Aria
     Η κυτταρομετρία ροής αποτελεί μία αυτοματοποιημένη ποσοτική, δυναμική και πολυπαραμετρική μέθοδο ανάλυσης των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών κυττάρων και σωματιδίων, με βάση τη σκέδαση και το φθορισμό. Ο κυτταρομετρητής ροής μπορεί να χαρακτηριστεί ως ένας επιτυχής συνδυασμός αιματολογικού αναλυτή και φθορίζοντος μικροσκοπίου, που εφαρμόζει τα τελευταία επιτεύγματα στον τομέα της μικροσκοπίας, της βιοχημικής ανάλυσης και της εξέλιξης των ηλεκτρονικών υπολογιστών.
     Το FACS Aria είναι ένας κυτταρομετρητής ροής διαλογής κυττάρων υψηλής ταχύτητας και ψηφιακής λήψης 70.000 δεδομένων ανά δευτερόλεπτο. Είναι εξοπλισμένο με ένα laser Argon (μπλε-488 nm) και ένα laser He/Ne (κόκκινο-633 nm). Το σύστημα είναι επίσης εξοπλισμένο με ένα οκτάγωνο με έξι φωτοπολλαπλασιαστές- PMTs, οι οποίοι ανιχνεύουν τον φθορισμό που προέρχεται από το laser Argon (488 nm) και ένα τρίγωνο με δύο φωτοπολλαπλασιαστές- PMTs, οι οποίοι ανιχνεύουν τον φθορισμό που προέρχεται από το laser He/Ne (κόκκινο-633 nm). Ανιχνεύει μέχρι και 7 διαφορετικά φθοριοχρώματα και δύο παραμέτρους σκέδασης ταυτόχρονα. Τα δείγματα που προκύπτουν μετά τον διαχωρισμό των κυτταρικών πληθυσμών συλλέγονται σε έως και τέσσερις πλαστικούς σωλήνες κυτταρομετρίας των 5ml. Το λογισμικό BD FACS Diva software 6, με το οποίο λειτουργεί το FACS Aria χρησιμοποιείται για συλλογή και για ανάλυση δεδομένων.
     Η πτυχιακή εργασία με το παραπάνω θέμα, η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί από δύο το πολύ φοιτητές, θα πρέπει να περιλαμβάνει την αρχή λειτουργίας του οργάνου, την αναλυτική περιγραφή του καθώς και τις εφαρμογές που πραγματοποιούνται στα ερευνητικά κέντρα και νοσοκομεία.
  2. Μελέτη Συνεστιακής Μικροσκοπίας (Confocal Microscopy)
     Με το συνεστιακό μικροσκόπιο σάρωσης με laser το δείγμα ακτινοβολείται ολόκληρο από τη δέσμη διέγερσης και έτσι όλο το δείγμα φθορίζει συγχρόνως. Το εστιακό επίπεδο επιλέγεται μέσω ενός κινητήρα υψηλής ακρίβειας, ελεγχόμενο από υπολογιστή. Κατά αυτόν τον τρόπο, μπορούμε να πάρουμε μια ακολουθία από εικόνες δύο διαστάσεων , σε διαφορετικό βάθος στο δείγμα, οι οποίες τελικά μας δίνουν μια τρισδιάστατη απεικόνιση του αντικειμένου.
     Η πτυχιακή εργασία με το παραπάνω θέμα η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί από έναν/μία το πολύ φοιτητή/τρια, θα πρέπει να περιλαμβάνει την αρχή λειτουργίας του οργάνου, την αναλυτική περιγραφή του καθώς και τις εφαρμογές που πραγματοποιούνται στα ερευνητικά κέντρα και νοσοκομεία.

 

Γεώργιος Φούντος, Καθηγητής

• 1. Ομοιώματα ελέγχου εικόνας
     (α) Ανάπτυξη ψηφιακού ομοιώματος (software phantom) για τομογραφικά απεικονιστικά συστήματα και ειδικότερα για ψηφιακή τομοσύνθεση στην μαστογραφία. (β) Κατασκευή ομοιώματος για τομογραφικά απεικονιστικά συστήματα και ειδικότερα για ψηφιακή τομοσύνθεση στην μαστογραφία.
  2. Απεικόνιση διπλής ενέργειας
     Κατασκευή κατάλληλων ομοιωμάτων ανθρωπίνων ιστών, αρχικά ψηφιακών και στη συνέχεια φυσικών. Ανάπτυξη αλγορίθμων για εύρεση καλύτερου συνδυασμού ενεργειών ανά ανατομική περιοχή και ψηφιακή αφαίρεση ακτινογραφιών των δύο ενεργειών.
  3. Μετρήσεις ποιότητας εικόνας στην Πυρηνική Ιατρική
     Πειραματικός προσδιορισμός MTF (Modulation Transfer Function) και DQE (Detective Quantum Efficiency) σε τομογραφικά συστήματα γ-κάμερα, SPECT και PET/CT.

 

Νεκτάριος Καλύβας, Καθηγητής

• 1. Εξομοίωση κινήσεων μηχανισμών συστήματος αξονικής τομογραφίας μέσω PLC
     Σκοπός της πτυχιακής εργασίας είναι η δημιουργία κώδικα PLC που θα εξομοιώνει τις κινήσεις ενός αξονικού τομογράφου και τα βασικά στοιχεία λειτουργίας του.
  2. Δημιουργία oμοιωμάτων για έλεγχο απεικονιστικών συστημάτων ιοντιζουσών και μη ιοντιζουσών ακτινοβολιών
     Σκοπός της εργασίας είναι η δημιουργία ενός ομοιώματος που θα μπορεί αργότερα να χρησιμοποιηθεί σε έλεγχο ποιότητας εικόνας, τομογραφικών ή προβολικών απεικονιστικών συστημάτων.
  3. Πειραματική Αξιολόγηση πρότυπου ψηφιακού οδοντιατρικού ανιχνευτή για ιατρική απεικόνιση
     Σκοπός της εργασίας είναι η πειραματική μελέτη και αξιολόγησης χαρακτηριστικών απόδοσης εμπορικών οδοντιατρικών ψηφιακών ανιχνευτών σε ενέργειες διαφορετικές από αυτές που χρησιμοποιούνται στην οδοντιατρική ακτινολογία.
  4. Προδιαγραφές και συντήρηση τρισδιάστατων εκτυπωτών για ιατρικές εφαρμογές
     Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη της τεχνολογίας των απαραίτητων προδιαγραφών αγοράς και συντήρησης ψηφιακών εκτυπωτών για διαγνωστική απεικόνιση ή για επιβεβαίωση ιατρικής πράξης.
  5. Μαθηματικός φορμαλισμός απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού
     Σκοπός της εργασίας είναι μια αναλυτική θεωρητική και μέσω υπολογιστή μελέτη και επισκόπηση των υφισταμένων μαθηματικών τεχνικών απεικόνισης με MRI και του τομέα εφαρμογής τους.
  6. Θεραπείες με σύγχρονα ραδιοφάρμακα και απαραίτητος εξοπλισμός στην πυρηνική ιατρική
     Σκοπός της εργασίας είναι μια αναλυτική θεωρητική επισκόπηση των υφισταμένων τεχνικών θεραπείας με ραδιοϊσότοπα και του απαραίτητου εξοπλισμού τους και η κατασκευή σχετικής βάσης δεδομένων.
  7. Δημιουργία Γραφικού Υπολογιστικού Περιβάλλοντος (GUI) για επεξεργασία μετρήσεων ελέγχου ποιότητας ψηφιακών απεικονιστικών συστημάτων
     Σκοπός της εργασίας είναι η δημιουργία ενός γραφικού περιβάλλοντος που θα υπολογίζει τις παραμέτρους ποιότητας εικόνας από μετρήσεις πάνω σε ψηφιακές εικόνες.
  8. Δημιουργία Υπολογιστικού Προγράμματος για υποβοήθηση βαθμονόμησης ιατρικής οθόνης
     Η δημιουργία ενός υπολογιστικού προγράμματος που θα υπολογίζει το Μοντέλο του Barten.
  9. Χρήση Συστημάτων Μη Ιοντιζουσών Ακτινοβολιών σε Ιατρικές και μη Εφαρμογές στο Ανθρώπινο Δέρμα
     Η περιγραφή των συστημάτων και των διαδικασιών χρήσης μη ιοντιζουσών ακτινοβολιών, των φυσικών αρχών που διέπουν την εφαρμογή τους, της διαδικασίας εφαρμογής, των οδηγιών ασφάλειας κατά τη χρήση (συμπεριλαμβανομένης και της διαδικασίας συντήρησης).
  10. Τεχνολογία και Προδιαγραφές Συστημάτων Κλινικής  Τομογραφικής Απεικόνισης
      Μια αναλυτική θεωρητική επισκόπηση των υφισταμένων τεχνολογιών για την σύγχρονη τομογραφική απεικόνιση που θα περιλαμβάνει την υφιστάμενη τεχνολογία συστημάτων MRI, CT και υβριδικά. Η εργασία περιλαμβάνει κατασκευή βάσης δεδομένων.
  11. Θεραπεία Πρωτονίων, Απαιτήσεις Εγκατάστασης, Πλεονεκτήματα και Εφαρμογές
      Μια αναλυτική θεωρητική επισκόπηση της θεραπείας με δέσμες πρωτονίων. Η περιγραφή, πέρα από τις φυσικές αρχές που διέπουν την θεραπεία με δέσμες πρωτονίων, πρέπει να αναφερθεί στην τεχνολογία των αντιστοίχων επιταχυντών και να σχολιάσει τις απαιτήσεις εγκατάστασης του εξοπλισμού. Επιπλέον πρέπει μελετηθούν οι εφαρμογές. Επιθυμητή είναι και η συγκριτική μελέτη με άλλες τεχνικές θεραπείας.
  12. Μελέτη δημιουργίας ιατρικών εγκαταστάσεων
      Σκοπός: Η εργασία έχει σαν σκοπό την μελέτη των χώρων και του εξοπλισμού, που απαιτούνται (ανά περίπτωση) για διάφορες ιατρικές εγκαταστάσεις.
  13. Εξοπλισμός και πρωτόκολλα συστημάτων απεικονιστικών εξετάσεων για διαγνωστικούς η θεραπευτικούς σκοπούς
      Σκοπός: Η εργασία έχει σαν σκοπό την μελέτη των απαιτήσεων εξοπλισμού, προδιαγραφών και τεχνικών για διαφορετικές εξετάσεις χρησιμοποιώντας διαφορετικά απεικονιστικά συστήματα ιονιτιζουσών και μη ιοντιζουσών ακτινοβολιών.
  14. Χρήση της μεθόδου των αλληλοδιαδοχικών διαδικασιών για μελέτη της απόδοσης ανιχνευτικών διατάξεων κατά την απεικόνιση
      Σκοπός: Η εργασία αυτή έχει ως στόχο τη χρήση της μεθόδου των αλληλοδιαδοχικών διαδικασιών για να υπολογίσει βέλτιστες παραμέτρους μεταφοράς σήματος και εικόνας στις ανιχνευτικές διατάξεις.
  15. Μελέτη της ενεργειακής κατανάλωσης συστημάτων ιατρικής απεικόνισης
      Σκοπός: Η εργασία αυτή έχει ως στόχο τη μελέτη της κατανάλωσης ενέργειας κατά την απεικονιστική διαδικασία και βελτιστοποίηση ανάλογα με το πρωτόκολλο και την ανιχνευτική διάταξη.
  16. Μελέτη τεχνολογίας βιοαισθητήρων
      Σκοπός: Η εργασία αυτή έχει ως στόχο τη θεωρητική μελέτη διαφόρων ειδών βιοαισθητήρων, τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα τους και τη κατασκευή σχετικής βάσης δεδομένων.
  17. Μελέτη τεχνικών XRD, XRF
      Σκοπός: Η εργασία αυτή έχει ως στόχο τη θεωρητική μαθηματική μελέτη των τεχνικών XRD, XRF, μέσω προγραμματισμού σε Η/Υ με τελικό στόχο τη πρόταση βελτιωμένων χαρακτηριστικών.
  18. Κατασκευή ψηφιακών (υπολογιστικών) ομοιωμάτων
      Σκοπός: Η εργασία αυτή έχει ως στόχο τη υπολογιστική κατασκευή ψηφιακών ομοιωμάτων προβολικής ή τομογραφικής απεικόνισης για χρήση σε μελέτες βελτιστοποίησης απεικονιστικών παραμέτρων.
  19. Μελέτη συναρτήσεων διασποράς σημείου και στατιστική κατανομή σήματος ανιχνευτών απεικόνισης ακτίνων-Χ
      Σκοπός: Η εργασία αυτή έχει ως στόχο τον υπολογισμό των συναρτήσεων διασποράς σημείου (PSF) και τη στατιστικής μελέτη του σήματος εξόδου ανιχνευτών εικόνας με τελικό στόχο τη μελέτη των απεικονιστικών δυνατοτήτων τους.
  20. Μελέτη απόδοσης υλικών για βελτιστοποίηση ανιχνευτών εικόνας και των παραμέτρων απεικόνισης
      Σκοπός: Η εργασία αυτή έχει ως στόχο την πειραματική, θεωρητική (μέσω υπολογιστή) ή μέσω υπολογιστικής προσομοίωσης, μελέτη διαφόρων παραμέτρων απόδοσης υλικών τα οποία ακτινοβολούνται από ιοντίζουσα ακτινοβολία, με σκοπό την βελτιστοποίηση της απεικόνισης..
  21. Έκφραση τεχνικών και μεθόδων Βιοϊατρικής Τεχνολογίας για Φοιτητές με Αναπηρία
      Σκοπός: Η εργασία αυτή έχει ως στόχο την απόδοση τεχνικών, ορολογίας και διαδικασιών που σχετίζονται με διαφόρου τομείς της Βιοϊατρική Τεχνολογία με μεθόδους κατανοητούς από Φοιτητές με Αναπηρία (ΦΜεΑ). Ως παράδειγμα αναφέρεται η χρήση νοηματικής γλώσσας, η κατασκευή υπολογιστικού περιβάλλοντος μαθησιακής αλληλεπίδρασης κλπ.

 

Σπυρίδων Κωστόπουλος, Καθηγητής

• 1. Ανάπτυξη συστήματος ανάλυσης ιατρικής εικόνας
     Ανάπτυξη μεθοδολογίας στην ανάλυση ιατρικής εικόνας και η μελέτη ποιοτικών ή/και ποσοτικών χαρακτηριστικών σε πραγματικά προβλήματα ιατρικής διαφορικής διάγνωσης.
     Εφαρμογές διαφορετικών διπλωματικών εργασιών:
     1.1     Δερματοσκόπιο: Δερματικές αλλοιώσεις (σπίλοι/μελανώματα)
     1.2     Μικροσκόπιο: ανίχνευση HPV
     1.3     Μικροσκόπιο: προκαρκινικές αλλοιώσεις τραχήλου της μήτρας
     1.4     Μικροσκόπιο: καρκίνος του μαστού
     1.5     Μικροσκόπιο: καρκίνος του παχέος εντέρου
     1.6     Μαστογραφία: Αποτιτανώσεις, μάζες του μαστού
     1.7     Μαγνητικός Τομογράφος: μεταβολές στην υφή του χόνδρος γόνατος
     Είδος: Προγραμματιστική, Ανάλυση δεδομένων
     Απαιτούμενες γνώσεις: Βιοστατιστική, Προγραμματισμός Η/Υ
  2. Ανάπτυξη συστήματος τμηματοποίησης εικόνων μικροσκοπίας
     Μελέτη και λειτουργία του μικροσκοπίου, απόκτηση και επεξεργασία ψηφιακών εικόνων και υπολογισμός χαρακτηριστικών γνωρισμάτων διαφοροποίησης φυσιολογικών από παθολογικά περιστατικά.
     Είδος: Πειραματική, Προγραμματιστική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Προγραμματισμός Η/Υ, Επεξεργασία ιατρικής εικόνας
  3. Επεξεργασία βιολογικών σημάτων πρωτεωμικής
     Επεξεργασία σημάτων πρωτεομικής από δείγματα βιολογικών ιστών με στόχο τον εντοπισμών πιθανών διαγνωστικών βιοδεικτών.
     Είδος: Προγραμματιστική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Προγραμματισμός Η/Υ , Επεξεργασία ιατρικού σήματος
  4. Μελέτη και Ανάπτυξη αλγορίθμων βιοπληροφορικής
     Σκοπός αυτής της πτυχιακής εργασίας είναι η ανάπτυξη αλγορίθμων Βιοπληροφορικής για εκπαιδευτικούς ή/και ερευνητικούς σκοπούς.
     Είδος: Προγραμματιστική, Εκπαιδευτική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Εισαγωγή στη Βιοπληροφορική, Προγραμματισμός Η/Υ
  5. Σχεδίαση τρισδιάστατων αντικειμένων με ελεύθερα διαδικτυακά εργαλεία: Δυνατότητες & Προοπτικές
     Μελέτη, κατανόηση και πειραματισμός με  ελεύθερα προσβάσιμα σχεδιαστικά πακέτα στη εκπαιδευτική κοινότητα.
     Είδος: Βιβλιογραφική, Πειραματική
     Απαιτούμενες γνώσεις: Τεχνικές Σχεδίασης με Η/Υ
  6. Δεδομένα μεγάλης κλίμακας (big data) στην υπολογιστική μικροσκοπία
     Σκοπός αυτής της πτυχιακής εργασίας είναι η μελέτη της διεθνούς βιβλιογραφίας / παγκόσμιου ιστού για την εύρεση δεδομένων μεγάλης κλίμακας στην βιοϊατρική ερεύνα
     Είδος: Βιβλιογραφική
  7. Ανάπτυξη πλατφόρμας για την ψυχαγωγία και εκπαίδευση στο αντικείμενο της Βιοιατρικής Τεχνολογίας
     Σκοπός αυτής της πτυχιακής εργασίας είναι η μελέτη και κατασκευή παιχνιδιού με γνώμονα την ψυχαγωγία και εκπαίδευση φοιτητών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας στο αντικείμενο των σπουδών τους
     Είδος: Κατασκευαστική, Πειραματική, Βιβλιογραφική

 

Παναγιώτης Λιαπαρίνος, Καθηγητής

• 1. Δημιουργία βάσης δεδομένων φασμάτων ακτίνων-Χ με σκοπό την αποτίμηση συστημάτων ακτινοδιαγνωστικής (έχει δοθεί)
  2. Δημιουργία βάσης δεδομένων συντελεστών εξασθένισης με σκοπό την αξιολόγηση συστημάτων ακτινοδιαγνωστικής (έχει δοθεί)
  3. Υπολογιστική μελέτη για την επίδραση των φθοριζόντων υλικών σε ανιχνευτικά συστήματα ιατρικής απεικόνισης (έχει δοθεί)
  4. Μελέτη για τη χρησιμοποίηση νανοσωματιδίων αργύρου και χρυσού σε ιατρικά απεικονιστικά συστήματα (έχει δοθεί)
  5. Εφαρμογές laser στην οφθαλμολογία (έχει δοθεί)
  6. Μελέτη οπτικών ανιχνευτών καταμέτρησης αριθμού φωτονίων (έχει δοθεί)
  7. Διαγράμματα ροής αξονικού τομογράφου – καταγραφή βλαβών (έχει δοθεί)
  8. Παράγοντες αντίθεσης σε βέλτιστες συνθήκες ακτινοβόλησης (έχει δοθεί)
  9. Μελέτη υβριδικών ανιχνευτικών συστημάτων (τύπου Medipix) (έχει δοθεί)
  10. Οπτική Τομογραφία συνοχής (OCT) (έχει δοθεί)
  11. Σύστημα γραμμικού επιταχυντή με μαγνητικό τομγράφο στη σύγχρονη ακτινοθεραπεία (έχει δοθεί)
  12. Δημιουργία βάσης δεδομένων οικονομικών στοιχείων ιατρικών συστημάτων
  13. Ανάπτυξη interface του λογισμικού LIGHTAWE για εφαρμογές στην Βιοϊατρική Οπτική (σε MATLAB)
  14. Σύχρονες Μέθοδοι Οπτικής Μικροσκοπίας

 

Εμμανουήλ Αθανασιάδης, Επίκουρος Καθηγητής

•  

Πρόταση 1: Ενσωμάτωση scRNA-seq και Χωρικής Μεταγραφωμικής για τη Χαρακτηρισμό του Μικροπεριβάλλοντος του Όγκου (Integrating scRNA-seq and Spatial Transcriptomics for Tumor Microenvironment Characterization) 

Στόχος: Υπολογιστική ανάλυση του μικροπεριβάλλοντος του όγκου (TME) με ενσωμάτωση δεδομένων scRNA-seq και χωρικής μεταγραφωμικής, με σκοπό την αναγνώριση της χωρικής οργάνωσης των κυτταρικών τύπων και των προτύπων γονιδιακής έκφρασης τους. 

• Υπόβαθρο: Η εξέλιξη των όγκων συχνά επηρεάζεται από την αλληλεπίδραση καρκινικών κυττάρων και μικροπεριβάλλοντος. Το scRNA-seq παρέχει λεπτομερείς πληροφορίες για την κυτταροειδική γονιδιακή έκφραση, ενώ η χωρική μεταγραφωμική προσφέρει χωρικό πλαίσιο. Ο συνδυασμός τους βοηθά στην αναγνώριση κρίσιμων αλληλεπιδράσεων κυττάρου-κυττάρου. 

• Μεθοδολογία: Χρήση δημοσίων βάσεων δεδομένων όπως Cancer Genome Atlas ή GEO. Εφαρμογή μεθόδων μείωσης διαστάσεων (PCA/UMAP), αλγορίθμων ομαδοποίησης και εργαλείων χωρικής απεικόνισης (Seurat, SpaCy) για οπτικοποίηση της ετερογένειας. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Αναλυτικός χάρτης κυτταρικών τύπων και χωρικής οργάνωσης, με έμφαση σε ανοσοκύτταρα και στρωματικά κύτταρα. 

• Εργαλεία: Seurat, SpaCy, Monocle, Python/R. 

Σύνολα Δεδομένων: 

• Καρκίνος Μαστού (Spatial Transcriptomics, 10X Genomics) 

• Human Tumor Atlas Network HTAN Data Portal 

 

Πρόταση 2: Συμπερασματολογία Κυτταρικών Τροχιών από Δεδομένα scRNA-seq στη Βιολογία της Ανάπτυξης (Cell Trajectory Inference from scRNA-seq Data in Developmental Biology) 

Στόχος: Ανακατασκευή διαφοροποιητικών τροχιών κυττάρων από δεδομένα scRNA-seq και αναγνώριση ρυθμιστικών γονιδίων σε συγκεκριμένες αναπτυξιακές διαδικασίες (π.χ. αιμοποίηση, ανάπτυξη νευρικού συστήματος). 

• Υπόβαθρο: Κατά την ανάπτυξη, τα κύτταρα διαφοροποιούνται σε συγκεκριμένες σειρές. Το scRNA-seq αποκαλύπτει ενδιάμεσες καταστάσεις. Οι υπολογιστικές μέθοδοι τροχιάς βοηθούν στη χαρτογράφηση αυτών των διαδικασιών. 

• Μεθοδολογία: Ανάλυση δημόσιων δεδομένων scRNA-seq. Χρήση εργαλείων όπως Monocle3 ή Slingshot για μοντελοποίηση διαφοροποιητικών πορειών. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Οπτικοποίηση αναπτυξιακών πορειών και εντοπισμός βασικών μεταγραφικών παραγόντων. 

• Εργαλεία: Monocle3, Slingshot, Seurat, Python/R. 

Σύνολα Δεδομένων: 

• Ποντίκι – Embryo scRNA-seq (E9.5–E13.5) 

• Human Fetal Cell Atlas Human Fetal Cell Atlas 

 

Πρόταση 3: Συγκριτική Ανάλυση Μονοκυτταρικής Γονιδιακής Έκφρασης σε Υγιείς και Παθολογικούς Ιστούς με Χωρική Μεταγραφωμική (Comparative Analysis of Single-Cell Gene Expression in Healthy and Diseased Tissues Using Spatial Transcriptomics) 

Στόχος: Συγκριτική μελέτη προτύπων γονιδιακής έκφρασης μεταξύ υγιών και ασθενών ιστών (π.χ. καρκίνος vs. φυσιολογικός, Αλτσχάιμερ vs. υγιής εγκέφαλος). 

• Υπόβαθρο: Η κατανόηση αλλαγών στη χωρική γονιδιακή έκφραση μπορεί να αποκαλύψει στόχους θεραπείας. 

• Μεθοδολογία: Απόκτηση δεδομένων χωρικής μεταγραφωμικής, ανάλυση διαφορικής γονιδιακής έκφρασης και χωρική χαρτογράφηση. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Χωρικά επιλυμένος χάρτης διαφορικής γονιδιακής έκφρασης με ασθένεια-ειδικές υπογραφές. 

• Εργαλεία: Seurat, SpaCy, DESeq2, Python/R. 

Σύνολα Δεδομένων: 

• Αλτσχάιμερ (10X Genomics) 

• COVID-19 Lung Tissue 

 

Πρόταση 4: Αναγνώριση Δικτύων Επικοινωνίας Κυττάρων με Δεδομένα scRNA-seq (Identification of Cell-Cell Communication Networks Using scRNA-seq Data) 

Στόχος: Υπολογιστική αναγωγή δικτύων επικοινωνίας κυττάρων μέσω ανάλυσης scRNA-seq. 

• Υπόβαθρο: Το scRNA-seq μπορεί να αποκαλύψει πιθανές αλληλεπιδράσεις υποδοχέα-λιγάνδη. 

• Μεθοδολογία: Χρήση CellPhoneDB ή NicheNet για τον εντοπισμό αλληλεπιδράσεων. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Χαρτογράφηση βασικών δικτύων επικοινωνίας και νέων θεραπευτικών στόχων. 

• Εργαλεία: CellPhoneDB, NicheNet, Seurat, Python/R. 

Σύνολα Δεδομένων: 

• Tabula Muris (ποντίκι) 

• COVID-19 Cell Atlas COVID-19 Cell Atlas 

 

Πρόταση 5: Διερεύνηση Ιστοειδικών Προτύπων Γονιδιακής Έκφρασης με scRNA-seq και Χωρική Μεταγραφωμική (Exploring Tissue-Specific Gene Expression Patterns Using scRNA-seq and Spatial Transcriptomics) 

Στόχος: Διερεύνηση ιστοειδικών προτύπων γονιδιακής έκφρασης και κατανομής κυτταρικών τύπων σε πολύπλοκους ιστούς όπως ο εγκέφαλος ή το ήπαρ. 

• Υπόβαθρο: Οι ιστοί εμφανίζουν μοναδικά πρότυπα γονιδιακής έκφρασης κρίσιμα για τη λειτουργία τους. Ο συνδυασμός scRNA-seq και χωρικής μεταγραφωμικής προσφέρει ολιστική κατανόηση της αρχιτεκτονικής των ιστών. 

• Μεθοδολογία: Αναγνώριση κυτταρικών τύπων και προφίλ γονιδιακής έκφρασης μέσω scRNA-seq και χαρτογράφηση της χωρικής τους τοποθέτησης μέσω χωρικής μεταγραφωμικής. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Αναλυτικός χάρτης του ιστού με χωρική κατανομή κυττάρων και γονιδιακή έκφραση. 

• Εργαλεία: Seurat, SpaCy, Monocle, Python/R. 

Σύνολα Δεδομένων: 

• Human Brain snRNA-seq (Allen Brain Atlas) 

• Liver Single-Cell Atlas (Broad Institute) 

  

Πρόταση 6: Αξιολόγηση Υπολογιστικών Μεθόδων για Ανάλυση Χωρικής Μεταγραφωμικής (Benchmarking Computational Methods for Spatial Transcriptomics Data Analysis) 

Στόχος: Συγκριτική αξιολόγηση εργαλείων και αλγορίθμων για ανάλυση χωρικής μεταγραφωμικής. 

• Υπόβαθρο: Υπάρχουν διάφορα εργαλεία (Seurat, SpaCy, Squidpy) με διαφορετικά πλεονεκτήματα. 

• Μεθοδολογία: Εφαρμογή τους στο ίδιο dataset και μέτρηση επιδόσεων (ταχύτητα, ακρίβεια, ποιότητα ομαδοποίησης, απεικόνιση). 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Συγκριτική αξιολόγηση και προτάσεις για βέλτιστη χρήση εργαλείων. 

• Εργαλεία: Seurat, SpaCy, Squidpy, Python/R. 

Σύνολα Δεδομένων: 

• Mouse Brain Spatial Transcriptomics (10X Genomics) 

• Visium Breast Cancer Dataset 

 

Πρόταση 7: Ανάλυση scRNA-seq για Αναγνώριση Νέων Βιοδεικτών σε Αυτοάνοσα Νοσήματα (Single-Cell RNA-seq Data Analysis for Identifying Novel Biomarkers in Autoimmune) 

Στόχος: Αναγνώριση νέων βιοδεικτών και θεραπευτικών στόχων σε αυτοάνοσα νοσήματα (π.χ. ρευματοειδής αρθρίτιδα, λύκος). 

• Υπόβαθρο: Τα αυτοάνοσα χαρακτηρίζονται από απορρυθμισμένες ανοσολογικές αποκρίσεις. Το scRNA-seq αποκαλύπτει ειδικούς κυτταρικούς υποτύπους και γονιδιακές υπογραφές. 

• Μεθοδολογία: Διαφορική ανάλυση έκφρασης και ομαδοποίηση δεδομένων scRNA-seq από ασθενείς. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Λίστα πιθανών βιοδεικτών και θεραπευτικών στόχων. 

• Εργαλεία: Seurat, DESeq2, Python/R. 

Σύνολα Δεδομένων: 

• Rheumatoid Arthritis (Human Cell Atlas) 

• Lupus Nephritis (Nephroseq) Lupus Nephritis Dataset 

 

Πρόταση 8: Συμπερασματολογία Δικτύων Γονιδιακής Ρύθμισης (GRNs) από scRNA-seq σε Βιολογία Βλαστικών Κυττάρων (Inferring Gene Regulatory Networks from scRNA-seq Data in Stem Cell Biology) 

Στόχος: Εξαγωγή δικτύων γονιδιακής ρύθμισης που ελέγχουν τη διαφοροποίηση βλαστικών κυττάρων. 

• Υπόβαθρο: Η διαφοροποίηση ρυθμίζεται από GRNs. Το scRNA-seq καταγράφει αλλαγές έκφρασης που βοηθούν στην αναγνώριση ρυθμιστικών παραγόντων. 

• Μεθοδολογία: Χρήση δεδομένων διαφοροποίησης βλαστικών κυττάρων και εφαρμογή SCENIC, GRNBoost. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Δίκτυα GRNs με εντοπισμό βασικών μεταγραφικών παραγόντων και μονοπατιών. 

• Εργαλεία: SCENIC, GRNBoost, Seurat, Python/R. 

Σύνολα Δεδομένων: 

• Human Pluripotent Stem Cell Atlas 

• Mouse ESC scRNA-seq (GEO) Mouse ESC Dataset 

 

Πρόταση 9: Συσχέτιση Ακτινολογικών Χαρακτηριστικών με Γονιδιακή Έκφραση στον Καρκίνο του Πνεύμονα (Linking Radiomic Features with Gene Expression in Lung Cancer) 

Στόχος: Συσχέτιση χαρακτηριστικών από CT με γονιδιακά προφίλ για ανίχνευση βιοδεικτών. 

• Υπόβαθρο: Η ακτινογονιδιωματική συνδέει φαινότυπα εικόνας με μοριακά δεδομένα. 

• Μεθοδολογία: Εξαγωγή ακτινολογικών χαρακτηριστικών (PyRadiomics), συσχέτιση με προφίλ γονιδίων μέσω στατιστικής/ML. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Χαρακτηριστικά εικόνας που σχετίζονται με υπογραφές γονιδίων. 

• Εργαλεία: PyRadiomics, scikit-learn, Python/R. 

• Dataset: NSCLC Radiogenomics (TCIA). 

 

Πρόταση 10: Πρόβλεψη Φορτίου Μεταλλάξεων Όγκου από Ακτινολογικά Χαρακτηριστικά σε Γλοιοβλάστωμα (Predicting Tumor Mutational Burden (TMB) from Radiomic Features in Glioblastoma) 

Στόχος: Μοντέλο πρόβλεψης TMB από MRI radiomics. 

• Υπόβαθρο: Το TMB αποτελεί σημαντικό βιοδείκτη ανοσοθεραπείας. 

• Μεθοδολογία: Εξαγωγή radiomics, ML πρόβλεψη TMB, επικύρωση με δεδομένα μεταλλάξεων. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Μοντέλο πρόβλεψης TMB για εξατομικευμένη θεραπεία. 

• Εργαλεία: PyRadiomics, XGBoost, Python/R. 

• Dataset: TCGA-GBM (TCIA). 

 

Πρόταση 11: Ακτινογονιδιωματικές Υπογραφές Υποξίας σε Καρκίνο Κεφαλής & Τραχήλου (Radiogenomic Signatures of Hypoxia in Head and Neck Cancer) 

Στόχος: Συσχέτιση PET/CT χαρακτηριστικών με γονιδιακή έκφραση υποξίας. 

• Υπόβαθρο: Η υποξία σχετίζεται με κακή πρόγνωση. 

• Μεθοδολογία: Ανάλυση PET/CT, συσχέτιση με υποξία-σχετιζόμενα γονίδια. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Radiomics υπογραφές υποξίας. 

• Εργαλεία: PyRadiomics, GSEA, Python/R. 

• Dataset: HNSCC Radiogenomics (TCIA). 

 

Πρόταση 12: Συσχέτιση Radiomics MRI με Ανοσολογική Διείσδυση σε Καρκίνο Μαστού (Association of Radiomic Features with Immune Infiltration in Breast Cancer) 

Στόχος: Συσχέτιση χαρακτηριστικών MRI με γονιδιακή έκφραση ανοσοκυττάρων. 

• Υπόβαθρο: Η ανοσοδιείσδυση επηρεάζει την πρόγνωση. 

• Μεθοδολογία: Ανάλυση MRI radiomics, συσχέτιση με ανοσολογικά γονίδια (CIBERSORT). 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Radiomics υπογραφές ανοσοδιείσδυσης. 

• Εργαλεία: PyRadiomics, CIBERSORT, Python/R. 

• Dataset: TCGA-BRCA (TCIA). 

 

Πρόταση 13: Ακτινογονιδιωματική Ανάλυση Εγκεφαλικών Μεταστάσεων (Radiogenomic Analysis of Brain Metastases) 

Στόχος: Συσχέτιση χαρακτηριστικών MRI μεταστάσεων με γονιδιακά προφίλ πρωτοπαθών όγκων. 

• Υπόβαθρο: Οι εγκεφαλικές μεταστάσεις επηρεάζονται από μεταλλάξεις πρωτοπαθών όγκων. 

• Μεθοδολογία: Εξαγωγή radiomics, συσχέτιση με γονιδιακά δεδομένα πρωτοπαθών όγκων. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Radiomics χαρακτηριστικά που αντανακλούν γονιδιακές αλλοιώσεις. 

• Εργαλεία: PyRadiomics, Python/R. 

• Dataset: TCGA Brain Metastases  TCGA Brain Metastases Dataset (TCIA). 

 

Πρόταση 14: Ακτινογονιδιωματική στον Καρκίνο Προστάτη: Πρόβλεψη Βαθμού Gleason από MRI (Radiogenomics of Prostate Cancer: Predicting Gleason Score from MRI) 

Στόχος: Μοντέλο πρόβλεψης Gleason score από MRI radiomics + γονιδιωματικά δεδομένα. 

• Υπόβαθρο: Ο βαθμός Gleason είναι βασικός δείκτης πρόγνωσης. 

• Μεθοδολογία: Εξαγωγή radiomics, συσχέτιση με γονιδιωματικές μεταλλάξεις (TMPRSS2-ERG, PTEN loss). 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Προγνωστικό μοντέλο Gleason score. 

• Εργαλεία: PyRadiomics, scikit-learn, Python/R. 

• Dataset: Prostate Cancer Radiogenomics (TCIA). 

 

Πρόταση 15: Ενοποίηση Radiomics και Γονιδιωματικής για Πρόβλεψη Απόκρισης σε Θεραπεία στον Καρκίνο Παχέος Εντέρου (Integration of Radiomics and Genomics for Predicting Therapy Response in Colorectal Cancer) 

Στόχος: Πρόβλεψη απόκρισης σε χημειοθεραπεία με συνδυασμό radiomics CT και γονιδιακών δεδομένων. 

• Υπόβαθρο: Η πρόβλεψη θεραπευτικής απόκρισης παραμένει δύσκολη. 

• Μεθοδολογία: Συσχέτιση CT radiomics με γονιδιακή έκφραση για ανίχνευση υπογραφών απόκρισης. 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Radiogenomic υπογραφές πρόβλεψης θεραπείας. 

• Εργαλεία: PyRadiomics, XGBoost, Python/R. 

• Dataset: TCGA-READ (TCIA). 

 

 Πρόταση 16: Ακτινογονιδιωματικός Χαρακτηρισμός Αγγειακών Φαινοτύπων σε Καρκίνωμα Νεφρού (Radiogenomic Characterization of Vascular Phenotypes in Renal Cell Carcinoma) 

Στόχος: Συσχέτιση CT radiomics με αγγειακές γονιδιακές υπογραφές σε RCC. 

• Υπόβαθρο: Ο αγγειακός φαινότυπος είναι κρίσιμος για ανάπτυξη και μετάσταση RCC. 

• Μεθοδολογία: Εξαγωγή αγγειακών radiomics, συσχέτιση με γονίδια αγγειογένεσης (VEGF, HIF1A). 

• Αναμενόμενα Αποτελέσματα: Radiomics βιοδείκτες αγγειακότητας και επιθετικότητας. 

• Εργαλεία: PyRadiomics, Python/R. 

• Dataset: TCGA-KIRC Kidney Renal Clear Cell Carcinoma (TCGA-KIRC) (TCIA). 

Στράτος Δαυίδ, Επίκουρος Καθηγητής

• 1. Ανάπτυξη βαθμίδων εξειδικευμένων απεικονιστικών συστημάτων Πυρηνικής Ιατρικής
     Σχεδιασμός και κατασκευή κυκλωμάτων μείωσης σημάτων, ενίσχυσης, ομοιομορφίας απόκρισης κτλ. φωτοπολλαπλασιαστών ευαισθησίας θέσης (PSPMTs) και διατάξεων φωτοπολλαπλασιαστών πυριτίου (SiPMs).
     Οι προαναφερόμενοι οπτικοί ανιχνευτές έχουν απολαβή 10⁶ και χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εξειδικευμένων συστημάτων Πυρηνικής Ιατρικής όπως γ-κάμερα, SPECT και PET. Οι βαθμίδες ενίσχυσης και τα ηλεκτρονικά κυκλώματα μείωσης σημάτων που θα αναπτυχθούν στα πλαίσια της πτυχιακής/ών θα χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή απεικονιστικών συστημάτων με πεδίο 1,5×1,5cm², 5x5cm², 5x10cm² και 10x10cm² επίπεδης (planar) και τομογραφικής απεικόνισης (tomographic imaging).
     Προαπαιτούμενα: Για την υλοποίηση της πτυχιακής απαιτείται η χρήση του πακέτου Ultiboard της National Instruments και καλή γνώση ηλεκτρονικών κυκλωμάτων βασισμένα σε τελεστικούς ενισχυτές οργανολογίας.
  2. Πειραματική αξιολόγηση κρυσταλλικών σπινθηριστών LGSO:Ce για εφαρμογή σε ανιχνευτές Ιατρικής Απεικόνισης
     Η διαδικασία ανίχνευσης της ιοντίζουσας ακτινοβολίας βασίζεται στη χρήση ανιχνευτών σπινθηρισμού. Κύριο στοιχείο αυτών των ανιχνευτών αποτελεί το υλικό του σπινθηριστή. Ο σπινθηριστής LGSO:Ce είναι ένα καινούργιο και αποδοτικό υλικό ταχείας απόκρισης. Μέσω του σπινθηριστή η προσπίπτουσα ακτινοβολία μετατρέπεται σε όπου καταγράφεται και μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα από έναν οπτικό αισθητήρα (φωτοανιχνευτή). Το συνολικό ποσοστό του εκπεμπόμενου φωτός του σπινθηριστή, που ανιχνεύεται από τον φωτοανιχνευτή και τελικά χρησιμοποιείται για την δημιουργία της ιατρικής εικόνας παίζει καθοριστικό ρόλο στη μείωση της επιβάρυνσης του ασθενούς σε ακτινοβολία όσο και στην ποιότητα της τελικής διαγνωστικής εικόνας/ων. Στην προτεινόμενη πτυχιακή θα αξιολογηθούν δείγματα κρυστάλλων LGSO:Ce υπό διέγερση ακτινών-χ ή/και ακτινών-γ για πιθανές εφαρμογές σε ανιχνευτές ιατρικής απεικόνισης
     Προαπαιτούμενα: Καλή γνώση ιοντιζουσών ακτινοβολιών και οργανολογίας συστημάτων Ακτινοδιαγνωστικής και Πυρηνικής Ιατρικής απεικόνισης.

 

Χρήστος Μιχαήλ, Αναπληρωτής Καθηγητής

• 1. Ανάπτυξη νέων μεθόδων παρασκευής υλικών φωσφόρων σπινθηριστών (περιλαμβανομένων νανοϋλικών) σε μορφή λεπτών εύκαμπτων φιλμ με βάση τροποποιημένες ρητίνες.
  2. Ανάπτυξη νέων υλικών φωσφόρων σπινθηριστών (περιλαμβανομένων νανοϋλικών) και εφαρμογή σε ψηφιακά απεικονιστικά συστήματα Ιατρικής με αισθητήρες τύπου complementary metal–oxide–semiconductors (CMOS).
  3. Ανάπτυξη νέων πειραματικών μεθόδων αξιολόγησης Ιατρικής απεικόνισης σε συστήματα Πυρηνικής Ιατρικής (SPECT και PET) μέσω μεθόδων Monte Carlo και πειραματικής επιβεβαίωσης.
  4. Ανάπτυξη νέων πειραματικών μεθόδων Ιατρικής Απεικόνισης με τεχνικές διπλής ενέργειας (Dual Energy) ακτίνων-X για εφαρμογή στην οστεοπόρωση, τη μαστογραφία και την αγγειογραφία.
  5. Ανάπτυξη ολοκληρωμένου ψηφιακού απεικονιστικού συστήματος Τομοσύνθεσης Διπλής Ενέργειας με Ιατρικό ψηφιακό ανιχνευτή εξειδικευμένο για εφαρμογές ψηφιακής τομοσύνθεσης μαστού, μεγάλης επιφάνειας τύπου CMOS.
  6. Πειραματική μελέτη και ανάπτυξη λεπτών εύκαμπτων φιλμ PMMA και κβαντικών τελειών (quantum dots-QDs) για Ιατρικές οπτοηλεκτρονικές εφαρμογές.
  7. Ανάπτυξη μεθόδων μέτρησης βαρέων μετάλλων και μικροπλαστικών στο θαλασσινό νερό.