Onderzoek Joris Dirckx

Abstract

Dit project bouwt voort op het eerdere POC project (38820) en heeft tot doel om het nieuwe 3D-otoscopische apparaat, ontwikkeld voor real-time, in vivo beeldvorming van het menselijk trommelvlies te verbeteren en klinisch te valideren. In deze aanvraag richten we ons op verbeteringen voorgesteld door NKO-artsen tijdens preklinische onderzoeken. Dit omvat o.a. het toevoegen van kleurenbeeldvorming om het navigeren in de gehoorgang makkelijker te maken, en het trainen van ons neurale netwerk met een dataset die de reflectiviteitseigenschappen van het trommelvlies beter vertegenwoordigt. Het doel van dit project is om het apparaat van TRL 4-5 naar TRL 6 te brengen en het voor te bereiden op klinische validatie en commercialisering. Het toestel wordt reeds beschermd door intellectueel eigendom, wat ons toelaat om onze bevindingen te publiceren en de effectiviteit van het apparaat in de klinische NKO-setting te demonstreren aan de eindgebruikers. Deze fase is een cruciale stap in het demonstreren van onze technologie als een essentieel hulpmiddel voor de diagnose van middenoorpathologie en maakt de weg vrij voor toekomstige licentiemogelijkheden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van der Jeught Sam
• Co-promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• InViLab

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De klank van rietinstrumenten wordt sterk bepaald door het mondstuk. De saxofoon is hiervan een belangrijk voorbeeld. Momenteel worden de karakteristieken van een mondstuk vooral beschreven via subjectieve termen. Kwantitatieve parameters ontbreken. 3D-printtechnieken maken de realisatie van volledig nieuwe mondstukontwerpen mogelijk, maar er zijn efficiënte procedures nodig om het effect op artistieke prestaties te testen. In dit project wordt eerst het effect van ontwerpaanpassingen op de drukverdeling in het mondstuk en de dynamica van het riet onderzocht. Vervolgens zal een groep spelers en luisteraars bestaande mondstukontwerpen subjectief beoordelen. Via geavanceerde geluidsbewerkingsmethoden wordt het verband gelegd met kwantitatieve parameters. Dan wordt met een geautomatiseerde saxofoonopstelling de kwantitatieve speeleigenschappen van de mondstukken bepaald. Deze worden gecorreleerd aan de subjectieve en objectieve analyse van de metingen met muzikanten. Het project zal resulteren in een sterk versneld ontwerp van mondstukken en in beschrijving van hun karakteristieken via objectief meetbare parameters. Als finale test zal de versnelde ontwerpcyclus gebruikt worden om een mondstuk met makkelijkere speelbaarheid te creëren, wat de leercurve van beginnende spelers zal versnellen. De workflow zal het pad effenen naar mondstukken met heel nieuwe klankmogelijkheden, en zo een waaier van nieuwe artistieke mogelijkheden openen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Ukshini Enis

Onderzoeksgroep(en)

• Biomedische Fysica

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project stellen wij een radicaal nieuwe plasmagebaseerde methodologie voor die ons zal toelaten om kankerweefsel te karakteriseren en te behandelen (we focussen hierbij op melanomen). We gebruiken hierbij plasma excitatie in combinatie met laser trillingsmetingen om een in-situ karakterisering van de visco-elastische materiaalparameters van biomedisch weefsel te bepalen. Deze parameters laten ons toe om kankerweefsel - tijdens behandeling - te detecteren en op te volgen. Verder ontwikkelen wij een gecontroleerde plasma-kankerbehandeling waarbij we de in-situ materiaalidentificatiemethode integreren in de behandeling, om de therapie beter af te stellen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vanlanduit Steve
• Co-promotor: Bogaerts Annemie
• Co-promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Smits Evelien

Onderzoeksgroep(en)

• InViLab

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In de eerste stap van het hoorproces vangt het trommelvlies geluidstrillingen op en geeft deze via de gehoorbeentjes door aan het met vloeistof gevulde binnenoor. Huidige computermodellen zijn nog niet in staat om te visualizeren hoe geluidsenergie wordt overgedragen van het trommelvlies naar de gehoorbeentjes. Inzicht in dit proces is essentieel voor de verdere ontwikkeling van chirurgische procedures voor trommelvlies-reconstructies. In dit project zal ik 3D trommelvlies-bewegingen meten om de dynamische eigenschappen ervan te karakteriseren. Daarnaast zal ik een nieuwe techniek ontwikkelen om de onbekende distributie van anisotrope materiaalparameters van het trommelvlies in situ te bepalen. Deze gegevens zullen belangrijke input leveren voor de verdere ontwikkeling van kunstmatige trommelvlies-grafts, en zullen de materiaalkeuze van klinische graftingtechnieken verbeteren. Vervolgens zal ik deze parameters gebruiken om een realistisch computermodel te bouwen van de mechanica van het trommelvlies en een methode ontwikkelen om de energiestroom te berekenen in gekromde anisotrope structuren zoals het trommelvlies. Met dit nieuwe model en deze methode zal ik in staat zijn om de stroming van geluidsenergie te visualizeren. Dit zal eindelijk een antwoord geven op de fundamentele biomechanische vraag hoe het trommelvlies geluidsenergie opvangt, en het zal een objectief instrument opleveren voor het optimaliseren van klinische procedures om trommelvlies-perforaties te herstellen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Livens Pieter

Onderzoeksgroep(en)

• Biomedische Fysica
• Biofysica en Biomedische Fysica

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Deze kernfaciliteit integreert infrastructuur van topkwaliteit en unieke expertise op gebied van X-stralenbeeldvorming met het oog op de reconstructie, verwerking en analyse van dynamische 3D-scènes. Zij maakt gebruik van complementaire platformen voor 4D Xstralenbeeldvorming, waaronder een ultra-flexibel en multi-modaal X-stralen CT systeem (FleXCT) en een stereoscopisch hogesnelheids-X-stralenvideografie-systeem (3D2YMOX). De faciliteit biedt dienstverlening op maat voor beeldacquisitie –reconstructie en -analyse voor zowel industriële als (invivo) biologische studies.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Sijbers Jan
• Co-promotor: Aerts Peter
• Co-promotor: De Beenhouwer Jan
• Co-promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Van Wassenbergh Sam

Onderzoeksgroep(en)

• Visielab

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het bovenste deel van de neusholte is een unieke, en lange tijd onderbenutte, omgeving voor de toediening van medicatie. Intra-nasale toediening van therapeutische middelen voor neurodegeneratieve ziekten heeft niet dezelfde beperkingen als andere toedieningswijzen. Een effectieve toediening via de neusholte is echter allesbehalve vanzelfsprekend vanwege de grote morfologische variabiliteit en het dynamische karakter ervan. Dit vereist een persoon-specifieke aanpak die toelaat om live morfologische data van de neusholte te capteren, en deze vervolgens op intelligente wijze benut tijdens de toediening van de therapeutische middelen. In dit projectzetten we de eerste belangrijke stap in de richting van deze effectieve intra-nasale toediening: het ontwerpen en bouwen van een compact apparaat dat op niet-invasieve wijze de driedimensionale vorm van de neusholte registreert.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Daems Walter
• Co-promotor: Kiekens Filip

Onderzoeksgroep(en)

• Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De neus heeft verscheidene belangrijke functies, waaronder de reukzin, de opwarming en bevochtiging van de ingeademde lucht en de filtratie van schadelijke deeltjes voordat deze de lagere luchtwegen bereiken. Neusobstructieklachten (nasal airway obstruction, NAO) zijn wereldwijd één van de meest voorkomende klachten bij neus-keel-oor (NKO) artsen. Het is een aandoening die voorkomt bij alle leeftijdscategorieën en welke ernstige implicaties kan hebben op de levenskwaliteit. Alle nasale functies zijn afhankelijk van de luchtdoorstroming in de neusholte en worden niet goed of ronduit slecht uitgevoerd bij een NAO. In dit project wordt de proof of concept van een beslissingsondersteunend systeem voor rhinologen verder uitgewerkt tot een eerste prototype, zodat nadien op korte termijn een minimal viable product (MVP) kan gebouwd worden. Zulke MVP zou rhinologen toelaten om een compleet ziektebeeld te bepalen van neusobstructieklachten, zoals daar zijn septumdeviaties en vergrote neusschelpen, en dit in tegenstelling tot de objectieve meettechnieken die vandaag de dag worden gebruikt. Voorlopig bestaat er nog geen gouden standaard voor de beoordeling van de nasale functies. Beslissingen over de aard van de behandeling worden nu hoofdzakelijk gebaseerd op een klinisch onderzoek, wat meestal geen exacte oorzaak kan aanwijzen voor de NAO van een patiënt. Het beoogde systeem zou artsen ondersteunen (information augmented) tijdens het stellen van een diagnose en bij het bepalen van de meest geschikte aanpak voor elke indivuele patiënt door een objectieve beoordeling voorafgaand aan de operatie mogelijk te maken, bv. door de invloed van een operatie op de secundaire functies van de neus in rekening te brengen. Modellen gebaseerd op computationele vloeistofdynamica (computational fluid dynamics, CFD) hebben het potentieel om het aantal succesvolle operaties (i.e. operaties zonder terugkerende, toegenomen of nieuwe klachten na een langere termijn van meerdere jaren) in de toekomst sterk te doen stijgen. Door de grote variatie in de geometrie van de nasale caviteit tussen verschillende patiënten is een patiënt-specifieke aanpak vereist. Manueel een model van de nasale holte opstellen is complex en arbeidsintensief en zonder bepaalde innovaties zou dit een te grote kost voor de patiënt betekenen. Daarnaast is de neus een dynamisch systeem waarbij de interne geometrie een natuurlijke evolutie kent. Deze evolutie kan de ware oorzaak van de klacht verbergen, wat een oordeel op basis van één enkele momentopname van de nasale geometrie minder effectief maakt. Hiernaast laat CFD toe om aanzienlijk meer parameters in overweging te nemen tijdens een analyse omdat deze kan worden gekoppeld aan verschillende fysische transportvergelijkingen zoals deeltjesafzetting en warmtetransport. Het einddoel van dit project is een objectief beslissingsondersteunend systeem dat rekening houdt met het dynamische karakter van de nasale caviteit, en de nasale (dis)functie kwantitatief scoort op basis van aerodynamische simulaties. Hiervoor zal o.a. gebruik gemaakt worden van machine learning om op automatische wijze de belangrijke geometrische informatie uit de tomografische data te halen en van objectieve geometrie-karakterisatie om het dynamisch karakter van de individuele neusholte te bepalen. Valideren van de verschillende innovaties op basis van klinische data speelt hierbij een belangrijke rol doorheen het gehele project.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Keustermans William

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project wordt een eindig elementen model ontwikkeld van het gehoororgaan van hagedissen. met dit model wordt onderzocht hoe geluid via de holten in de schedel wordt doorgeven van het ene oor naar het andere, en hoe dit systeem er kan voor zorgen dat hagedissen geluiden kunnen lokaliseren ondanks het feit dat het hoofd te klein is om betekenisvolle tijds- en intensiteitsverschillen te genereren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Livens Pieter

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Tijdens een sabbatjaar wil ik drie hoofdluiken realiseren. Ik zal onderzoek uitvoeren dat zal resulteren in klinische inzetbaarheid van de nieuwe meetmethoden die we momenteel ontwikkelen. Vervolgens wil ik mijn internationaal netwerk verstevigen en uitbreiden en onze nieuwe meetmethoden bekendheid geven en gebruiken in nieuwe samenwerkingsverbanden. In concreto zal ik hiervoor onderzoekverblijven doorvoeren bij groepen die gespecialiseerd zijn in respectievelijk optische meettechnieken en biomechanica van het middenoor, de twee basispijlers waarop het werk van mijn onderzoeksgroep is opgebouwd, om onze recent ontwikkelde nieuwe methoden uit te dragen en zelf nieuwe technieken te leren. Recent heeft mijn labo twee geheel nieuwe optische methoden ontwikkeld voor kwantitatieve en evidence based diagnose van pathologie in het middenoor. Het moment is rijp om deze methoden te implementeren in multi-center studies. Hiervoor plan ik onderzoekverblijven bij verschillende toonaangevende groepen in Europa en Amerika. Dit zal de aandacht voor onze realisaties sterk vergroten, de referentie naar ons werk verder verstevigen, en zal de aanzet zijn om via de nieuwe methoden gezamenlijke studies uit te voeren. Hierdoor zal ons bestaande onderzoeksnetwerk verdiepen en zullen we nieuwe samenwerkingsverbanden kunnen voorbereiden. In een derde hoofdluik wil ik me herbronnen en me verdiepen in recente ontwikkelingen van meetmethoden die belangrijk zijn voor mijn onderzoekdiscipline.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Tijdens een sabbatjaar wil ik drie hoofdluiken realiseren. Ik zal onderzoek uitvoeren dat zal resulteren in klinische inzetbaarheid van de nieuwe meetmethoden die we momenteel ontwikkelen. Vervolgens wil ik mijn internationaal netwerk verstevigen en uitbreiden en onze nieuwe meetmethoden bekendheid geven en gebruiken in nieuwe samenwerkingsverbanden. In concreto zal ik hiervoor onderzoekverblijven doorvoeren bij groepen die gespecialiseerd zijn in respectievelijk optische meettechnieken en biomechanica van het middenoor, de twee basispijlers waarop het werk van mijn onderzoeksgroep is opgebouwd, om onze recent ontwikkelde nieuwe methoden uit te dragen en zelf nieuwe technieken te leren. Recent heeft mijn labo twee geheel nieuwe optische methoden ontwikkeld voor kwantitatieve en evidence based diagnose van pathologie in het middenoor. Het moment is rijp om deze methoden te implementeren in multi-center studies. Hiervoor plan ik onderzoekverblijven bij verschillende toonaangevende groepen in Europa en Amerika. Dit zal de aandacht voor onze realisaties sterk vergroten, de referentie naar ons werk verder verstevigen, en zal de aanzet zijn om via de nieuwe methoden gezamenlijke studies uit te voeren. Hierdoor zal ons bestaande onderzoeksnetwerk verdiepen en zullen we nieuwe samenwerkingsverbanden kunnen voorbereiden. In een derde hoofdluik wil ik me herbronnen en me verdiepen in recente ontwikkelingen van meetmethoden die belangrijk zijn voor mijn onderzoekdiscipline. Ten eerste zal ik me verdiepen in de recente evoluties in de laservibrometrie via onderzoekverblijven aan toonaangevende groepen, enerzijds op gebied van toepassingen van de techniek, anderzijds op gebied van fundamentele ontwikkelingen van de meetmethode zelf. Ten tweede wil ik een aantal nieuwe methoden leren voor het gebruik van Digital Image Correlation in biomedische specimens en alternatieve methodes. Ik zal de mogelijkheden onderzoeken om via samenwerking met een gespecialiseerde groep onze nieuwe diagnosemethode voor trommelvliespathologie verder te ontwikkelen tot een low-cost real-time

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het trommelvlies en de drie beentjes in het middenoor zijn onmisbaar voor geluidsperceptie, want ze overbruggen de kloof tussen lucht en binnenoorvloeistof. Flexibiliteit tussen de beentjes beschermt het binnenoor tegen grote externe drukvariaties. Verschillende aandoeningen leiden tot fixaties van de beentjes, maar bestaande klinische middelen om fixaties te bepalen zijn vaak onnauwkeurig. Ik zal een nieuw toestel ontwikkelen om 3D trommelvliesvervorming te meten in patiënten via de gehoorgang: gestructureerde lichtpatronen worden op het trommelvlies geprojecteerd en opgenomen via een nieuw ontwikkelde endoscoop, wat toelaat om trommelvliesvorm en -vervorming kwantitatief te meten. Ik zal karakteristieken in de vervormingspatronen bepalen die fixaties kunnen onderscheiden, wat zal leiden tot een objectieve diagnosemethode. Als de diagnose toont dat de beentjes gefixeerd of beschadigd zijn, worden ze vaak vervangen door een stijve beentjesprothese. Door hun gebrek aan flexibiliteit zijn deze reconstructies niet in staat zijn om grote drukveranderingen op te vangen, wat leidt tot een verlies van geluidsgeleiding en dislocatie van de prothese. Via experimenteel gevalideerde eindige-elementenmodellen van het middenoor zal ik nieuwe flexibele prosthesen ontwerpen en optimaliseren die zowel drukken kunnen opvangen als geluidsgeleiding behouden. Na dit project zullen de prothesen worden ge-3D-print en experimenteel getest.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Muyshondt Pieter

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De 3D-vorm van het menselijk trommelvlies speelt een cruciale rol in het proces van geluidsoverdracht en structurele oppervlakteverandering is een belangrijke indicator voor een aantal middenoorpathologieën en bijhorend gehoorverlies. Dit POC-project omvat de prototyping van een nieuw niet-invasief medisch toestel dat in staat is om hoge-resolutie trommelvliesvervorming te meten, in 3D en in real-time.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Goethijn Frank
• Co-promotor: Van der Jeught Sam

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project wordt een nieuwe optische meettechniek ontwikkeld die zal toelaten de vorm en vervorming van het trommelvlies te meten in rea-time. De methode zal mogelijkheden openen als nieuwe diagnostische techniek om pathologie in the trommelvlies op te sporen en om trommelvliesbeweging te gebruiken al proxy voor functie van de Eustachiusbuis.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Van Rompaey Vincent
• Mandaathouder: Van der Jeught Sam

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project wordt een eindig elementen model ontwikkeld van het gehoororgaan van hagedissen. met dit model wordt onderzocht hoe geluid via de holten in de schedel wordt doorgeven van het ene oor naar het andere, en hoe dit systeem er kan voor zorgen dat hagedissen geluiden kunnen lokaliseren ondanks het feit dat het hoofd te klein is om betekenisvolle tijds- en intensiteitsverschillen te genereren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Livens Pieter

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het trommelvlies en de beentjes van het middenoor vormen een akoestische impedantie-aanpassing tussen geluid in lucht en de geluidsgolven in de vloeistof van het slakkenhuis. Het trommelvlies is de eerste schakel in deze keten, en geeft op uiterst efficiënte wijze de geluidsenergie door aan de middenoorbeentjes. Hoe deze omzetting van akoestische naar mechanische energie gebeurt is tot op heden onbekend. In recente literatuur werd aangetoond dat het mogelijk is om vanuit metingen van de verplaatsingen van een trillend oppervlak te berekenen hoe de akoestische energie in een trillende plaat stroomt. Met deze zogenaamde powerflow-methode kan men de bron en de plaats van absorptie van de energie vinden, maar tot op heden werd de methode alleen aangetoond op vlakke, homogene platen. In de voorbije twee jaar werd binnen de onderzoeksgroep BIMEF deze methode verder uitgewerkt om de energiestroom te kunnen volgen in een cilindrisch gekromde plaat. In het komende jaar wordt de methode verder veralgemeend naar een willekeurig gekromde plaat en membraan. Dit vergt een complexe mathematische behandeling van de meetgegevens. De opgenomen data moeten vanuit het coördinatenstelsel van het object omgezet worden naar een curvilineair coördinatenselsel waarin de powerflow berekening kan gebeuren. Vervolgens worden de powerflow resultaten dan terug geprojecteerd naar het coördinatenstelsel van het object. De realisatie van deze methode zal een grote stap vooruit betekenen in de toepasbaarheid van de powerflow analyse, met toepassingen in allerhande richtingen van akoestiek en mechanica. Tegelijkertijd wordt de setup gebouwd om de vorm en de trillingen van deze platen te meten met behulp van digitale beeldcorrelatie. Met deze setup zullen de vibraties gemeten worden van cilindrische en willekeurige membranen met een gekende plaats van energiebron en energie absorptie zodat de powerflow-methode kan gevalideerd worden. Vervolgens zal de methode vervolledigd worden voor inhomogene membranen met variabele dikte en willekeurige vorm. Eens deze methode op punt staat zal ze toegepast worden om de energiestroom in het trommelvlies te berekenen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Pires Felipe

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In de loop van miljoenen jaren van evolutie, hebben dieren een grote diversiteit aan defensieve pantsers ontwikkeld. De eigenschppen van deze verdedigingsstructuren hebben de interesse gewekt van onderzoekers in het domein van de biomimetica, omdat zij kunnen dienen als inspiratiebron voor de productie van beschermende materialen. Evenwel, de meeste biomimetische studies gaan ervan uit dat natuurlijke structuren per definitie een optimaal ontwerp hebben. In werkelijkheid is de respons van kenmerken op natuurlijke selectie afhankelijk van allerlei beperkingen, waaronder functionele trade-offs. De hedendaagse biomimetische benadering kan daardoor tekort schieten en zo de optimale design van artificiële pantsers verhinderen. Dit project bestudeert de evolutie van pantsers binnen een ecologisch en evolutionair kader en beschouwt expliciet de rol van potentiële trade-offs. Hagedissen van de familie Cordylidae vormen daartoe een voortreffelijk studiesysteem, omdat ze in tegenstelling tot andere gewervelde dieren een grote variatie vertonen in de mate waarin osteodermen (dit zijn benige platen ingebed in de huid) tot expressie gebracht worden. De studie brengt de evolutionaire biologie en de functionele morfologie samen met de biomechanica en maakt gebruik van state-of-the-art technologie zoals high-resolution micro-computed tomography scanning, 3D bioprinting en nieuwe simulatie software. Zo test het hedendaagse assumpties van de biomimetica.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Damme Raoul
• Co-promotor: Aerts Peter
• Co-promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Broeckhoven Chris

Onderzoeksgroep(en)

• Functionele morfologie

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In zoogdieren bevat het middenoor driee beentjes die het geluid overbrengen van het trommelvlies naar het slakkenhuis. In vogels gebeurt dit door slechts één beentje, de columella, terwijl het gehoor van vogels nagenoeg evengoed functioneert als dit van zoogdieren. In dit project onderzoeken we hoe het vogeloor functioneert, om zo te komen tot beter ontwerp van menselijke columella-prothesen zoals deze gebruikt worden in de NKO praktijk.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Muyshondt Pieter

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het overlevingspercentage van kinderen met een laag geboortegewicht en beperkte levensvatbaarheid is toegenomen door de vooruitgang in perinatale geneeskunde en neonatale intensieve zorgen. Dit heeft echter niet geleid tot een afname in het voorkomen van motorische beperkingen. Efficiënte voortbeweging is essentieel voor de vlotte participatie in alle aspecten van het dagdagelijkse leven en de ontwikkeling ervan is dus representatief voor de motorische ontwikkeling in het algemeen. Longitudinale locomotiestudies zijn daarom nodig om de effecten van in utero groeibeperkingen op de verdere ontwikkeling van het (loco)motorsysteem te bestuderen. Dergelijke studies uitvoeren in kinderen is controversieel en noodzaakt zodoende het gebruik van geschikte diermodellen. Een te laag geboortegewicht gekoppeld aan beperkte levensvatbaarheid komt frequent voor bij het varken. De pathologie is vergelijkbaar met deze van de mens. Dit, naast de andere fysiologische gelijkenissen, maakt het varken tot het ideale diermodel om de effecten van in utero geïnduceerde groeibeperkingen op de verdere ontwikkeling van het locomotiesysteem te bestuderen. Dit project karakteriseert en vergelijkt de longitudinale ontwikkeling van de voortbeweging bij biggen met een normaal versus laag geboortegewicht. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van 4D-morfologie, mechanische (dynamische) modellering en functioneel-morfologische analyses (cf. neuromechanica concept). Dit vereist de ontwikkeling van snelle 3D-'dual-energy' tomografie (inclusief de reconstructie van niet-skeletale weefsels) geïntegreerd in het bestaande 3D²YMOX technologisch platform (bi-planaire XR). Verschillen in zowel coördinatie als controle zullen worden gelinkt aan wijzigingen ter hoogte van zowel de musculo-skeletale als neurale component van het locomotiesystee

Onderzoeker(s)

• Promotor: Aerts Peter
• Co-promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Sijbers Jan
• Co-promotor: Van Ginneken Chris

Onderzoeksgroep(en)

• Functionele morfologie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Cardiovasculaire ziekten zijn ene belangrijke doodsoorzaak, en verstijving van de bloedvaten is een belangrijke indicator hiervoor. In dit project wordt een diagnose methode ontwikkeld gebaseerd op bloedpuls snelheid. verdere details zijn te lezen in de Engelstalige abstract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Campo Adriaan

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Operaties worden vaak als behandeling gekozen bij neusverstoppingen veroorzaakt door anatomische obstructies. Objectieve testen, zoals rinometrie, correleren slecht met de aangegeven symptomen en de lange termijn tevredenheidsgraad is laag. In dit project ontwikkelen we een beslissingsondersteunend systeem op basis van patiënt-specifieke stromingsmodellen. De geometrie van de modellen wordt gebaseerd op statistische vormmodellen gefit aan tomografische data.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Huysmans Toon
• Co-promotor: Sijbers Jan
• Co-promotor: Soons Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Operaties worden vaak als behandeling gekozen bij neusverstoppingen veroorzaakt door anatomische obstructies. Objectieve testen, zoals rinometrie, correleren slecht met de aangegeven symptomen en de lange termijn tevredenheidsgraad is laag. In dit project ontwikkelen we een beslissingsondersteunend systeem op basis van patiënt-specifieke stromingsmodellen. De geometrie van de modellen wordt gebaseerd op statistische vormmodellen gefit aan tomografische data.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Keustermans William

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Kennis van de mechanische eigenschappen van materialen is absoluut noodzakelijk bij het simuleren van het gedrag van structuren en systemen in diverse ingenieurswetenschappen: bouwkunde (gebouwen, bruggen, wegen, …), elektromechanica (vliegtuigen, auto's, …), biomedische wetenschappen (implantaten, prothesen, …) en in de elektronica (halfgeleider materialen). Bijkomend kan deze kennis gebruikt worden als manier om optredende schade in een structuur of systeem tijdens de gebruiksfase snel op te sporen en om hieruit de overblijvende levensduur in te schatten. De voorgestelde hybride inverse modellering om materiaaleigenschappen te karakteriseren, maakt gebruik van twee voorheen gescheiden technieken om de mechanische eigenschappen te schatten. Het simultaan gebruiken van deze twee technieken werd nog nooit eerder toegepast. Via het gebruik van laser Doppler vibrometrie voor de optische meting van zowel resonerende (bij lage frequenties) als propagerende oppervlaktegolven (bij hoge frequenties), kunnen modale parameters en golfpropagatieparameters gelijktijdig bepaald worden. Na het vergelijken van deze resultaten met Eindige Elementen en analytische modellen en via een inverse modellering met intelligente optimalisatie-algoritmen zal het mogelijk zijn om meer materiaal eigenschappen te identificeren, met een verbeterde nauwkeurigheid en op een kortere tijdsspanne. Dit biedt mogelijkheden om ook complexere materialen (bijv. een gelaagd poro-elastisch wegdek) in situ te beproeven. De voorgestelde methode zal tot verschillende innovaties leiden, zowel op het meettechnische vlak, als op het gebied van dataverwerking en optimalisatie. De procedure zal toegepast worden in drie verschillende toepassingsgebieden: asfalt wegdekken (bouwkunde), composietmaterialen (elektromechanica), en op een trommelvlies en beenmateriaal (biomedische toepassing).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vuye Cedric
• Co-promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Hasheminejad Navid
• Co-promotor: Vanlanduit Steve

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project wordt een systeem ontwikkeld om op een niet-invasieve manier de vorm en vervorming van het trommelvlies te meten. Dit gebeurt via een real-time optische meetmethode gebaseerd op projectie van gestructureerd licht en gebruik makend van parallelle beeldverwerkingstechnieken. In het project worden de mogelijkheden onderzocht om de techniek in te zetten als nieuwe diagnostische methode in de NKO praktijk.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Van der Jeught Sam

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In zoogdieren bevat het middenoor driee beentjes die het geluid overbrengen van het trommelvlies naar het slakkenhuis. In vogels gebeurt dit door slechts één beentje, de columella, terwijl het gehoor van vogels nagenoeg evengoed functioneert als dit van zoogdieren. In dit project onderzoeken we hoe het vogeloor functioneert, om zo te komen tot beter ontwerp van menselijke columella-prothesen zoals deze gebruikt worden in de NKO praktijk.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Muyshondt Pieter

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het trommelvlies (TV) vangt de energie van invallende geluidsgolven op en zet die om naar vibratie-energie van de gehoorsbeentjes. Een van de meest opvallende eigenschappen van het TV is dat deze geluidsenergie zeer efficiënt worden overgedragen, ongeacht de frequentie en zonder scherpe resonantiepieken. Het belang van mogelijke lopende golven op het trommelvlies werd reeds door verschillende auteurs gesuggereerd, maar fundamenteel inzicht in hoe energie wordt getransporteerd ontbreekt nog. Deze vraagstukken kunnen enkel worden beantwoord door een multidisciplinaire aanpak met een combinatie van optische meettechnieken en computermodellering. Het doel van dit project is om de mechanische eigenschappen van het TV te bestuderen door een eindige elementen model van het middenoor te construeren dat de realiteit beter beschrijft dan voorgaande modellen. Dit zal bereikt worden door een aantal experimentele methoden en een nieuw elasticiteitsmodel. Ik zal data van OCT, μCT en histologie gebruiken om de geometrie van bestaande modelen te verbeteren en een nieuwe techniek, gebaseerd op stroboscopische holografie, om de materiaalparameters te bepalen. De analytische ingenieurstechniek power flow zal worden aangepast en uitgebreid om toegepast te kunnen worden op het TV, wat nog nooit eerder gebeurd is. Dit zal resulteren in unieke informatie over hoe en waar de energie wordt getransporteerd over het TV. Deze analyse zal worden toegepast op vibratiedata van zowel de holografische experimenten als het model en zal mij in staat stellen om een aantal fundamentele vragen over de mechanica en de fysiologie van het middenoor te beantwoorden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: De Greef Daniël

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de Herculesstichting. UA levert aan de Herculesstichting de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Aerts Peter
• Co-promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Van Ginneken Chris

Onderzoeksgroep(en)

• Functionele morfologie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project wordt de mechanica van het middenoor van vogels onderzocht. Bedoeling is te begrijpen hoe dit oor, dat slechts uit één gehoorbeentje bestaat tegenover de drie beentjes in zoogdieren, er toch in slaagt geluid op een efficiënte manier over te dragen en tegelijk om te springen met de grote statische drukverschillen waarmee vogels kunnen te maken hebben. Het onderzoek zal inzicht geven in de functionele evolutie van dit orgaan, en zal fundamentele inzichten leveren die nuttig zijn bij de ontwikkeling van gehoorprothesen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Aerts Peter

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project zal een nieuwe procedure om distortievrije endoscoopbeelden te genereren ontwikkeld worden en zal deze gecombineerd worden met een programmeertechniek op de grafische kaart om zo tot een nieuwe medisch-diagnostische techniek te komen die vervormingen van het trommelvlies in real-time en in vivo kan detecteren. Aangezien deze endoscopische profilometrie-techniek volledig non-invasief is, zal het eenvoudig geïmplementeerd kunnen worden in een klinische setting eens zijn mogelijkheden en toepassingen aangetoond zijn.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Buytaert Jan
• Co-promotor: Sijbers Jan
• Mandaathouder: Van der Jeught Sam

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het trommelvlies (TV) vangt de energie van invallende geluidsgolven op en zet die om naar vibratie-energie van de gehoorsbeentjes. Een van de meest opvallende eigenschappen van het TV is dat deze geluidsenergie zeer efficiënt worden overgedragen, ongeacht de frequentie en zonder scherpe resonantiepieken. Het belang van mogelijke lopende golven op het trommelvlies werd reeds door verschillende auteurs gesuggereerd, maar fundamenteel inzicht in hoe energie wordt getransporteerd ontbreekt nog. Deze vraagstukken kunnen enkel worden beantwoord door een multidisciplinaire aanpak met een combinatie van optische meettechnieken en computermodellering. Het doel van dit project is om de mechanische eigenschappen van het TV te bestuderen door een eindige elementen model van het middenoor te construeren dat de realiteit beter beschrijft dan voorgaande modellen. Dit zal bereikt worden door een aantal experimentele methoden en een nieuw elasticiteitsmodel. Ik zal data van OCT, μCT en histologie gebruiken om de geometrie van bestaande modelen te verbeteren en een nieuwe techniek, gebaseerd op stroboscopische holografie, om de materiaalparameters te bepalen. De analytische ingenieurstechniek power flow zal worden aangepast en uitgebreid om toegepast te kunnen worden op het TV, wat nog nooit eerder gebeurd is. Dit zal resulteren in unieke informatie over hoe en waar de energie wordt getransporteerd over het TV. Deze analyse zal worden toegepast op vibratiedata van zowel de holografische experimenten als het model en zal mij in staat stellen om een aantal fundamentele vragen over de mechanica en de fysiologie van het middenoor te beantwoorden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: De Greef Daniël

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

1) Het effect van hun contractie is gekend, maar de eigenlijk reden(en)/functie(s) van elke middenoorspier is dat niet (hoewel er een overvloed aan theorieën bestaat). J. Buytaert zal een toegewijde setup bouwen om de fysiologie (maximale kracht, twitch response, latency ... allen ongekend) van de 2 kleinste spieren in het lichaam te meten. Met deze gegevens en geholpen door eindige-elementen modellering, zal hij de functie van de middenoorspieren proberen uitklaren. 2) Met behulp van GPU programmeren, zal hij een nieuwe profilometer bouwen die in staat is om real-time vol-veld de 3D vorm van het trommelvlies te beeldvormen. Vervolgens zal hij werken aan een geminiaturiseerde endoscopische versie van deze opstelling, een waardevol instrument voor clinici . Door het opleggen van langzame drukvariaties aan de gehoorgang, kan in combinatie met dit toestel aan presymptomatische diagnose worden gedaan van bepaalde trommelvlies aandoeningen. 3) Zijn recentste implementatie van een aberratie-vrije profilometer kan worden toegepast om menselijke donor-trommelvliezen (greffes) te catalogeren door het kwantificeren van hun afmetingen. Deze database zou een grote hulp betekenen bij NKO transplantatiechirurgie. Hij zal een klinische studie starten om de mogelijkheid te beoordelen .

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Buytaert Jan

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Geluid wordt opgevangen door het trommelvlies en door de middenoorbeentjes tot aan het Basilair membraan van de cochlea geleid. Wanneer men bijvoorbeeld muziek hoort, zal elke frequentie het basilair membraan op een bepaalde plaats exciteren. Geluid met een lage intensiteit zal versterkt worden in de cochlea zodat we instaat zijn om over een zeer groot bereik te horen (van 20 Hz tot 20kHz, van 2×10−5 Pa = 0 dB tot 2×102 Pa = 120 dB). In dit onderzoeksproject gebruiken we two-photon microscopy om de fijnstructuur van het orgaan van Corti te bepalen. Deze data zal vervolgens gebruikt worden in een mechanisch computer model. Op deze manier zullen we meer inzicht krijgen in de structuur en de werking van de cochlea.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Soons Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit onderzoek wordt een hoogrealistisch dynamisch eindige elementen model van het menselijk middenoor geconstrueerd aan de hand van micro-CT opnames en nieuwe vibrationele en histologische data. De vibratiedata worden bekomen uit stroboscopische digitale holografiemetingen, die zowel staande als lopende golven op het trommelvlies met een hoge nauwkeurigheid in kaart kan brengen. Door deze nieuwe volveld tijdsgeresolveerde data te gebruiken voor het optimaliseren van middenoormodellen, kan een hogere orde van realisme worden bereikt in vergelijking met eerdere modellen. In de ontwikkeling en optimalisatie van middenoorprotheses is de beschikbaarheid van een hoogrealistisch computermodel van cruciaal economisch belang voor enerzijds het begrijpen van zowel een gezond als een pathologisch middenoor, en anderzijds het optimaliseren van de plaatsing en werking van de protheses zelf.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: De Greef Daniël

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project zal een nieuwe procedure om distortievrije endoscoopbeelden te genereren ontwikkeld worden en zal deze gecombineerd worden met een programmeertechniek op de grafische kaart om zo tot een nieuwe medisch-diagnostische techniek te komen die vervormingen van het trommelvlies in real-time en in vivo kan detecteren. Aangezien deze endoscopische profilometrie-techniek volledig non-invasief is, zal het eenvoudig geïmplementeerd kunnen worden in een klinische setting eens zijn mogelijkheden en toepassingen aangetoond zijn.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Buytaert Jan
• Co-promotor: Sijbers Jan
• Mandaathouder: Van der Jeught Sam

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Bij vele diersoorten heeft seksuele selectie geresulteerd in een opvallende diversiteit aan morfologische structuren (zoals slagtanden, gewei, stekels...) die door mannetjes worden gebruikt in conflicten voor toegang tot wijfjes. Causale inzichten in de relatie tussen vorm, structuur en functie van dergelijke 'wapens', zowel als in 'trade-offs' met andere essentiële ecologische functies, zijn essentieel om de evolutionaire ontwikkeling en de ecologische aspecten van deze 'bewapening' te kunnen begrijpen. Verrassend genoeg ontbreekt veelal deze basisinformatie. Dit project wil precies deze leemte invullen via een gedetailleerde functioneel morfologische en biomechanische analyse van de 'bewapening' van vliegende herten (Lucanidae)

Onderzoeker(s)

• Promotor: Aerts Peter
• Co-promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Functionele morfologie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is het realiseren van een hoog realistisch functioneel computermodel van het menselijk middenoor gekoppeld aan een functioneel model van middenooractnatoren, met als testcase de DACS-actuator en de implanteerbare middenoonnicrofoon. Dit model zal gebruikt worden om de overdracht van akoestische energie tussen de actuator en het binnenoor te maximaliseren in verschillende chirurgisch haalbare plaatsingen van de actnator.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Aerts Johan

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Om het complexe gedrag van middenoormechanica en de werking van middenoorprotheses en -implantaten te bestuderen, wordt sinds het begin van de jaren '90 eindige elementen modellering toegepast. Echter, tot op heden zijn de modellen gelimiteerd tot het akoestische regime en zijn de elasticiteitsparameters van het trommelvlies nog onnauwkeurig en onvolledig bepaald. Daarom zullen we in dit project de drukvariaties in een normaal werkend middenoor in kaart brengen en de elasticiteitsparameters van het trommelvlies bepalen via inverse eindige elementen modellering van in situ punt-indentatie metingen. In de laatste fase worden de nieuwe gegevens geïncorporeerd in een model dat ook valide is voor quasi-statische drukveranderingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Aernouts Jef

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds EU. UA levert aan EU de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Coene Martine
• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Centrum voor Computerlinguïstiek, Psycholinguïstiek en Sociolinguïstiek (CLiPS)
• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Buytaert Jan

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Darwinvinken (Geospizinae) zijn een paradigma in het evolutionair en ecomorfologische onderzoek. Observaties toonden aan dat er natuurlijke selectie is van het type en vorm van de bek ten opzichte van het voorradige voedsel. Hoewel dit model belangrijk is in de evolutiebiologie, zijn er tot op heden geen kwantitatieve bewijzen voor het belang van het type en de vorm van de bek. Alleen via interdisciplinaire samenwerking wordt het mogelijk om met fysische realistische computationele modellering de heersende theorieën in de evolutiebiologie te valideren of te weerleggen. Via internationale samenwerking hebben we toegang tot zeldzame specimens van verschillende soorten. Belangrijk zijn de in-vivo bijtkrachten en bijtplaatsen, CT-beelden en histologische coupes van verschillende (beschermde) Darwinvinken en de fysiologische coupes waaruit maximum spierkracht kan berekend worden. Het onderzoek bestaat uit twee luiken. Enerzijds een computermodelleringgedeelte (Eindige elementen simulaties in FEBio), en anderzijds een experimenteel gedeelte om de noodzakelijke randvoorwaarden voor de simulaties te schatten, het model te valideren en te optimaliseren. Voor de validatie zullen we gebruik maken van een meer toegankelijke soort, namelijk rijstvogels (Padda oryzivora).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Aerts Peter
• Co-promotor: Herrel Anthony
• Mandaathouder: Soons Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project zullen we een contactloze optische techniek onderzoeken, die toelaat de pulsgolfsnelheid lokaal te bepalen door de trilling van de vaatwand te meten wanneer de drukpuls passeert. We zullen een dubbele laser-Doppler interferometer ontwikkelen die door correlatie van twee signalen toelaat de drukgolf snelheid te meten op twee nabijgelegen plaatsen. Daardoor zullen we een fysica-gebaseerd model van de stromingsdynamica kunnen opstellen, om zo de vaatstijfheid te bepalen. Tevens onderzoeken we de mogelijkheden van miniaturisatie, door integratie van de verschillende onderdelen van de interferometer. De resultaten uit de metingen met de correlatie-interferometer zullen het exploratieve onderzoek naar micro-vibrometrie sturen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Modellering van de relatie tussen de elektrische parameters van een cochleair implantaat en meetbare gehoorprestaties. Om het afregelen (fitting) van cochleaire implantaten te optimaliseren wordt een model opgesteld dat de relatie tussen de instellingen van de spraakprocessor en de auditieve prestaties van de recipiënt beschrijft. De prestaties van het gehoor worden geëvalueerd aan de hand van een reeks specifieke psychoakoestische metingen. Het project beoogt de input-output functies van de talrijke elektrische instelbare parameters van het implantaat en hun meetbare auditieve effecten in mathematische formules te benaderen. Vervolgens zullen deze functies gevalideerd worden op casusniveau via een iteratieve toetsing, waarbij de factoren in de functies geleidelijk aangepast zullen worden. Door middel van statistische analyse zullen de verschillende I/O functies dan nauwkeuriger bepaald worden, zullen ook multidimensionale verbanden bepaald worden en zal getracht worden om de complexe interparametrische interacties in multifactoriële analyses en formules te verwerken. Het hieruit voortvloeiende fitting model is het belangrijkste innovatiedoel van het project en heeft als doel de effecten van processormanipulaties op het gehoor te voorspellen. Op deze manier kan het model ingezet worden in applicaties die de fitting automatiseren. .

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Om het complexe gedrag van middenoormechanica en de werking van middenoorprotheses en -implantaten te bestuderen, wordt sinds het begin van de jaren '90 eindige elementen modellering toegepast. Echter, tot op heden zijn de modellen gelimiteerd tot het akoestische regime en zijn de elasticiteitsparameters van het trommelvlies nog onnauwkeurig en onvolledig bepaald. Daarom zullen we in dit project de drukvariaties in een normaal werkend middenoor in kaart brengen en de elasticiteitsparameters van het trommelvlies bepalen via inverse eindige elementen modellering van in situ punt-indentatie metingen. In de laatste fase worden de nieuwe gegevens geïncorporeerd in een model dat ook valide is voor quasi-statische drukveranderingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Aernouts Jef

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

VIRTUELE, FLUORESCERENDE OPTISCHE-SECTIE TOMOGRAFIE We plannen de ontwikkeling van een standaard 3-D model voor gerbils, bruikbaar in middenoor onderzoek: Dit proefdier is reeds de standaard in dit vakgebied, maar niemand heeft een volledig (zacht weefsel én bot) hoog-resolutie (met histologisch detail) drie-dimensionaal (computer) model. (ENDOSCOPISCHE) MOIRE INTERFEROMETRIE We bouwen verder aan de ontwikkeling, verbetering en toepassingen van onze nieuwe Moiré techniek en opstelling, gebaseerd op liquid crystal TFT matrices voor projectie en optische demodulatie. Hiervan zal data gebruikt worden om via backward-engineering elasticiteitsparameters van het trommelvlies te bepalen. Uiteindelijk dient een opstelling gebouwd te worden om m.b.v. commerciële endoscopen (één voor projectie van het moiré rooster, en één voor observatie) moiré topogrammen te bekomen, en de nodige algoritmes te ontwikkelen om uit de Moiré informatie kwantitatieve vorm- en vervormingsmetingen te bekomen. Een uitdaging hierbij is de grote lens distortie die aanwezig is in endoscopische beelden. Er wordt gewerkt aan een moiré gebaseerde opzet om dit te overkomen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Buytaert Jan

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Darwinvinken (Geospizinae) zijn een paradigma in het evolutionair en ecomorfologische onderzoek. Observaties toonden aan dat er natuurlijke selectie is van het type en vorm van de bek ten opzichte van het voorradige voedsel. Hoewel dit model belangrijk is in de evolutiebiologie, zijn er tot op heden geen kwantitatieve bewijzen voor het belang van het type en de vorm van de bek. Alleen via interdisciplinaire samenwerking wordt het mogelijk om met fysische realistische computationele modellering de heersende theorieën in de evolutiebiologie te valideren of te weerleggen. Via internationale samenwerking hebben we toegang tot zeldzame specimens van verschillende soorten. Belangrijk zijn de in-vivo bijtkrachten en bijtplaatsen, CT-beelden en histologische coupes van verschillende (beschermde) Darwinvinken en de fysiologische coupes waaruit maximum spierkracht kan berekend worden. Het onderzoek bestaat uit twee luiken. Enerzijds een computermodelleringgedeelte (Eindige elementen simulaties in FEBio), en anderzijds een experimenteel gedeelte om de noodzakelijke randvoorwaarden voor de simulaties te schatten, het model te valideren en te optimaliseren. Voor de validatie zullen we gebruik maken van een meer toegankelijke soort, namelijk rijstvogels (Padda oryzivora).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Aerts Peter
• Co-promotor: Herrel Anthony
• Mandaathouder: Soons Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het vergelijken van directe en indirecte methodes, zowel uit theoretisch als praktisch (meettechnisch) oogpunt, is één van de fundamentele onderwerpen die in het project aan bod komen. Een tweede fundamenteel probleem is de wiskundige modellering van het irreversibele gedrag (hysteresis) van ferromagnetische materialen. Eén van de essentiële problemen die in het project behandeld zullen worden is de eventuele koppeling tussen het magnetische en het magnetostrictieve gedrag.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Edison II is een vervolg op Project Edison. Uit 94 aanvragen bij de Vlaamse Gemeenschap werden 18 projecten weerhouden: vervolgproject Edison II werd hierbij geselecteerd omwille van het grote succes van Project Edison, dat o.a. in een rapport voor de Europese Commissie geselecteerd werd als voorbeeld van "best practice'" voor popularisatie van wetenschapsstudies bij jongeren. In dit project laten we jongeren kennis maken met een vaak vergeten aspect van wetenschappen: wetenschappelijk onderzoek bedrijven om te komen tot een product, wetenschap studeren als voorbereiding op een toekomst als ondernemer en industrieel. Via een trapsgewijze wedstrijd leiden we jongeren eerst langs de grote voorbeelden, om als eindpunt een eigen wetenschapsproject met economische finaliteit uit te werken. We sturen hen in een zelfstandige zoektocht, waarin ze de wetenschappers achter s'werelds grootste bedrijven ontdekken (Bayer, Solvay, Kodak, Microsoft). Hiervoor bieden we een quiz aan, waarin vragen over bedrijven moeten beantwoord worden, uiteraard bedrijven die wij van tevoren uitzoeken omdat ze door wetenschappers gesticht zijn. Wie met succes deze eerste stap door komt, gaat naar fase twee: een voorstel indienen van een wetenschappelijk onderzoek dat leidt tot een (denkbeeldig) nieuw product. Om ideeën te verzamelen gaan de deelnemers daarvoor op studiereis naar wetenschaps-en industriemuseum La Vilette in Parijs, waar ze als echte ondernemers op seminarie samen met de projectleider brainstormen over hun voorstel. Uit de ingediende voorstellen wordt een selectie gemaakt voor de laatste fase: volledige (theoretische) uitwerking van alle fasen van het wetenschappelijk onderzoek dat nodig is om te komen tot het product, tot en met een commerciële voorstelling voor een jury van potentiële investeerders. Uiteindelijk volgen de laureaten in verschillende groepen: het meest inventieve product, grootste wetenschappelijke uitdaging, beste commercieel perspectief'. In alle fases van de wedstrijd worden de deelnemers begeleid door de projectmedewerker, die hen in contact brengt met de bedrijven die de know-how hebben om hun idee kunnen uit te werken, en die dus de nodige technische informatie kunnen verschaffen. Het project zit zo in de multidisciplinaire context tussen wetenschap, economie en management. De jongeren worden begeleid in hun zoektocht naar experts uit de industrie. De informatie in de startfase vinden ze via een gestuurde zoektocht op het internet. De wetenschappelijke onderbouwing van hun voorstel wordt opgevolgd door de projectmedewerker, en door de onderzoekslabo's waarmee ze in contact komen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Door fysische materiaal- en vormparameters te meten, en te incorporeren in een eindig elementen computermodel worden de functionele karakteristieken van musculo-skeletale structuren onderzocht in schedels van (Darwin) vinken, om zo de fenotypische variatie en ecologische diversiviteit te begrijpen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Aerts Peter
• Co-promotor: Herrel Anthony

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In het labo Biomedische Fysica werd een systeem gebouwd voor Virtuele, Fluorescerende Optische-Sectie Tomografie (VFOST). Bij deze relatief nieuwe techniek wordt een vlak van laserlicht doorheen een ontkalkt, transparant gemaakt en fluorescerend biomedisch specimen gestuurd, en observeert een camera in orthogonale richting het fluorescentiebeeld van deze virtuele coupe. Door het specimen te verschuiven m.b.v. een stappenmotor en telkens de virtuele coupes te registreren, kunnen zo vervolgens 3D-reconstructies gemaakt worden. In de eerste fase van het huidige project zal op deze techniek verder gebouwd worden, om in bijna-real-time virtuele optische secties te bekomen in een specimen, en dit met een zeer hoge resolutie (ordegrootte van 1 micrometer). De techniek wordt zo een waardevolle aanvulling bij confocale microscopie van gedecalsificeerde biomedische objecten en vult de leemte tussen MRI- en CT-tomografie, vermits de techniek gelijktijdig en even duidelijk zowel zacht weefsel als bot af beeldt. Tevens wordt de mogelijkheid onderzocht om, op basis van corrosie-cast technieken uit de morfologie, bloedvaten te vullen met fluorescerende harsen, en zo de tomograaf uit te bouwen tot een nieuwe methode voor 3D in-vitro beeldvorming van vascularisatie. Binnen het doctoraatswerk wordt de techniek gebruikt om gehoorbeentjes en vascularisatie van het middenoor in kaart te brengen, welke belangrijk gegevens vormen voor het begrijpen van respectievelijk middenoormechanica en gasuitwisselingsprocessen die daar plaatsvinden. In de loop van deze werken wordt een brede kennis verworven op gebied van (laser-)optica, elektro-optica, segmentatie en 3D-modellering, die door de doctorandus aangewend zal worden om een nieuwe methode te ontwikkelen voor het meten van vervormingen van kleine objecten, gebaseerd op endoscopische moiré interferometrie. De opzet is een opstelling te bouwen om m.b.v. commerciële endoscopen (één voor projectie van het moiré rooster, en één voor observatie) moiré topogrammen te bekomen, en de nodige algoritmes ontwikkelen om uit de moiré informatie kwantitatieve vervormingsmetingen te bekomen. Een uitdaging hierbij is de grote distortie die aanwezig is in endoscopische beelden. Eens het principe bewezen en operationeel is, zullen we overleg plegen met de firma Stroz voor het maken van een custom-made endoscoop met kanalen vlak tegen elkaar, om de techniek te kunnen toepassen op moeilijk bereikbare objecten. Een specifieke toepassing zal liggen in de diagnose van trommelvliesaandoeningen, waar geneesheren nu alleen kwalitatieve observaties (kunnen) doen. Door de vervorming van het trommelvlies te meten, terwijl er een (kleine) statische druk wordt opgezet, zal deze techniek een nieuwe kwantitatieve diagnose geven, en mogelijk de vroegtijdige opsporing van zgn. "retraction pockets" en cholesteatoma toelaten (een erg belangrijke aandoening van het oor, waarbij epitheel het trommelvlies lokaal verzwakt, en vervolgens doorheen het trommelvlies groeit en het middenoor doorwoekert). Na het op punt stellen van de meettechniek en de beeldverwerkingsalgoritmen, zal de methode uitgetest worden op in-vitro specimens en vervolgens in-vivo in de oren van proefdieren. De methode is volledig niet-invasief. Compensatie van bewegingsartefacten wordt dan wel nodig. Omdat moiré echter een geometrische techniek is, die niet de subgolflengte stabiliteit vereist van laser-interferometrie technieken, moet het mogelijk zijn de bewegingsartefacten te scheiden van het meetsignaal. We denken bijvoorbeeld aan het herhaald vervormen van het trommelvlies door aanbieden van dezelfde druk, waardoor we steeds dezelfde vervorminginformatie bekomen gemengd met veranderlijke artefacten. In een volgende stap willen we de meetresolutie verhogen door faseverschuivingstechnieken toe te voegen. Uit de opname van verschillende fase-verschoven moiré topogrammen kan men immers alle beeldpunten berekenen, terwijl men in één moiré topogram alleen informatie heeft langsheen de moiré franjes. Zulke faseverschuivingen van de moiré franjes kan men bekomen door het geprojecteerde rooster te verschuiven in zijn eigen vlak. Omwille van het stabiliteitsprobleem, en om een compact toestel te bekomen, gaan we hiervoor gebruik maken van een moiré rooster gevormd door een LCD, zodat we zuiver elektronisch de roosterlijnen kunnen verschuiven. Nu hoogresolutie mini-LCD's courant ter beschikking zijn voor LCD data-projectoren, moet deze techniek uitvoerbaar zijn. In de onderzoeksgroep kan beroep gedaan worden op elektronici om de technische kant van de zaak te realiseren. Vervolgens zal de resolutie en de artefacten van de techniek onderzocht worden, zodat we precies weten met welke betrouwbaarheid vormmetingen kunnen uitgevoerd worden. Uiteraard zal deze generische meettechniek toepasbaar zijn om de vervorming van allerhande kleine objecten en membranen op moeilijk bereikbare plaatsen te meten. Als eerste toepassing wordt gedacht aan samenwerking met Neus-Keel-Oor chirurgen, die het systeem zullen testen om de vervorming van menselijke trommelvliezen te meten, en de diagnostische waarde van de nieuwe techniek zullen onderzoeken. Een nauwe samenwerking met NKO artsen aan het UZA en aan het Karolinska instituut bestaat reeds, en zij bevestigen dat een objectieve en kwantitatieve manier om trommelvliesvervorming te meten, een erg belangrijk instrument kan zijn. Binnen dit project worden vooreerst de mogelijkheden van de techniek in proefdieren getest. Bij positief resultaat voorzien we het vervolgluik in samenwerking met clinici. Als laatste stap proberen we deze meettechniek te combineren met laser vibrometrie, om zo zowel vervormingen als trillingen te meten op een zelfde object. Als geheel zal het doctoraatsonderzoek een aantal nieuwe meettechnieken opleveren die inzetbaar zijn in verschillende gebieden van het biomedisch onderzoek, en die een directe toepassing vinden in nieuwe diagnostische technieken en fundamenteel onderzoek van het gehoor.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Buytaert Jan

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De drie beentjes van het middenoor vormen een impedantieaanpasser tussen akoestische vibraties in de lucht en de vloeistof in het slakkenhuis, en worden klassiek gezien als een lineair systeem. Het slakkenhuis zelf werkt als een actieve feedback versterker, met sterke niet-lineariteit bij zeer lage geluidsniveaus, maar die satureert bij hogere niveaus. De actieve cochleaire processen kan men waarnemen als zgn. oto-akoestische emissies die het oor uitstuurt wanneer geluid wordt aangeboden. Bij fysiologisch relevante geluidsdrukken zal de middenoorketen echter ook een zwakke niet-lineariteit introduceren, die tot op heden niet kon gekwantificeerd worden, en die vermengd is met de cochleaire respons. In recent werk is er aandacht voor niet-lineaire middenoor effecten, maar dan op het niveau van zeer grote statische drukken. In het huidige project zullen we laser-vibrometrie gebruiken om de vibraties van de individuele beentjes te registreren. De vibraties worden gemeten bij toenemende geluidsdruk, waardoor we een traag varierend systeem bekomen, en we met de voorgestelde signaalverwerkingstechnieken de (toenemende) zwakke niet-lineariteit kunnen detecteren en kwantificeren. Door de experimenten uit te voeren voor en na overlijden van het proefdier, kunnen we de evolutie van de niet-lineariteit opmeten wanneer de bijdrage van de cochlea ophoudt te bestaan (de actieve feedback is uitsluitend aanwezig in de gezonde actieve cochlea ), en zo het middenoorsysteem identificeren inclusief niet-lineaire karakteristiek. Door op de verschillende gehoorsbeentjes apart te meten, kunnen we detecteren op welke punten van de keten de zwakke niet-lineariteit ontstaat. De resultaten zullen een belangrijke vernieuwing brengen in de interpretatie van oto-akoestiche emissies, mogelijk toelaten deze emissies te onderscheiden van middenoor-niet-lineariteit bij hogere geluidsdruk, en een fundamenteel nieuw aspect van de middenoorketen belichten. Tevens wordt een meetopstelling ontwikkeld om met heterodyne interferometrie vibratiemetingen te bekomen op exact gekende coordinaten en hoeken van de middenoorbeentjes (enkele mm groot).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De transfer van quasi-statische drukbelasting in het middenoor wordt onderzocht, vertrekkend van het trommelvlies via de middenoor beentjesketen tot de cochlea. Hoogresolutie statische verplaatsingsmetingen van trommelvlies en middenoorbeentjes, gecombineerd met registratie van de middenoordruk, zullen aantonen hoe het middenoor grote statische drukbelasting opvangt, en hoe dit de gehoorsmechanica beinvloedt.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Mandaathouder: Buytaert Jan

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Commerciële heterodyne interferometers zijn gericht op een breed gamma toepassingen, zodat een compromis gemaakt wordt tussen resolutie en dynamisch bereik. In dit project worden een aantal demodulatietechnieken getest om een extreem hoge resolutie te bereiken, maar binnen beperkt dynamisch bereik. Onze bestaande opstelling voor heterodyne interferometrie wordt geoptimaliseerd o.a. met een frequentie-gestabiliseerde laser, om minimale ruis in het heterodyne signaal te bekomen. Omdat onze opstelling toelaat een lage frequentie te kiezen voor de heterodyne draaggolf, kunnen we filtertechnieken en demodulatieëlektronica gebruiken die niet kan toegepast worden in klassieke opstellingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Er wordt een nieuw systeem ontwikkeld om extreem kleine veranderingen van gasvolume te meten, zonder de druk te veranderen. Het systeem is gebaseerd op de verplaatsing van een druppel in een horizontale capillair. De positie van de druppel wordt optisch gemeten. In het project wordt de optische opstelling ontwikkeld, en de meetresolutie en artefacten bestudeerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

We meten de microvariaties in luchtdruk op verschillende plaatsen, en corelleren deze aan medische aandoeningen. We meten in testpersonen de veranderingen in hartritme, bloeddruk en aandacht wanneer er luchtdrukfluctuaties aanwezig zijn. De rol van het oor als drukdetector in deze fenomenen wordt bestudeerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project is het vervolgtraject op 'fysica is cool ' experimenteerkoffers', waarin 40 koffers werden ontwikkeld met allerhande fascinerende fysica experimenten voor gebruik in de humaniora. In het vervolgtraject wordt het assortiment aan preven verder uitgebreid, en worden themakoffers smamengesteld voor specifieke richtingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project laten we jongeren kennis maken met een vaak vergeten aspect van wetenschappen: wetenschappelijk onderzoek bedrijven om te komen tot een product, wetenschap studeren als voorbereiding op een toekomst als ondernemer en industrieel. Via een trapsgewijze wedstrijd leiden we jongeren eerst langs de grote voorbeelden, om als eindpunt een eigen wetenschapsproject met economische finaliteit uit te werken. We sturen hen in een zelfstandige zoektocht, waarin ze de wetenschappers achter s'werelds grootste bedrijven ontdekken (Bayer, Solvay, Kodak, Microsoft'). Hiervoor bieden we een quiz aan, waarin vragen over bedrijven moeten beantwoord worden, uiteraard bedrijven die wij van tevoren uitzoeken omdat ze door wetenschappers gesticht zijn. Wie met succes deze eerste stap door komt, gaat naar fase twee: een voorstel indienen van een wetenschappelijk onderzoek dat leidt tot een (denkbeeldig) nieuw product. Om ideeën te verzamelen gaan de deelnemers daarvoor op studiereis naar wetenschaps-en industriemuseum La Vilette in Parijs, waar ze als echte ondernemers op seminarie samen met de projectleider brainstormen over hun voorstel. Uit de ingediende voorstellen wordt een selectie gemaakt voor de laatste fase: volledige (theoretische) uitwerking van alle fasen van het wetenschappelijk onderzoek dat nodig is om te komen tot het product, tot en met een commerciële voorstelling voor een jury van potentiële investeerders. Uiteindelijk volgen de laureaten in verschillende groepen: het meest inventieve product, grootste wetenschappelijke uitdaging, beste commercieel perspectief'. In alle fases van de wedstrijd worden de deelnemers begeleidt door de projectmedewerker, die hen in contact brengt met de bedrijven die de know-how hebben om hun idee kunnen uit te werken, en die dus de nodige technische informatie kunnen verschaffen. Het project zit zo in de multidisciplinaire context tussen wetenschap, economie en management. De jongeren worden begeleidt in hun zoektocht naar experts uit de industrie. De informatie in de startfase vinden ze via een gestuurde zoektocht op het internet. De wetenschappelijke onderbouwing van hun voorstel wordt opgevolgd door de projectmedewerker, en door de onderzoekslabo's waarmee ze in contact komen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Optische meettechnieken hebben in d elaatste jaren een zeer brede waaier van toepassing gevonden in onderzoek en industrie. Het wetenschappelijke netwerk OPTIMESS verenigt een aantal binnen- en buitenlandse labo's die ieder hun specifieke expertise binnen brengen in het netwerk. Gezien het om een internationaal netwerk gaat, gebeurt de communicatie in het Engels. Deatils over de beschikbare technieken en toepssingen kan men lezen in de Engelstalige projectbeschrijving.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

We zullen een nieuwe moire techniek ontwikkelen, waarbij roosterlijnen geprojecteerd worden via een endoscopische optiek, en met een CCD camera geregistreerd worden via een tweede endoscopische optiek. Via elektronische beeldverwerking kunnen we hiermee de vorm en vervorming meten van kleine voorwerpen op moeilijk bereikbare plaatsen. De techniek kan ondermeer een nieuwe diagnostische methode opleveren in de otologie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Decraemer Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

We hebben experimenteel aangetoond dat middenoorbeentjes een bewegingsmodus hebben die verschilt van de algemeen aanvaarde rotatie-om-een-vaste-as hypothese. De beweging is uitgesproken 3-dimensionaal en sterk frequentie-afhankelijk en waarschijnlijk in het middenoor ingebouwd om de frequentieband van het middenoor te verbreden. We wensen dit mechanisme te bestuderen door kinematische middenoormetingen te combineren met drukmetingen in het binnenoor.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Decraemer Wim
• Co-promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

• Biofysica en Biomedische Fysica

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

We bouwen een heterodyne-interferometer voor het meten van vibratieamplitudes in het nanometer bereik, gebruik makend van een laser diode. De experimenten zullen de know-how opleveren voor de ontwikkeling van een interferometer voor simultane meerpunt vibratiemeting op semi-transparante membranen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Met behulp van de hoogresolutie moiré interferometer die door ons werd ontwikkeld voor gebruik in het middenooronderzoek, wordt de vorm en vervorming gemeten van trommelvliezen. De metingen gebeuren eerst in-vitro op gedissecteerde oren van woestijnratten. Later worden de mogelijkheden nagegaan om metingen uit te voeren in vivo. Het onderzoek zal bijdragen tot het fundamentele inzicht in de mechanica van het middenoor en kan op termijn tot klinische en diagnostische toepassingen leiden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

We intwikkelen en testen een compact druk registratie systeem dat minstens 24 u 10 maal per seconde de druk in het middenoor kan meten met met een resolutie beter dan 10 Pa, en deze gegevens digitaal opslaat. Met deze nieuwe techniek zullen we de drukvariaties in het oor in kaart brengen, om een beter inzicht te verkrijgen in de rol die het mechanisch systeem van het middenoor hierin heeft.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Decraemer Wim

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Metingen van vibraties met zeer kleine amplitudes worden voornamelijk verricht met interferometrische technieken zoals holografische interferometrie en laser-Doppler vibrometers. Er is sedert kort een tendens om dergelijke metingen te verrichten gebruik makend van digitale verwerking van hoog-resolutie video beelden. Deze rekenintensieve technieken vergen minder dure apparatuur en leveren een vol-veld meting.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Decraemer Wim
• Co-promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Geluidssignalen veroorzaken zeer kleine vibraties in het middenoor (trommelvlies, middenoorbeentjes) en het binnenoor. In een eerste studie werden benaderende modellen gebruikt voor middenoorbeentjes. De geometrie van de middenoorstructuren van de experimentele preparaten zal nu tevens opgemeten worden met de nieuwe microtomograaf en gebruikt worden om getrouwe modellen van het middenoor te maken. Met speciale animatiesoftware zullen we de beweging visualiseren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Decraemer Wim
• Co-promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Er wordt een miteratuurstudie gemaakt van bestaande technologieën en mogelijk bruikbare concepten, en er wordt een voorbereidende studie uitgevoerd om een nieuwe interferometrische techniek te ontwikkelen die geschikt is voor onderzoek van het gehoororgaan, en hiervoor een samenwerking op te starten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Er wordt een projectie Moiré interferometer gebouwd die 3D-vorm en vervormingsmetingen met hoge resolutie mogelijk maakt in biomedische meetsituaties. Hiervoor worden snelle geautomatiseerde kalibratieprocedures geïmplementeerd. De techniek zal gebruikt worden om metingen uit te voeren op reële middenoorspecimens.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Decraemer Wim

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Voortbouwend op technieken die onze groep in het verleden ontwikkelde, wordt een nieuw toestel gebouwd voor snel en contactloos meten van de driedimensionale vorm van kleine voorwerpen, met een resolutie beter dan 10 micrometer. De techniek is in eerste instantie bedoeld als nieuwe onderzoeksmethode voor de studie van trommelvlies en middenoor, maar vindt toepassing in allerhande hoogresolutie vorm- en vervormingsmetingen op kleine voorwerpen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Strukturen uit het middenoor (trommelvlies, middenoorbeentjes) en uit het binnenoor (Reissner's membraan, haarcellen, basilair membraan) voeren complexe minuskule vibraties uit. De beweging van deze strukturen zullen zorgvuldig op vele punten worden opgemeten met behulp van een heterodyne interferometer. Het projekt behelst de compunteranimatie van deze bewegingen om een beter inzicht te krijgen in het hoormechanisme.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Decraemer Wim
• Co-promotor: Dirckx Joris

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In het project zal de mogelijkheid nagegaan worden om een Moiré projectie interferometer te bouwen waarmee driedimensionale vorm en vervormingen kan gemeten worden met zeer hoge nauwkeurigheid, met als streefdoel de grens van 1 micrometer dieptenauwkeurigheid te overschrijden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dirckx Joris
• Co-promotor: Decraemer Wim

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject