Název projektu

Centrum biomedicínské informatiky (CBI)

Název projektu

Centrum biomedicínské informatiky (CBI)

Evidenční číslo projektu: 1M06014

Cíl projektu:

Vyvinutí protokolu pro přípravu oligonukleotidového čipu s optimální sestavou genů pro diagnostiku a prognózu kardiovaskulárních onemocnění,navržení systému pro podporu rozhodování v kardiologii a stomatologii a zvýšení kvality doktorského vzdělávání.

Doba řešení:

1. 3. 2006 - 31.12.2011

Uchazeči - řešitelská pracoviště - řešitelský tým (odpovědnost za řešení)
Ústav informatiky AV ČR, v.v.i. - příjemce

řešitelské pracoviště - Ústav informatiky AV ČR, Oddělení medicínské informatiky
Zvárová Jana Prof. RNDr., DrSc. - řešitel

Univerzita Karlova v Praze - spolupříjemce
řešitelské pracoviště - Univerzita Karlova v Praze
Dostálová Taťjana Prof. MUDr. DrSc., MBA. - spoluřešitel

Městská nemocnice Čáslav - spolupříjemce
řešitelské pracoviště - Městská nemocnice Čáslav, Kardiologická ambulance
Grünfeldová Hana MUDr. - spoluřešitel

EuroMISE s.r.o. - spolupříjemce
řešitelské pracoviště - EuroMISE s.r.o
Zvára Karel - spoluřešitel

 Bio-Consult Laboratories, spol. s r. o.
řešitelské pracoviště - BioConsult Laboratories, spol. s r.o.
Petr Dodal - spoluřešitel

Anotace projektu

Cílem projektu je vyvinutí protokolu pro přípravu oligonukleotidového čipu s optimální sestavou genů pro diagnostiku a prognózu kardiovaskulárních onemocnění, navržení systému pro podporu rozhodování, počítačovou podporu diagnostiky a individualizace péče v kardiologii, navržení systému pro počítačovou podporu diagnostiky, terapie a prognózy ve stomatologii a zvýšení kvality postgraduálního vzdělávání v oboru biomedicínské informatiky. Výsledky projektu budou zpřístupněny formou příspěvků v recenzovaných časopisech, prezentací na prestižních konferencích a prototypů softwarových systémů.

RÁMEC PROJEKTU

1. POSLÁNÍ PROJEKTU

1.1. Definice účelu projektu

V souladu s cíli tématického programu Zdravý a kvalitní život (TP2) je účelem projektu navržení nových diagnostických postupů pro rychlé, přesné a minimálně invazivní určení stavu pacienta, určení jeho prognózy a sledování postupu jeho léčby. Tyto diagnostické postupy by měly být založeny na informačních technologiích pro podporu rozhodování a řízení v biomedicíně a ve zdravotnictví vyvinutých v rámci centra. Výzkumem v oblasti individualizované zdravotní péče s ohledem na genetický profil pacienta a ostatní atributy jeho zdravotního záznamu by centrum mělo přispět k vývoji nových vyšetřovacích postupů v oblasti molekulární diagnostiky závažných onemocnění. S rostoucím objemem dat různého původu detailně charakterizujících aspekty preventivní péče, diagnostiky i terapie pacientů se otevírají nové možnosti jejich analýzy s potenciálem získání nových, dosud neznámých znalostí a informací. Kombinací těchto znalostí lze dosáhnout významného synergického efektu, a to například při počítačové podpoře rozhodování lékaře, která je jedním z účelů výzkumu navrhovaného centra. Dalším účelem centra je nejen specifikace a formalizace nových postupů pro medicínu, ale i zvýšení, kontrola, a sledování účinnosti a bezpečnosti léčiv na základě nově vyvinutých postupů a metod statistické analýzy aplikovatelných při hodnocení klinických studií a klinického výzkumu. Výzkumem v oblasti personalizované zdravotní péče s ohledem na genom a transkriptom pacienta a ostatní atributy jeho zdravotního záznamu by centrum mělo přispět také k vývoji nových postupů v oblasti detekce molekulárně genetických markerů závažných onemocnění. Centrum propojí teoretický výzkum s lékařskou praxí, umožní zavedení řady postupů nejen do výuky lékařů, ale umožní i sběr biomedicínckých dat pro potřeby státní správy i pro struktury WHO nebo EU společně s interpretací výsledků jejich analýzy.

1.2. Očekávané přínosy projektu

Zásadním přínosem projektu bude výrazné přispění k individualizaci péče o pacienta. Toho dosáhneme návrhem nových metod pro podporu rozhodování a specifikací relevantních příznaků pro diagnostiku, stanovení prognózy a terapie, založeným zejména na genetických údajích. Bude navržen a validován kompletní oligonukleotidový čip určený pro rutinní diagnostiku.

Navržené metody pomohou při identifikaci genů určených k diagnostice a stanovení prognózy u vybraných kardiovaskulárních onemocnění, jakými jsou angina pectoris, akutní infarkt myokardu, srdeční selhání, cévní mozkové příhody ve srovnání s kontrolní skupinou osob bez manifestních kardiovaskulárních onemocnění. Přínosem projektu bude analýza získaných informací a její využití v kombinaci s dostupnými klinickými charakteristikami pacienta při stanovení preventivních opatření a návrhu individualizované léčebné péče. Profilace typů genových expresí skoro tisíce genů v rámci jediného experimentu prostřednictvím aplikace statistických metod navržených pro analýzu dat získaných metodou microarrays na úrovni DNA a RNA přispějí k lepší diagnostice a stanovení prognózy u kardiovaskulárních onemocnění.

Systémy pro podporu rozhodování přispějí i ke zvýšení efektivity rozhodování zubního lékaře na základě dat o pacientech uložených formou elektronického zdravotního záznamu, vyvinutého již dříve v rámci EuroMISE centra. Technologie opírající se o informace v elektronickém zdravotním záznamu umožní lékařům zaznamenávat informace mnohem podrobněji a využívat je např. při diagnostice a terapii, dále i pro forenzní účely.

Přínosem strukturalizace stomatologických informací v zubním kříži bude zjednodušení kontroly i zadávání údajů nejen formou formalizovaného záznamu, ale i grafickou cestou umožňující propojení grafických, numerických i písemných forem sbírání dat.

Navržené technologie formalizace lékařských doporučení ve strukturalizované elektronické podobě přispějí k zefektivnění práce praktického lékaře. Formalizovaná lékařská doporučení pro oblast kardiologie budou zpřístupněna pomocí webových a dalších informačních technologií.

Lepší kontrola interakcí podávaných léčiv a kontraindikací jejich podávání na základě informací o lécích získaných extrakcí a formalizací z volného textu přispěje ke zvýšení bezpečnosti pacienta. Zlepšení efektivity stávajících prostředků pro zpracování volného textu dosáhneme jejich adaptací pro použití v lékařském prostředí.

Přínosem projektu budou nově vypracované metodologie výuky biomedicínské informatiky ve vazbě na soudobé genetické poznatky s využitím nových informačních technologií a příprava výukových textů a učebnic. V rámci projektu bude připravena znalostní databáze pro ověřování znalostí studentů doktorandských kurzů pomocí internetu. Předpokládáme rovněž vytvoření elektronické monografie, která bude sloužit jako hlavní informační zdroj (studijní pomůcka) pro kurz doktorského studia s mezioborovou tématikou biomedicínské informatiky, statistiky a genetiky.

Přínosem projektu budou i výsledky základního výzkumu, které se týkají informačně teoretického přístupu k měření informace, diverzity a vzdálenosti a jejich aplikace v genetickém výzkumu. V rámci projektu využijeme otevřeného (open-source) statistického systému R a aplikaci pokročilých statistických metodologií při analýze biomedicínských dat. Přínosem bude jak zmíněná analýza, tak i možnost adaptace existujících metodologií a návrh nových metodologických postupů při řešení konkrétních problémů spojených s analýzou biomedicínských dat. Řada pracovníků centra spolupracuje v redakční radě mezinárodního recenzovaného časopisu European Journal of Biomedical Informatics, který je publikován v elektronické podobě. Jedním z originálních prvků tohoto časopisu je možnost vystavit příspěvky kromě požadované formy v anglickém jazyce také v dalších evropských jazycích, což ve spojení s češtinou významně přispívá k sjednocení odborné terminologie.

1.3. Způsob ověření dosažených přínosů

Pro individualizaci léčebné péče v kardiologii budou z přibližně 750 výchozích genů s možným významem pro kardiologii vybrány relevantní geny pro vybraná kardiovaskulární onemocnění a bude navržen oligonukleotidový čip pro rutinní kardiologickou diagnostiku a určování prognózy onemocnění. Návrh bude validován na základě nashromážděných anonymizovaných biomedicínských dat o pacientech. Výsledky tohoto výzkumu budou zveřejněny v odborných publikacích. Validovaný oligonukleotidový čip bude předán k patentovému řízení standardním postupem.

Ověření aplikace podpory rozhodování ve stomatologii, postupů založených na strukturalizaci stomatologických dat a interaktivním zubním kříži provedou studenti magisterského a doktorského studijního programu 1. LF UK v rámci výukových programů 6. ročníku pregraduálního studia a doktorského studia oboru Biomedicínská informatika.
Formalizace lékařských doporučení usnadní osvojení aktuálních lékařských poznatků široké lékařské veřejnosti. Tato formalizovaná doporučení budou posouzena odbornými společnostmi, např. Českou kardiologickou společností a Společností všeobecného lékařství.
Lepší kontrolu indikací a kontraindikací podávaných léčiv ověříme pilotní prototypovou implementací specializovaného systému vytvořeného v rámci projektu.

Ověřením přínosu nově vypracovaných metodologií výuky bude jejich zavedení do výuky, zájem studentů o absolvování navržených kurzů využívajících tyto technologie a zájem o mezinárodní letní školu biomedicínské informatiky.

Výstupy základního i aplikovaného výzkumu budou ověřeny zveřejněním výsledků v domácích i zahraničních recenzovaných časopisech, dále v nově publikované elektronické monografii.

1.4. Kritické předpoklady dosažení účelu projektu

Kritické předpoklady dosažení účelu projektu spočívají převážně v zázemí centra a to jak materiálním, tak také personálním. Výzkumné centrum CBI bude navazovat na zkušenosti pracovníků EuroMISE centra v oblasti interdisciplinárního výzkumu, na zkušenosti s výukou, dlouholeté zkušenosti s vydáváním odborné publikace Lékař a technika, zkušenosti s organizací mezinárodních konferencí (IJM EuroMISE 2004) a na publikační a prezentační činnosti na mezinárodním fóru (MedInfo - IMIA, MIE, ISCB, ISBMDA, ASA, R Users Conference, atd.). Tímto je zajištěno kvalitní personální obsazení, které je hlavním předpokladem pro úspěšné splnění stanovených cílů navrhovaného projektu.
Projekt počítá s využitím materiálního zázemí pořízeného v rámci projektu výzkumného centra LN00B107 MŠMT ČR a evropských projektů.

Domníváme se, že pro řešení projektu je vytvořen špičkový mezioborový tým s příznivou věkovou skladbou. Vzhledem k současnému světovému tlaku na kvalitu výzkumu se v současné době setkáváme s tím, že námi vychovaní mladí vědečtí pracovníci dostávají zajímavé nabídky pro práci v týmech evropských, amerických, kanadských a dalších výzkumných projektů. Vzhledem k tomu, že v našem projektu se zaměřujeme na mezioborový výzkum s velkými dopady pro informační společnost ve zdravotnictví, o spolupráci kvalitních informatiků, statistiků, stomatologů a genetiků je velký zájem i v komerčních organizacích. Z tohoto důvodu je třeba, aby centrum vytvářelo pro práci v mezioborovém výzkumu srovnatelné podmínky jako vytvářejí zmíněná zahraniční pracoviště. V případě odchodu těchto pracovníků z centra by centrum nemohlo plnit svoji výzkumnou roli.

Kritickým předpokladem je dále to, aby žádná ze spolupracujících institucí nezanikla bez vhodného nástupnického právního subjektu, který by beze zbytku převzal závazky projektu.

Kritickým předpokladem pro úspěšnou realizaci vlastního oligonukleotidového čipu je nalezení optimální skladby genů s dostatečnou výpovědní hodnotou ve vzorcích periferní krve.

2. CÍL PROJEKTU

2.1.Definice cíle projektu

2.1.1. Čeho (Co má být projektem dosaženo)

Vyvinutí protokolu pro přípravu oligonukleotidového čipu s optimální sestavou genů pro diagnostiku a prognózu kardiovaskulárních onemocnění, navržení systému pro podporu rozhodování v kardiologii a stomatologii a zvýšení kvality doktorského vzdělávání.

2.1.2. Do jakého data bude dosaženo cíle

31.12.2009

2.2. Výsledky projektu

1. Původní protokol pro přípravu oligonukleotidového čipu s optimální sestavou funkčních genů pro konkrétní diagnostiku a určování prognózy onemocnění k následné validaci.

2. Validovaný oligonukleotidový čip určený pro rutinní diagnostiku.

3. Návrh systému pro počítačovou podporu diagnostiky a individualizace léčebné péče v kardiologii.

4. Návrh systému pro počítačovou podporu diagnostiky, terapie a prognózy ve stomatologiii.

5. Uspořádání letní školy, vytvoření elektronické monografie obsahující výstupy výzkumu.

6. Publikace, přednášky, webové stránky, softwarové prototypy.

2.3. Forma zpracování a předání výsledků

1. Předání oligonukleotidového čipu k patentovému řízení.

2. Návrh systému pro podporu rozhodování v kardiologii s odkazy na vytvořené publikace v rámci výzkumu (zpráva a softwarové prototypy).

3. Návrh systému pro podporu rozhodování ve stomatologii s odkazy na vytvořené publikace v rámci výzkumu (zpráva a softwarové prototypy).

4. Zpráva o přenosu výzkumných výsledků do výuky a vzdělávání, odkazy na vytvořené publikace a další diseminační výstupy.

2.4. Kritické předpoklady dosažení cíle

Kritickým předpokladem pro úspěšnou realizaci vlastního oligonukleotidového čipu je nalezení optimální skladby genů s dostatečnou výpovědní hodnotou ve vzorcích periferní krve.

3.3. DÍLČÍ CÍLE ŘEŠENÍ - přehled

1. Validovaný oligonukleotidový čip pro kardiologii připravený pro patentové řízení

do 31.12.2009

Výsledky dílčího cíle

Provedeme testování rozsáhlého souboru kandidátních genů a profilování optimální skladby genů pro oligonukleotidový čip se zaměřením na kardiovaskulární problematiku (angina pectoris, akutní IM, srdeční selhání, CMP), jehož výsledkem bude seznam genů a jim odpovídajících oligonukleotidových sond. Na tyto sondy bude zacílen návrh a prototyp oligonukleotidového čipu pro konkrétní diagnostiku a určování prognózy kardiovaskulárních onemocnění spolu s detailní zprávou o validaci oligonukleotidového čipu.

Forma zpracování a předání výsledků dílčího cíle

Výsledky dílčího cíle budou zpracovány a předány ve formě písemných zpráv o testování rozsáhlého souboru genů (a jim odpovídajících sond) s odůvodněním užšího výběru genů (a sond pro tyto geny) pro přípravu oligonukeotidového čipu a jeho validaci.

Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle

Kritickým předpokladem dosažení tohoto dílčího cíle je kvalitní personální a materiálně-technické zázemí. Obojí je zajištěné kvalitním obsazením řešitelského týmu a vybavením pracoviště. Dalším kritickým předpokladem dosažení cíle je nalezení užší skupiny genů v rámci rozsáhlého souboru genů ve vzorcích periferní krve, u které bude prokázána statisticky významná souvislost s výskytem kardiovaskulárních onemocnění.

2. Návrh systému pro počítačovou podporu diagnostiky a individualizace péče v kardiologii

do 31.12.2009

Výsledky dílčího cíle

Výsledkem dílčího cíle bude podrobný popis a prototyp systému pro podporu lékařského rozhodování v kardiologii zaměřený na diagnostiku IM, angina pectoris, CMP a srdečního selhání. Do systému budou začleněny poznatky získané na základě nashromážděných dat o kardiovaskulárních onemocněních a znalostí z oblasti kardiologie, zejména lékařských doporučení. Systém bude obsahovat vytvořené a namodelované ontologie vycházející z Mezinárodní klasifikace nemocí (MKN10) a ontologii mapující vybraná léčiva (povolená na trhu v České republice). Pro návrh systému pro podporu rozhodování bude použito výsledků teoretického výzkumu, jehož univerzalita bude ověřena aplikací jak v kardiologii, tak i ve stomatologii (viz dílčí cíl 3).

Forma zpracování a předání výsledků dílčího cíle

Výsledky dílčího cíle budou předány ve formě podrobné zprávy a prototypu navrženého systému.

Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle

Kritickým předpokladem dosažení tohoto dílčího cíle je zachování kvalitního personálního složení týmu a dobré fungování všech spolupracujících organizací.

3. Návrh systému pro počítačovou podporu diagnostiky, terapie
a prognózy ve stomatologii

do 31.12.2009

Výsledky dílčího cíle

Výsledkem dílčího cíle bude podrobný popis a prototyp systému pro podporu lékařského rozhodování ve stomatologii. Systém pro podporu rozhodování přispěje ke zvýšení efektivity rozhodování zubního lékaře na základě dat o pacientech uložených formou elektronického zdravotního záznamu, vyvinutého již dříve v rámci projektu LN00B107 MŠMT ČR. Technologie opírající se o informace v elektronickém zdravotním záznamu umožní lékařům zaznamenávat informace mnohem podrobněji a využívat je např. při diagnostice a terapii, dále i pro forenzní účely. Výsledný prototyp systému umožní strukturalizaci stomatologických informací v zubním kříži, což povede ke zjednodušení kontroly i zadávání údajů nejen formou formalizovaného záznamu, ale i grafickou cestou umožňující propojení grafických, numerických i písemných forem sbírání dat. Pro návrh systému pro podporu rozhodování bude použito výsledků teoretického výzkumu, jehož univerzalita bude ověřena aplikací jak v kardiologii (viz dílčí cíl 2), tak i ve stomatologii.

Forma zpracování a předání výsledků dílčího cíle

Výsledky dílčího cíle budou předány ve formě podrobné zprávy a prototypu navrženého systému.

Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle

Kritickým předpokladem dosažení tohoto dílčího cíle je zachování kvalitního personálního složení týmu a dobré fungování všech spolupracujících organizací.

4. Rozvoj CBI jako moderního mezioborového školícího
a výukového pracoviště

do 30.9.2009

Výsledky dílčího cíle

Výsledkem tohoto dílčího cíle bude realizace specializované mezinárodní letní školy biomedicínské informatiky zahrnující zejména metody statistické genetiky a bioinformatiky (Summer School of Biomedical Informatics). V projektu vytvoříme elektronickou monografii sloužící zároveň jako učební text pro letní školu biomedicínské informatiky a i jako doplňkový informační zdroj pro akreditovaný doktorský studijní obor Biomedicínské informatiky. V souvislosti s výukou budeme rozvíjet nové statistické metody pro evaluaci znalostí studentů a tele-vzdělávání. Výsledky výzkumu v oblasti hodnocení kvality didaktických testů využívajících pokročilých statistických metod přispějí ke zvyšování kvality doktorského vzdělávání v oblasti biomedicínské informatiky a v dalších oborech.

Forma zpracování a předání výsledků dílčího cíle

Výsledky tohoto dílčího cíle budou předány ve formě elektronické monografie vystavené na webových stránkách centra. Bude předána podrobná zpráva o průběhu letní školy biomedicínské informatiky. Dále budou předány relevantní publikace k výuce.

Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle

Kritickými předpoklady tohoto dílčího cíle je zájem českých i zahraničních studentů o nabízenou letní školu biomedicínské informatiky a možnost zajištění kvalitní výuky. Maximální kapacita uchazečů letní školy je 16 osob vzhledem ke kapacitním možnostem učebny lokalizované na Oddělení medicínské informatiky na Ústavu informatiky AV ČR, v.v.i. Členové týmu CBI mají bohaté zkušenosti s výukou v řadě domácích i mezinárodních kurzů a je zde tedy předpoklad, že kurz bude dobře navržen a bude odrážet potřeby současných domácích i zahraničních studentů postgraduálního doktorského studia biomedicíny. Předpokládáme dostatečnou propagaci zmíněné letní školy v médiích a odborných časopisech, a proto jsme přesvědčeni, že o školu bude značný zájem a její kapacita rychle naplněna. Tento předpoklad vychází z naší současné praxe, kdy většinou nejsme schopni uspokojit zájem uchazečů o kurzy biomedicínské informatiky a statistiky pořádané v rámci EuroMISE centra.

5. Diseminace výsledků projektu

do 31.12.2009

Výsledky dílčího cíle

Během práce na projektu bude kontinuálně probíhat diseminace jeho výsledků formou příspěvků do recenzovaných časopisů a prezentací na prestižních českých i zahraničních konferencích. Cílem projektu je otištění (přijetí k tisku) příspěvků v předních recenzovaných časopisech a přednesení prezentací na prestižních konferencích.

Forma zpracování a předání výsledků dílčího cíle

Seznam publikovaných prací týkajících se výsledků projektu. Seznam bude uváděn a aktualizován během průběžného hodnocení projektu.

Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle

Kritickými předpoklady dosažení tohoto dílčího cíle jsou kvalita publikovaných výstupů a dostatečné organizační schopnosti spojené se zřízením, organizací a vedením mezinárodního odborného časopisu. Dlouholeté zkušenosti pracovníků Centra s prací v redakční radě časopisu Lékař a technika předem zaručují úspěch nového časopisu European Journal of Biomedical Informatics, který vydává spoluřešitelské pracoviště EuroMISE s.r.o. Řada členů centra spolupracuje v redakční radě časopisu a kvalita řešitelského týmu zaručuje i kvalitu publikovaných prací.

PLÁN PROJEKTU

4.1. Metodika řešení

Popis vstupních informací

Pro individualizaci diagnostiky, terapie a prognózy v kardiologii je zásadní vstupní informací rozsáhlá sestava cca 750 genů s možným významem pro kardiologii, která bude testovaná v rámci profilování optimální skladby genů pro oligonukleotidový čip. Další vstupní informace budou výstupy práce výzkumného centra EuroMISE - Kardio dosažené v letech 2000-2004, zejména výstupy obsažené ve dvou patentových přihláškách č. PV 2005-229 a PV 2004-1193. Další vstupní informace jsou anonymizovaná data o nemocných a zdravých kontrolních osobách bez manifestního kardiovaskulárního onemocnění, získaná s informovaným souhlasem pacientů i i kontrolních osob pro výzkum asociace genotypu a fenotypu u vybraných kardiovaskulárních onemocnění či v rámci nemocniční a ambulantní péče. V neposlední řadě jsou vstupními informacemi „know how" členů řešitelského týmu jak v teoretické, tak v aplikační rovině a znalosti získané v mezioborové spolupráci různými formalizačními metodami a metodami vytěžování biomedicínských dat.

Vstupním materiálem bude 5 ml nesrážlivé krve odebrané u nemocných s kardiovaskulárními onemocněními (angina pectoris, infarkt myokardu, srdeční selhání, cévní mozková příhoda) zařazených do studie v Městské nemocnici Čáslav a skupina pacientů z preventivní kardiologické ambulance, kteří nevykazují příznaky kardiovaskulárních onemocnění. Do studie budou zařazeni, po informovaném souhlasu podmínkám studie vyhovující, pacienti, léčení v Městské nemocnici Čáslav, kteří byli přijati s diagnózou AIM, angina pectoris, srdeční selhání či CMP. Do studie nebudou zařazeni především pacienti s malignitami nebo jinými onemocněními s infaustní prognózou. Pacienti budou lékařem seznámeni s cílem výzkumu a podepíší informovaný souhlas. Vzorek krve bude ihned po odběru až do dalšího zpracování zmražen na teplotu -20 stupňů Celsia pro zachování kvality nukleových kyselin (RNA) .

Každému pacientovi bude odebrán vzorek krve dvakrát - poprvé v akutní fázi onemocnění při přijetí do nemocnice, podruhé během obvyklé ambulantní kontroly za 6 měsíců. V obou případech se bude krev odebírat současně na obvyklá biochemická vyšetření u těchto chorob, takže odběr vzorku krve pro genetické vyšetření nebude představovat pro pacienta žádnou zátěž navíc.

Počty nemocných hospitalizovaných s diagnózou vedených KVO v MN Čáslav v posledních letech značně převyšovaly plánované požadavky na počty probandů chystaného projektu. Za celé trvání projektu se předpokládá vyšetřit minimálně 150 pacientů (každý 2x) a 50 kontrolních osob (pouze 1x).

Krev bude v rámci projektu analyzována pomocí sady molekulárně biologických metod k extrakci nukleových kyselin, jejich purifikaci, amplifikaci a hybridizaci na oligonukleotidových biočipech. Výsledné hybridizační signály budou v paralelních stanoveních vyhodnocovány odpovídajícím analytickým software skenovacího zařízení.
Pro expresní analýzu nově kompletovaných souborů (angina pectoris, akutní infarkt myokardu, srdeční selhání a mozková cévní příhoda) budou použity metody izolace RNA a následná technologie oligonukleotidových spotů na skle (oligonucleotide arrays). Kvalita izolované RNA bude zajištěna pro tyto účely specielním konzervačním činidlem pro uchování molekul RNA v nativním neporušeném stavu v krevním vzorku.
Krevní vzorky budou testovány na rozsáhlém souboru genů a bude prováděno profilování optimální skladby genů pro oligonukleotidový čip se zaměřením na kardiovaskulární problematiku (angina pectoris, akutní IM, srdeční selhání, CMP).
V oblasti výzkumu při tvorbě systémů pro počítačovou podporu diagnostiky, terapie a prognózy v kardiologii a stomatologii se pokusíme využit nové poznatky základního výzkumu (například teorie informace, teorie rozhodování, logiky, matematické statistiky, genetiky, lingvistiky). Do systému pro počítačovou podporu rozhodování v kardiologii či stomatologiii zabudujeme jak znalosti získané z biomedicínských databází vytvářených v rámci výzkumu, tak i znalosti obsažené například v lékařských doporučeních pro kardiologii či v příbalových letácích a dalších informačních zdrojích o lécích.

Vlastní zpracování dat a zhodnocení výsledků expresní analýzy bude prováděno za pomoci pokročilých statistických metod a metod pro vytěžování znalostí z dat v rámci centra. Na anonymizovaných datech pacientů budou vyhledávány asociace mezi genetickými markery a klinickým profilem pacienta včetně výsledků rutinně prováděného echokardiografického vyšetření a ultrasonografického vyšetření stěny krkavice hrazených zdravotními pojišťovnami.

Navrhování metod pro využití informačních a komunikačních technologií pro sběr dat a znalostí z různých oblastí biomedicíny a zdravotnictví, včetně dat klinických, laboratorních, a genetických. Studium podmíněnosti výskytu onemocnění z hlediska přítomnosti genetických markerů využívající údajů z genetické banky s cílem maximální individualizace diagnostiky a léčby vybraných onemocnění. Vytvoření fyzických bank k uchovávání vzorků sér, nukleových kyselin a tkání určených k dalšímu studiu. Vytváření databáze genetických profilů nepříbuzných osob české populace ve vysoce polymorfních místech lidského genomu pro oblast forenzní genetiky. Výzkum nových informačních technologií (zejména stochastických přístupů) v lidské genetice (2006-2009).

Vzhledem k absenci ontologií a terminologie v českém jazyce, vytvoření a namodelování ontologie obsahující Mezinárodní klasifikaci nemocí MKN10 a ontologie obsahující vybraná léčiva (povolená na trhu v České republice). V první fázi bude provedena analýza existujících relevantních ontologií a analýza jejich využitelnosti. Dále bude zváženo, zda bude výhodnější některé ontologie přizpůsobit, odstranit jejich nedostatky a doplnit o údaje a vztahy potřebné pro účely projektu, nebo zda bude výhodnější postavit zcela nové ontologie s využitím současného stavu poznání v této oblasti. Ontologie bude obsahovat všechny kódy a jejich slovní popisy obsažené v MKN10 nomenklatuře a výstupy budou aplikovány na oblast kardiologie a stomatologie (2006-2008).

Studium telemedicínské návaznosti systémů elektronické zdravotnické dokumentace na systémy pro podporu rozhodování a řízení při optimálním využití informace z dat a znalostí (2006-2008).

Přenos výsledků výzkumu do vzdělávání, realizace specializované mezinárodní letní školy biomedicínské informatiky obsahující zejména metody statistické genetiky a bioinformatiky (Summer School of Biomedical Informatics). Této letní škole připravíme propagaci v médiích a odborných časopisech (2006-2009).

V projektu vytvoříme novou elektronickou monografii sloužící i jako učební text pro letní školu biomedicínské informatiky a i jako doplňkový výukový text pro akreditovaný doktorský studijní obor Biomedicínské informatiky. V souvislosti s výukou budeme rozvíjet nové statistické metody pro evaluaci znalostí studentů a tele-vzdělávání. Výzkum v oblasti hodnocení kvality didaktických testů s využitím pokročilých statistických metod přispěje ke zvyšování kvality doktorského vzdělávání v oblasti biomedicínské informatiky a v dalších oborech (2006-009).

Testování rozsáhlého souboru genů a profilování optimální skladby genů pro oligonukleotidový čip se zaměřením na kardiovaskulární problematiku (angina pectoris, akutní IM, srdeční selhání, CMP) proběhne v období 2006-2008. Vypracování původního protokolu pro přípravu oligonukleotidového čipu s optimální sestavou funkčních genů pro konkrétní diagnostiku a určování prognózy onemocnění a validovaný oligonukleotidový čip připravený pro patentové řízení (2006-2009).

Statistika v biomedicínském výzkumu

Oddělení medicínské informatiky Ústavu informatiky AV ČR, v.v.i. realizované v rámci výzkumných center Centra biomedicínské informatiky a Evropského centra pro medicínskou informatiku, statistiku a epidemiologii je v oblasti biomedicínského výzkumu zapojeno do významné mezioborové výzkumné a výukové spolupráce. Aktivita oddělení pokrývá široké spektrum aplikací statistických metod v klinickém a biomedicínském výzkumu. Důraz je kladen zejména na návrh (statistický design) medicínských studií, jejichž předmětem je studium prevence výskytu civilizačních chorob, jako jsou kardiovaskulární onemocnění, metabolické poruchy, projevy alergií, výskyty nádorových onemocnění apod. Statistické metodologie jsou využívány při návrhu systémů pro podporu rozhodování, např. ve vztahu k vyhodnocení rizika sledovaného pacienta z pohledu výskytu určitého onemocnění, k vyhodnocení genetické predispozice určitých subjektů z hlediska výskytu sledovaných poruch či anomálií. Riziko je hodnoceno buď přímo na základě prospektivních longitudinálních studií (např. poměr funkcí hazardu resp. relativní riziko v analýze přežívání) nebo přibližně jako poměr šancí na základě průřezových studií (logistická regrese). Oddělení se profiluje mimo jiné též výukou základů statistických metod a jejich aplikací v biomedicíně, a to na pregraduální i na postgraduální úrovni. Zvláštní důraz je kladen na postgraduální doktorské studium biomedicíny v oboru Biomedicínská informatika. Oddělení se dále zabývá metodami e-learningového přístupu s využitím elektronických monografií a systému ExaME s podporou projektu Evropských strukturálních fondů.