V pátek 3. května se koná profesorská přednáška docenta Jiřího Jaroše z Ústavu počítačových systémů

Srdečně zveme na veřejnou profesorskou přednášku: High Performance Computing in Personalized Ultrasound Medicine: From the Hospital to the Cluster and Back docenta Jiřího Jaroše z Ústavu počítačových systémů FIT VUT. Koná se v pátek 3. května od 11 hodin v posluchárně E 104 a je součástí profesorského řízení. Přednáška vás zavede na poutavou cestu od skromných začátků, jednoduchého úryvku kódu MATLABu simulujícího šíření 1D akustického impulzu nekonečným, homogenním, bezeztrátovým prostředím, až k výšinám sofistikovanosti s komplexním softwarovým balíčkem, který provádí komplexní výpočty ultrazvukového plánování léčby pro personalizovanou transkraniální neurostimulaci a fotoakustické zobrazování prsu, přičemž využívá výkon vysoce výkonných výpočetních center a cloudových prostředí.

Jiří Jaroš se více než 15 let věnuje vysoce výkonným výpočtům, vývoji vědeckého kódu, paralelním a distribuovaným algoritmům a numerickým simulacím. Jeho práce ho přivedla ke spolupráci s prestižními výzkumnými týmy v Austrálii a Velké Británii, kde se zaměřuje na vývoj rozsáhlých simulačních nástrojů pro personalizovanou medicínu. Je spoluzakladatelem projektu k-Wave (http://www.k-wave.org), který se od svého prvního vydání beta verze v roce 2009 rychle stal standardním softwarem ve svém oboru a může se pochlubit téměř 25 000 registrovanými uživateli v 60 zemích, včetně akademické sféry a průmyslu. Software podporuje široké spektrum mezinárodního výzkumu v oblasti ultrazvuku a fotoakustiky, od rekonstrukce klinických obrazů a plánování léčby na základě modelů až po základní konstrukci ultrazvukových měničů.

Od roku 2013 hraje klíčovou roli v oblasti superpočítačů na VUT v Brně, kde spravuje zdroje čítající stovky milionů hodin. Slouží jako most mezi studenty, fakultou a superpočítačovými centry, jako je IT4Innovations, a usnadňuje více než 1500 studentům plnění jejich úkolů na českých superpočítačích. V roce 2016 začal vést výzkumnou skupinu Superpočítačové technologie a od roku 2017 je aktivním členem Akademického senátu VUT v Brně. Zastává také funkce ve vědecké radě superpočítačového centra IT4Innovations a v poradním sboru uživatelů IT4Innovations. V roce 2021 se stal členem mezinárodního konsorcia pro bezpečnost a standardy transkraniální ultrazvukové stimulace iTRUSST (https://itrusst.com/).

Docent Jaroš je uznávaným vědcem, je spoluautorem 15 článků v časopisech, 4 kapitol v knihách a více než 60 indexovaných konferenčních příspěvků, které nashromáždily více než 1 000 citací. Vedl dva projekty Horizon EU a byl stipendistou Marie Curie. Kromě toho se podílel na různých dalších projektech programu Horizont 2020. Horizon Europe, Microsoft Linkage, GACR a projektů FRVS.

Kompletní abstrakt veřejné profesorské přednášky

Biomedicínský ultrazvuk přináší revoluci v diagnostice a léčbě rakoviny a nabízí neinvazivní, neionizující alternativu k tradičním metodám, jako je biopsie, chirurgický zákrok a radioterapie nebo chemoterapie, s menším počtem komplikací po léčbě. Pro přizpůsobení terapeutických ultrazvukových postupů individuálním potřebám pacienta je zásadní používat pokročilé fyzikální modely. Vzorovým příkladem je open-source k-Wave toolbox, který se v posledním desetiletí stal zásadním pro fotoakustický screening prsu a transkraniální stimulaci mozku. Kromě toho k-Wave podporuje pokročilé aplikace, jako je fokusovaný ultrazvuk pro ablaci nádorů v orgánech, jako jsou ledviny, játra a prostata, a také ultrazvukovou neurochirurgii a cílené podávání léků.

Vzhledem ke složitosti a výpočetním nárokům těchto aplikací je nezbytné využívat cloud nebo vysoce výkonné výpočetní klastry (HPC). Soubor nástrojů k-Wave je optimalizován pro řadu výpočetních architektur, včetně vícejádrových procesorů, grafických procesorových jednotek a rozsáhlých distribuovaných HPC klastrů. Pro správu složitých výpočetních pracovních postupů byl vyvinut vlastní systém k-Dispatch, který nabízí uživatelsky přívětivé rozhraní pro interakce s HPC, zajišťuje efektivní provádění pracovních postupů a účinně monitoruje činnosti pracovních postupů.

Tato přednáška se bude komplexně zabývat integrací ekosystému k-Wave do běžné klinické praxe. Zdůrazní klíčové milníky ve vývoji, ověřování, zavádění a komercializaci softwaru a bude sledovat jeho cestu od technické inovace ke standardnímu klinickému nástroji.