医师操作员指导工具的生物医学图像处理使用Matlab 2021
Professor: Keigo Kawaji (kkawaji@innergised.com)
Department: 生物医学工程
简短描述: 在临床流程中, 医生通常需要从患者数据中获取定制的测量数据，而不是由商业软件提供的数据. 最近，新兴的人工智能工具扩展了定制工具的功能. 然而，医生不能实现自定义代码来满足他们自己的临床需求. 在这个基于客户端的项目中，我们结合了research - i.e. 一个研究生的项目, 开始了一个完整的软件开发周期，为医学博士的医生客户. 这个RES-Match项目是一个为期一学期的MATLAB编程指导软件开发培训，重点是前端开发(i.e. 图形用户界面), 并学习如何“包装”其他已经接受过培训的IIT学生编写的优雅算法. 学生特长: 基本的MATLAB编程经验. 能够独立工作和团队合作. 及时完成项目并将其转化为长期UG研究项目的驱动力.
预期学生成绩: A)学期结束前-在IIT和医学中心(UofC)的计算机上提供工作原型的演示. B)了解软件测试方法(e).g. unit test, stress test), 并提供相关软件测试的结果，以说服MD医生.
结肠癌的细胞模型
Professor: Abhinav Bhushan (abhushan@innergised.com)
Department: 生物医学工程
简短描述: 据估计，美国每年约有11万例结肠癌新病例. 随着我们对啮齿动物在人类结肠生物学中的有限适用性的了解越来越多, 越来越需要开发更多相关的以人类为中心的结肠癌模型. 和其他组织一样, 结肠环境有多种细胞类型, however, 它的独特之处在于微生物组的显著存在. 这些结肠细菌可能导致起始, growth, 癌症的存活率, 但目前还不完全清楚. 较新的基于类器官的模型提供了具有代表性的异质细胞群，但缺乏细菌成分. Therefore, 为了系统地研究这个, 有必要创建新的实验模型，以适应结肠微环境的不同方面.
学生特长: 生物学或生物医学工程专业
预期学生成绩: 学生将专门学习癌症微环境和结肠癌体外/器官芯片模型. 在这个过程中，学生将获得成功
- 进行文献检索的能力，
- 具有批判性地评价科学文献的能力
- 有效沟通科学的能力.
功能性微生物粘附工程表面
Professor: Abhinav Bhushan (abhushan@innergised.com)
Department: 生物医学工程
简短描述: 研究微生物是一种新兴的需要, 也许是为了解决抗生素耐药性问题, diagnostics, or therapeutics. 而根除不需要的微生物膜是迫切需要的, 从工程表面的角度来看, 通常需要优先附着微生物的策略. However, 除了传统的方法，比如凝胶, 我们普遍缺乏将微生物优先附着在工程表面上的能力.
学生特长: 生物、化学或生物医学工程专业
预期学生成绩: 该项目的目标将是研究和测试生物/化学策略，以保持微生物细胞的功能. 这将需要详细的文献调查和初步实验来测试不同的表面制备.
3D打印钛合金的生物电化学行为
Professor: Amir Mostafaei (mostafei@innergised.com)
Department: 机械，材料和航空航天工程
简短描述: 与传统制造方法相比, additive manufacturing may impact microstructure of the processed alloys; thus, 材料在人体中的反应可能与标准化合物不同. 本项目旨在评估热等静压和热处理等后处理对3D打印钛合金微观结构和电化学行为演变的影响. 铸态合金的显微组织为具有α初马氏体组织的柱状β晶粒，热处理后合金的显微组织为篮织α + β晶粒. 这将影响与生物溶液接触的材料的电化学. 最后，我们评估了生物相容性作为增材制造零件工艺条件的函数.
这项研究融合了包括材料科学在内的学科, 先进材料加工, electrochemistry, 生物医学工程. 通过提高制造效率和成本效益，采用高质量的增材制造生物医学部件, 具有成本效益的粉, 从这些调查中获得的知识将为生物医学行业提供重要的威尼斯人平台.
学生特长: 积极主动，喜欢制造和表征，了解材料科学基础知识.
预期学生成绩: 操作激光粉床融合机, 原料和3D打印部件的特性, Microscopy, data analysis.
不锈钢316L生物材料粘结剂喷射打印
Professor: Amir Mostafaei (mostafei@innergised.com)
Department: 机械，材料和航空航天工程
简短描述: 粘结剂喷射(BJ)是一种使用聚合物粘结剂和粉末材料逐层成形零件的3D打印工艺. 在其他增材制造(AM)工艺中, 粘合剂喷射是一种高通量的方法, 低成本、高能效工艺, however, 在结合预铸体致密化方面的工艺挑战仍然存在. 在粘合剂喷射材料, 成形后的零件处于绿态，相对密度约为50%，需要烧结后处理使零件致密以提高机械强度. 多孔性是粘结剂喷射材料的主要缺陷. 在粘结剂喷射过程中引入的大部分大孔隙归因于粘结剂和粉末颗粒之间的液固相互作用, 如层间空隙和印线因弹道弹射而引起.
在提议的工作中, 我们的目标是推动超细粉末粘结剂喷射技术的发展，并结合使用超声波粉末分选机的创新制造系统，以提高粉末的包装密度，最大限度地减少粉末床缺陷. Here, 采用最佳工艺参数对平均粒径为8 μm的316L不锈钢原料进行3D打印，然后进行烧结. Various sintering temperatures and holding times will be selected to study densification kinetics and resultant microstructure and phase formation in consolidated parts to achieve density of > 99.5%. 拉伸强度和延展性将通过对不同孔隙度的部件进行拉伸测试来评估，并将结果与人体生物植入物所需的强度和延性进行比较.
学生特长: 积极主动，喜欢制造和表征，了解材料科学基础知识.
预期学生成绩: 操作3D打印机，工艺优化，设计，材料表征，机械测试.
利用发光纳米粒子比色法检测唾液中生物标志物
Professor: Yuanbing Mao (ymao17@innergised.com)
Department: Chemistry
简短描述: 持续发光纳米粒子(PLNPs)在停止激发后可以保持发光数小时. 由于具有消除组织自身荧光的特殊能力，它们已成为生物医学领域的重要材料. In this study, 我们将探索使用金属氧化物PLNPs作为生物探针对唾液中生物标志物的比色检测.
Specifically, 我们将应用金属氧化物PLNPs作为生物探针来测定c反应蛋白(CRP)的浓度，用于牙周炎的诊断. CRP是一种急性期反应物，在牙周病患者的整个唾液中发现其水平升高. 它也是与心血管风险和心脏病发作相关的主要生物标志物. 由于PLNP生物探针显示长时间持续发光, 唾液自身荧光干扰可消除.
期望所开发的PLNPs具有可调谐的尺寸和理想的持续发光，作为消除生物传感中自身荧光干扰的理想探针. 这项工作在研究生物分子的功能和监测分子/细胞网络等研究领域具有重要价值.
学生特长: 上进心强，热爱科学研究，具有科学基础知识.
预期学生成绩: 金属氧化物纳米颗粒的合成与表征. 纳米粒子与CRP相互作用前后的持续发光测试.
治疗COVID-19的抗病毒药物的发展
Professor: Oscar Juarez (ojuarez@innergised.com)
Department: Biology
简短描述: In this project, 学生将参与利用分子生物学开发新型抗生素治疗SARS-CoV-2的研究, 生物化学与计算方法. 该项目是测试FDA批准的药物的中心，这些药物可以作为病毒进入机制的抑制剂.
学生特长: 需要基本的实验室培训和安全培训. 需要掌握基本的统计方法. 生物化学专业学生, Chemistry, 化学工程和生物医学工程被认为是该职位的有力候选人.
预期学生成绩: 学生将对假病毒感染系统进行药物筛选.
增强软组织对比的x射线相衬成像
Professor: Jovan Brankov (brankov@innergised.com)
Department: 电气与计算机工程
简短描述: 我们的实验室已经开发了一种低辐射剂量的标准x射线成像系统，它提供了增强的软组织对比度，允许在单一成像装置中同时对骨骼和韧带组织进行成像. 在这一领域的努力有许多应用，包括增强低剂量乳腺癌筛查(乳房x光检查)和骨科(肌腱和韧带成像), 同时保持骨骼对比).
学生特长: 对信号和图像处理感兴趣.
预期学生成绩: 学生将在检测受伤的膝关节韧带的情况下评估膝关节成像的潜在图像质量.
头颈部肿瘤手术切缘不足的改进检测
Professor: Kenneth Tichauer (ktichaue@innergised.com)
Department: 生物医学工程
简短描述: 我们的实验室开发了一种荧光成像系统，以帮助外科医生评估他们的癌症切除手术是否完成.e.(在手术边缘，病人体内没有癌细胞). 该技术的优化是一个持续的过程，涉及对不同成像系统组件的探索, geometries, 以及图像重建方法, to count a few.
学生特长: 会编程，对研究有热情.
预期学生成绩: As a first task, 学生将努力找出最好的镜头, 相机系统从可用的商业产品. 根据进展情况，可能会有其他任务.
COVID登月计划数据分析
Professor: David Minh (dminh@innergised.com)
Department: Chemistry
简短描述: COVID登月计划是一项全球合作努力，旨在开发针对SARS-CoV-2主要蛋白酶的无专利抗病毒药物. 已经合成了一千多种化合物，并在几种生化和抗病毒试验中测量了剂量-反应曲线(总共五种)。. Unfortunately, 标准的数据分析技术尚未得出生化和抗病毒结果之间的明确相关性. 我认为问题可能出在数据分析上, in which the baseline and maximum response are normalized according to the mean of the controls; thus, 控制中的误差可能会过度影响参数拟合. 我的团队正在研究一种更可靠的分析，这种分析不会过度偏重控制. 我们在其中一项化验中获得了令人满意的结果. RES-MATCH的一名学生将帮助我的研究生整理对照数据，以便进行两次或更多的附加分析，以便我们能在学期结束前完成新的分析. 我们的分析可以帮助COVID登月计划联盟决定继续使用哪些检测方法，哪些化合物可以进入临床试验.
学生特长: 应试者应该能自如地使用电脑. 有编程和数据科学经验，有统计学背景者优先.
预期学生成绩: 里程碑式的事件将是每个分析的控制数据管理和包括控制在内的回归方法的开发. 候选人将与博士密切合作.D. student.
生物组织结构边界和过渡的多尺度映射
Professor: Joseph Orgel (orgel@innergised.com)
Department: Biology
简短描述: 了解人体组织的材料和力学特性对生物医学工程具有重要意义和相关性. “纯”组织已使用多种成像技术进行了很好的表征, 并通过生理和机械测试方案确定其材料特性. 另一方面，组织转换通常被认为是离散的边界.e. 当一种组织与另一种组织相互作用时，有一条明确的界限. 然而，这些边界是分散的，经常跨越整个组织的长度.
确定这些边界的新方法现在变得越来越重要. 该项目旨在了解动物和人体器官中各种类型的组织和亚细胞结构之间的交集, 特别强调大脑. 用显微镜和x射线衍射作为表征这些转变的主要手段, 该学生将协助跟踪髓磷脂和细胞外基质在大脑中的轨迹. 这些数据将进一步用于机械测试、实验和建模.
学生特长: 动物和人体组织的解剖, 一般实验室礼仪(清洁和安全), 积极热情地学习新技术, team player.
预期学生成绩: 增强解剖和样品制备技术的离体组织测试, 使用ImageJ和Python进行显微镜数据分析, 使用MuscleX和Python进行x射线衍射数据分析的基础知识.
背痛按摩机
Professor: Ali Khounsary (akhounsa@innergised.com)
Department: Physics
简短描述: 背部疼痛是最常见的健康问题之一, 在人生的某个阶段影响着许多人. The causes vary, 但它们可以被归类为伤害, congenial, degenerative, 还有神经和脊髓的问题. 生活质量和经济影响是显著的.
在适当的时候，按摩是一种经常被推荐的缓解和快速恢复的方式. For the back, 它包括由治疗师用手操纵和动员脊柱，以动员和刺激脊柱和周围组织. 这通常需要去办公室
学生特长: 任务包括回顾一些背景信息, 初步设计, 订购零件组装, 测试一个原型. 扎实的生物工程背景, 机械工程, 或相关领域以及机械设计专业知识.
预期学生成绩: 这个项目的目的是开发一种安全, inexpensive, compact, 以及可在家中使用的自动按摩系统. 该装置使用一个或多个手或电机驱动的适当直径的滚轮，以适当的速度和压力滚过背面.
一种用于基因检测的蚊虫诱捕装置
Professor: Ali Khounsary (akhounsa@innergised.com)
Department: Physics
简短描述: 疟疾是一种致命的疾病，每年在贫穷国家造成大约50万人死亡. 当一个人被某种受感染的雌性蚊子叮咬时，就会发生感染.
单个蚊子造成的威胁取决于它的种类, gender and age, 这些信息对于确定在哪里, 何时以及如何进行干预以根除它们. 不同的蚊子有不同的习性和栖息地. 研究表明，通过简单的基因测试就可以获得所需的信息. 这有助于识别和适当地瞄准蚊子.
Recently, 一种相对便宜和紧凑的设备已经被开发出来并用于对蚊子进行快速基因检测. 一只蚊子被捕获，压碎，然后用这个设备进行测试来识别它. 这需要大量的劳动力，并限制了该设备的使用.
这种设备的远程和自动操作提供了巨大的优势. 它可以远程测试和传递结果，使许多这些设备能够轻松地连续覆盖大面积.
学生特长: 这个项目包括审查背景资料, 设计设备, ordering parts, assembly, and testing. 有机械、电子、编码和3D打印背景者优先. 需要对研究有兴趣.
预期学生成绩: 这个RES-MATCH项目背后的想法是开发一种辅助的机电设备来吸引, traps, 并将蚊子连续送到检测设备进行基因分析，使整个操作自动化, economical, continuous, and remote.
Auto-Dispensing像是
Professor: Ali Khounsary (akhounsa@innergised.com)
Department:Physics
简短描述: 牙齿预防是一种定期进行的牙科手术，以减少牙龈和牙齿疾病的风险. “清洁”过程使用许多手持或超声波仪器. 常规使用的一种设备是“预言器”，用于在清洁后抛光牙齿.
先知通常是一个全塑料的部分，一端有一个小杯子，如图所示. 它连接到一个手动帮助装置，通过齿轮系统提供轴和杯的旋转. 由磨料组成的预言膏从小容器中取出并手动放置在杯子上. 磨料通过杯子的旋转作用于牙齿上，清洁和抛光牙齿. 随着磨料的使用，牙医会一次又一次地把杯子装上.
学生特长: 这个项目包括审查一些背景资料, 按照描述进行初步设计, 制作原型, 并测试它们的性能. Bioengineering, 机械工程, 或相关领域，具有较强的CAD背景, 机械设计, 和3D打印是可取的.
预期学生成绩: 这个项目的目的是为了消除手工放置粘贴到杯子上. This can be done, for example, 通过将粘贴加载到预言上，使杯子的旋转自动将粘贴吸进杯子. 这个过程将更快，更卫生，并减少浆糊的浪费.