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 er UL forskningsgruppen ved Institutt for sirkulasjon og bildedannelse ved NTNU, Forskningsgruppen for digitalt signal prosessering og bildeanalyse ved UiO, Transduser og elektronikk gruppen ved USN og Avdeling teknolog og samfunn ved SINTEF. Industripartnerne innen medisinsk teknologi er GE vingmed ultralyd, Medistim, Aurotech og ExACT theraputics. Industripartner inn maritim, olje & gass og elektronikk er Archer BTC, Halfwave, Inphase Solutions, Kongsberg Maritim, Sensorlink, Equinor og X-Fab. Brukerpartnere er Helse Midt-Norge, Sørlandet sykehus helseforetak, Levanger sykehus/Helse-Nord-Trøndelag, St. Olavs hospital og Innherad Samkommune. I tillegg er Forsvarets forskningsinstitutt assosiert medlem. CIUS spin off selskap ReLab er nytt industripartner medlem fra 2020. CIUS fokuserer på følgende forskingsområder: transduser design, inkludert elektronikk, akustikk (SONAR), Doppler og deformasjonsavbildning, UL- veiledet intervensjon og behandling, bildeanalyse, inkludert automatiserte analyse- og måleteknikker, og bedre visualisering. Innen det medisinske feltet fokuserer CIUS på sykdom i hjerte og kar fra fosterliv til alderdom, og ulike typer kreft. Forskere i CIUS har utviklet nye UL teknikker som framstiller og kvantifiserer blodstrøm i hjertet i 3D og 4D, og stivhet i hjertemuskulaturen. Flere prosjekter jobber med utvikling av nye metoder som gir bedrer UL bildekvaliteten ved å finne på nye måter å danne UL bilder på og analysere signalene til et UL-bilde. Det forskes på nye, UL-veiledede, automatiserte metoder i sanntid til bruk ved operasjoner i hjertet og nye metoder for å sammenstille ulike avbildningsmetoder som CT, MR, PET for bruk i ulike typer UL-veiledet kirurgi. UL-veiledet målrettet medikamentell behandling ved kreft undersøkes i dyremodeller, og de studier i mennesker med kreft er startet ved St. Olavs hospital. UL-veiledet målrettet medikamentell behandling er også mulig ved andre lidelser enn kreft og vil utforskes nærmere i framtiden. CIUS jobber også videre med den håndholdte ultralydskanner som var en sentral oppfinnelse i vår forrige SFI, MIlab. Den testes ut i kommunehelsetjenesten og av ikke-eksperter i flere organer. Et mål er å få avansert, korrekt, og tidlig diagnostikk av sykdom på lavest mulig nivå i helsevesenet. Mange ulike typer automatiserte bildeanalysemetoder i sann tid er blitt funnet opp i CIUS de siste årene. Noen av metodene er utviklet for å hjelpe folk som skal lære seg UL, mens andre utfører automatiske målinger slik at UL undersøkelsen hos for eksempel hjertespesialister går raskere. 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 ny bildedannende teknikker og analyse metoder utvikles i samarbeid med Kongsberg Maritim og Forsvarets forskningsinstitutt. Som for medisin, er det et betydelig fokus på automatiserte metoder for tolkning av UL og ulike andre bilde typer. CIUS partnere innen olje og gass har tatt i bruk nye analyse metoder for deteksjon av sprekker og skader på olje- og gass- rør basert på samarbeidet i CIUS. Innen det maritime feltet er teknikker som forbedrede oppløsning og dermed kartlegging av sjøbunnen med SONAR viktige bidrag fra CIUS til industripartner. Noen resultater fra CIUS for 2020: Det er innlevert fire DOFIer hittil i 2020. Totalt rapporterer CIUS partner om 83 bidrag til kunnskapsformidling og overføring til partnere, 15 R&D resultater hos partneren basert på CIUS samarbeidet og 11 nye metoder til bruk hos partnerne, ett resultat er tatt inn i produkt. 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/). Forskning i 2020 inkluderer design og uttestet av nye UL prober 2020 til alle forskningsområdene i CIUS. Likeledes er nye teknikker for bedre bildekvalitet utprøvd og nye AI-baserte bildeanalyse metoder implementert på tvers av sektorene.

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.