CIUS - Center for innovative ultrasound solutions for health care, maritime, and oil & gas industries

Målet for SFI Centre for Innovative Ultrasound Solutions (CIUS) er å utnytte synergien mellom medisin, maritim og olje & gass industriens bruk og behov for ultralyd (UL) til å utvikle neste-generasjons UL-teknologi innen disse tre sektorene. Et konsortium bestående av akademiske, industri- og bruker-partnere er dannet i regi av SFI CIUS. De akademiske partnerne, ledet av UL forskningsgruppen ved Institutt for Sirkulasjon og Bildediagnostikk ved NTNU, består av flere forskningsgrupper fra NTNU, UiO, USN og SINTEF. Industripartnerne innen medisinsk teknologi er GE Vingmed Ultrasound, GE Women's Health Ultrasound (Østerrike), Medistim, Aurotech, og ExACT Therapeutics. Industripartner inn maritim, olje & gass og elektronikk er Archer BTC, NDT-Global, InPhase Solutions, Kongsberg Maritime, Sensorlink, Equinor og X-Fab. Brukerpartnere er Helse Midt-Norge, Sørlandet sykehus helseforetak, Levanger sykehus/Helse-Nord-Trøndelag, St. Olavs hospital og Verdalen og Levanger kommuner. I tillegg er Forsvarets forskningsinstitutt assosiert medlem. CIUS fokuserer på følgende forskingsområder: transduser design elektronikk; akustikk og stråleforming; Doppler og deformasjonsavbildning; bildeprosessering, analyse og visualisering; multimodal avbildning og UL-veiledet intervensjon; håndholdt ultralyd; klinisk gjennomførbarhet og validering innen iskemisk hjertesykdom. Innen det medisinske feltet fokuserer CIUS på sykdom i hjerte og kar fra fosterliv til alderdom, fosterutvikling og gynekologiske lidelser og ulike typer kreft. Forskere i CIUS har utviklet flere nye UL avbildningsmetoder for eksempel for å framstille og kvantifisere blodstrøm inne i hjertekammerne i 3D og 4D, stivhet i hjertemuskulaturen, hjerteklaffefunksjon og blodstrøm i små kar. Nye metoder for å få bedre bildekvalitet generelt er også et sentralt forskningsfelt. Det forskes på nye, UL-veiledede, automatiserte metoder i sanntid til bruk i opplæring og ikke ekspert bruk av UL, og i forbindelse med operasjoner i hjertet. Nye metoder for å sammenstille ulike medisinske avbildningsmetoder som skopi-metoder, CT, MR, PET for bruk under (UL-veiledet) kirurgi er også et fagområde som CIUS dekker. UL-veiledet målrettet medikamentell behandling ved kreft prøves ut i dyremodeller og studier i mennesker med kreft ved bla St. Olavs hospital. CIUS jobber også videre med håndholdte ultralyd. Slike systemer testes ut i kommunehelsetjenesten og av ikke-eksperter på sykehus. Et mål er å få avansert, korrekt, og tidlig diagnostikk av sykdom på lavest mulig nivå i helsevesenet. Innen olje, gass og maritime forskes det på UL prober som tåler varierende og ekstreme fysisk miljø med høye temperaturer og trykk. Innen avbildning er framstilling av strukturer lokalisert bak stål og som avdekker tidlige tegn til svakheter i for eksempel rør sentrale forsknings områder. Bedre SONAR avbildning ved hjelp av nye bildedannende teknikker og analyse metoder utvikles i samarbeid med Kongsberg Maritim og Forsvarets Forskningsinstitutt. Som for medisin, er det et betydelig fokus på bedre bilder, nye typer bilder, samt automatiserte metoder for tolkning av UL data og bilder basert på maskinlæring. CIUS partnere innen olje og gass har tatt i bruk nye AI baserte analyse metoder i sin praksis. Innenfor maritime feltet er teknikker som forbedrede bildeopptak og oppløsning og dermed kartlegging av sjøbunnen med SONAR viktige bidrag fra CIUS til industripartner. Fra 2021 har UL og bildeanalyse for bruk i fiskeoppdrett blitt en ny forskningsfront i CIUS. I løpet av 2023 har akademiske forskere i samarbeide med bruker- og industripartnerne i CIUS publisert 66 vitenskapelige artikler i fagfelle vurderte internasjonale tidsskift og bøler, og 59 konferansebidrag i form av presentasjoner, postere, og konferanseartikler. En Phd med 100% CIUS finansiert har disputert, samt 4 i relaterte prosjekter. Til sammen har akademisk personell i CIUS veiledet 10 studenter fram til mastergrad eller forskerlinjegrad. Innenfor innovasjonsarbeidet er 2 nye metoder tatt i bruk hos bruker- og industripartnere; 36 industri orienterte FOU resultater er rapportert basert på CIUS samarbeidet; det er innlevert 11 nye innovasjoner hittil i 2023; 1 ny kommersiell lisens er signert med en industripartner og 1 open source softwarelisens er gjort offentlig tilgjengelig. Alle masterstudiene, PhD og postdoc kandidater fra CIUS går rett over i jobb innen relevant industri både i Norge og internasjonalt, eller forsetter sin akademiske karriere inne UL forskning i utlandet eller Norge. Resultater fra forskningen publiseres åpnet (se NTNU Open, https://ntnuopen.ntnu.no/ntnu-xmlui/, USN Open http://bibliotek.usn.no/publishing/USNOpenArchive/ og for UiO https://www.duo.uio.no/).

-

Norwegian health care, maritime and oil & gas sectors experience challenges recognized to be solved by joining forces. In medicine improved diagnosis of coronary heart disease, the leading cause of mortality, is strongly needed. In the maritime sector long-term monitoring of subsea structures and organisms for safer and more efficient harvest of ocean resources is required. In oil & gas there is a particular need for better monitoring for well integrity and of pipelines & risers for increased oil recovery and avoiding serious environmental consequences. Ultrasound technology as used in the three sectors has a tremendous unexplored potential for meeting future challenges. The Centre for Innovative Ultrasound Solutions (CIUS) will join forces and explore synergies across disciplines, leveraging next-generation ultrasound technology for these important applications. Key ultrasound research tasks will be within transducer design, acoustics and image formation, Doppler and deformation imaging, as well as image analysis and visualization. By applying these technologies towards specific identified innovation goals within each sector, significant business opportunities at the international market will be achieved. CIUS will by unique competence and innovations, secure long-term competitive advantage within areas where Norway is internationally recognized for excellent research, innovation and product deliveries. The Centre will be hosted by the Norwegian University of Science and Technology (NTNU), known for their expertise within ultrasound research and innovation in health care through 40 years. Expertise and research facilities are joined in a virtual laboratory organization including selected Norwegian academic institutions and important cornerstone enterprises as well as several small-to-medium enterprises (SMEs) in Norway. CIUS includes a total of 3 research partners, 11 industrial partners and 5 health care user partners.