Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Big data significance in remote medical diagnostics based on deep learning techniques

Kwaśniewska A., Giczewska A., Rumiński J.

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2017

|

Vol. 21, No 4

309--319

EN

In this paper we discuss the evaluation of neural networks in accordance with medical image classification and analysis. We also summarize the existing databases with images which could be used for training deep models that can be later utilized in remote home-based health care systems. In particular, we propose methods for remote video-based estimation of patient vital signs and other health-related parameters. Additionally, potential challenges of using, storing and transferring sensitive patient data are discussed.

2

Analysis of Properties of an Active Linear Gesture Sensor

Czuszyński K., Rumiński J., Wtorek J.

Metrology and Measurement Systems

|

2017

|

Vol. 24, nr 4

617--630

EN

Basic gesture sensors can play a significant role as input units in mobile smart devices. However, they have to handle a wide variety of gestures while preserving the advantages of basic sensors. In this paper a user-determined approach to the design of a sparse optical gesture sensor is proposed. The statistical research on a study group of individuals includes the measurement of user-related parameters like the speed of a performed swipe (dynamic gesture) and the morphology of fingers. The obtained results, as well as other a priori requirements for an optical gesture sensor were further used in the design process. Several properties were examined using simulations or experimental verification. It was shown that the designed optical gesture sensor provides accurate localization of fingers, and recognizes a set of static and dynamic hand gestures using a relatively low level of power consumption.

3

Reliability of Pulse Measurements in Videoplethysmography

Rumiński J.

Metrology and Measurement Systems

|

2016

|

Vol. 23, nr 3

359--371

EN

Reliable, remote pulse rate measurement is potentially very important for medical diagnostics and screening. In this paper the Videoplethysmography was analyzed especially to verify the possible use of signals obtained for the YUV color model in order to estimate the pulse rate, to examine what is the best pulse estimation method for short video sequences and finally, to analyze how potential PPG-signals can be distinguished from other (e.g. background) signals. The presented methods were verified using data collected from 60 volunteers.

4

Inteligentne otoczenie w aplikacjach prozdrowotnych : przykłady rozwiązań

Bujnowski A., Przystup P., Poliński A., Rumiński J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

77--80

PL

W artykule przedstawiono koncepcję inteligentnego otoczenia jako wyposażenia tzw. inteligentnego budynku ukierunkowanego na wspomaganie diagnostyki medycznej osób zagrożonych określonymi chorobami. Przedstawiono bliżej dwa rozwiązania - układ inteligentnej wagi i krzesła kardiologicznego.

EN

In the paper a concept of an intelligent neighbourhood as a part of intelligent building devoted to assist medical diagnosis is presented. The examples of chair and bathtub enhanced with electronic units allowing measurement of vital signals are presented.

5

Analysis of the parameters of respiration patterns extracted from thermal image sequences

Rumiński J.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2016

|

Vol. 36, no. 4

731--741

EN

Remote estimation of vital signs is an important and active area of research. The goal of this work was to analyze the feasibility of estimating respiration parameters from video sequences of faces recorded using a mobile thermal camera. Different estimators were analyzed and experimentally verified. It was demonstrated that the respiration rate, peri-odicity of respiration, and presence and length of apnea periods could be reliably estimated from signals recorded using a portable thermal camera. The size of the camera and efficiency of the methods allow the implementation of this method in smart glasses.

6

A Detector of Sleep Disorders for Using at Home

Przystup P., Bujnowski A., Rumiński J., Wtorek J.

Journal of Telecommunications and Information Technology

|

2014

|

nr 2

70--78

EN

Obstructive sleep apnea usually requires all-night examination in a specialized clinic, under the supervision of a medical staff. Because of those requirements it is an expensive and a non-widely utilized test. Moving the examination procedure to patients’ home with automatic analysis algorithms involved will decrease the costs and make it available for larger group of patients. The developed device allows all-night recordings of the following biosignals: three channels ECG, thoracic impedance (respiration), snoring sounds and larynx vibrations. Additional information, like patient’s body position changes and electrodes’ attachment quality are estimated as well. The reproducible and high quality signals are obtained using the developed and unobtrusive device.

7

Assessment of cardiovascular risk in assisted living

Wtorek J., Bujnowski A., Rumiński J., Poliński A., Kaczmarek M., Nowakowski A.

Metrology and Measurement Systems

|

2012

|

Vol. 19, nr 2

231-244

EN

Disorders of the heart and blood vessels are the leading cause of health problems and death. Early detection of them is extremely valuable as it can prevent serious incidents (e.g. heart attack, stroke) and associated complications. This requires extending the typical mobile monitoring methods (e.g. Holter ECG, tele-ECG) by introduction of integrated, multiparametric solutions for continuous monitoring of the cardiovascular system. In this paper we propose the wearable system that integrates measurements of cardiac data with actual estimation of the cardiovascular risk level. It consists of two wirelessly connected devices, one designed in the form of a necklace, the another one in the form of a bracelet (wrist watch). These devices enable continuous measurement of electrocardiographic, plethysmographic (impedance-based and optical-based) and accelerometric signals. Collected signals and calculated parameters indicate the electrical and mechanical state of the heart and are processed to estimate a risk level. Depending on the risk level an appropriate alert is triggered and transmitted to predefined users (e.g. emergency departments, the family doctor, etc.).

8

Biomedical Engineering at Gdansk University of Technology

Nowakowski A., Bocheńska M., Mielewska B, Rumiński J., Wtorek J.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2011

|

Vol. 7, no. 3

59--66

EN

Short history of education in Biomedical Engineering at Gdańsk University of Technology is presented. The last initiative - implementation of the new programme, Biomedical Engineering - an interfaculty direction of study, supported by a grant financed by the European Social Fund is presented. Curricula of four specializations: Chemistry in Medicine, run by the Faculty of Chemistry; Electronics in Medicine and Informatics in Medicine, run by the Faculty of Electronics, Telecommunication and Informatics; and Physics in Medicine, run by the Faculty of Appled Physics and Mathematics are described in details.

9

Taylor type predictor for pressure changes

Bujnowski A., Poliński A., Wtorek J., Rumiński J., Kaczmarek M., Kot J.

Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne

|

2010

|

T. 18

453-458

EN

The aim of our study was the evaluation of a pressure prediction method, which was based on Taylor series. The pressure value was predicted basing on its past values, which were weighted by coefficients calculated according to the Taylor series approximation. The advantage of such approach was possibility of non-uniform pressure measurements. The main disadvantage was the assumption that the pressure was well approximated by a low degree polynomial. The weighting coefficients were deterministic and could be calculated only once for uniformly sampled data. The method was tested on a cosine type signal and on real pressure data obtained during monitoring patients. The results showed that the method might give good results only in the case of a low noise contents (a high value of SNR). It appeared that applying the presented method to a prediction of the pressure value based on real data gave poor results.

PL

Celem pracy jest ocena predykcji ciśnienia za pomocą rozwinięcia funkcji w szereg Taylora. Przewidywana wartość ciśnienia jest obliczana jako iloczyn wcześniejszych wartości mnożonych przez współczynniki wagowe wyznaczone w oparciu o szereg Taylora. Zaletą takiego podejścia jest możliwość analizy danych próbkowanych nierównomiernie. Podstawową wadą jest założenie, że ciśnienie jest dobrze aproksymowane przez wielomian niskiego stopnia. Współczynniki wagowe są deterministyczne i dla danych próbkowanych równomiernie mogą być wyznaczone tylko raz. Metodę przetestowano na sygnałach typu kosinusowego oraz rzeczywistych danych uzyskanych w czasie pomiarów na pacjentach w szpitalu. Wyniki pokazują, że metoda może dawać dobre rezultaty w przypadku sygnałów słabo zaszumionych, kiedy bierze się pod uwagę tylko kilka poprzednich próbek. W przypadku predykcji rzeczywistych pomiarów ciśnienia uzyskano słabe wyniki.

10

Selection of pointing device for elders

Bujnowski A., Kocejko T., Wtorek J., Rumiński J., Kaczmarek M., Bajorek M., Meller D.

Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne

|

2010

|

T. 18

435-440

EN

Aging is a factor that may change both: perception of events and accuracy of manual operations. It may have influence on usability of modern computers by elders. In the article a method and preliminary study on selection of a pointing device is presented. We have designed a testing procedure and accordingly to this developed a custom software in C++. Test have been performed on representative groups of volunteers. The reference group consisted of 6 persons, age between 25 and 40, while the target group consisted of 20 volunteers, age between 65 and 80. Test consisted of typical tasks such as pointing, dragging and shape following. Recorded data were analysed and several parameters were estimated and presented in the paper.

PL

Starzenie jest czynnikiem, który wpływa zarówno na postrzeganie jak i dokładność operacji manualnych. Ma to szczególne znaczenie w przypadku posługiwania się nowoczesnym sprzętem komputerowym przez osoby starsze. Celem pracy jest opracowanie metod badawczych pozwalających na porównanie rożnych urządzeń wskazujących z wskazaniem tych, które lepiej sprawdzają się u osób starszych. W tym celu została opracowana procedura testowa. W oparciu o jej założenia powstał program napisany w C++. Wykorzystując przygotowane oprogramowanie przeprowadzono szereg testów dla grupy referencyjnej (wiek 25 40 lat) jak i docelowej (20 osób w wieku 65 85 lat). W wyniku testów, na które składały się typowe operacje takie jak wskazywanie, przeciąganie, oraz powielanie kształtów wyłoniono szereg parametrów, które mogą posłużyć porównaniu urządzeń wskazujących.

11

Pointing device for elders with low cost and mixed manual-gaze control interface

Bujnowski A., Kocejko T., Wtorek J., Rumiński J., Kaczmarek M., Poliński A.

Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne

|

2010

|

T. 18

441-446

EN

A design of an ergonomic and user-friendly pointing device for elderly people enabling them to operate a traditional windows-based operating system is presented in the paper. To mimic a more natural way of pointing at various things on the computer screen the traditional interface was combined with the gaze control pointing device. The gaze tracking is only used for estimating the region of user's interest, while the traditional pointing device is used for accurate pointing within the selected region. The project is directed to beginners in using computers. It is also a complementary part of an elder-friendly computer with a dedicated windows based interface.

PL

W artykule został przedstawiony projekt interfejsu powalającego na kontrolę kursora myszki z wykorzystaniem wzroku. Tradycyjny interfejs został wzbogacony o dodatkową funkcję pozwalającą na wskazywanie poszczególnych obszarów poprzez fiksację wzroku. Ręczna korekcja współrzędnych kursora pozwala na dokonanie dokładnego wyboru wewnątrz regionu zainteresowania. Interfejs ma na celu ułatwienie osobom starszym korzystanie z systemu okienkowego oraz pozwala na oswojenie się z urządzeniami peryferyjnymi takimi jak mysz czy trackball.

12

Image simulation and annotation for color blinded

Bujnowski A., Kocejko T., Wtorek J., Rumiński J., Kaczmarek M., Poliński A.

Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne

|

2010

|

T. 18

459-464

EN

In this paper methods for image simulation as seen by a color blinded and a method for constructing images of perceived color difference are presented. The work is also focused on the interactive color description of an image contents. As a result, the individuals having problems with color discrimination can identify colors in an image.

PL

W pracy przedstawiono metody symulacji obrazów widzianych przez osoby ze ślepota barw. Ukazano również metody tworzenia obrazów ukazujących różnicę w percepcji kolorów pomiędzy normalnym obserwatorem a osobą ze ślepotą barw. W artykule opisano również metodę interaktywnego opisu koloru wskazywanego piksela obrazu. W rezultacie użytkownik ze ślepota barw może uzyskać informacje opisowe o występujących w obrazie kolorach.

13

Evaluation of physiological and physical activity by means of wireless multi-sensor

Bujnowski A., Kocejko T., Wtorek J., Rumiński J., Kaczmarek M., Lewandowska M., Poliński A.

Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne

|

2010

|

T. 18

465-470

EN

Recently, an attempt to monitor elders, disabled and/or convalescent people at home has been an emerging discipline of technology and science. Especially, providing a home care based on remote sensing for single and elder persons is a challenging task. An integrated sensor for cardiac, breathing and kinetics of movement activities is developed. It enables a 24 hour monitoring of a one channel electrocardiogram (ECG), a one channel of breathing activity and three-directional accelerations. Both, the electrocardiogram and the breathing activities are measured using the same electrodes. The configuration and localization of the electrode matrix do not introduce any obstacles in the daily life activity. The recorded signals are characterized by a low level of artifacts. Thus, the proposed electrode matrix appears to be very resistive to artifacts arising from the movement of the monitored subject. Nevertheless, the data processing techniques and methods are also applied in order to increase the reliability of estimations. It is possible to estimate heart and breath rates. It seems that the developed wireless sensor is a reliable tool for estimating and evaluating activity during the daily life of a monitored person.

PL

Monitorowanie osób starszych, upośledzonych ruchowo oraz rekonwalescentów jest obecnie mocno rozwijającą się dziedziną aplikacji technik elektronicznych i informatycznych. Szczególnie intensywnie rozwijana jest bezkontaktowa, nieinwazyjna technika pozwalająca na monitorowanie osób przebywających w domu. Aplikacja ta stanowi szczególne wyzwanie dla konstruktorów takich systemów. W pracy przedstawiono konstrukcję zintegrowanego sensora umożliwiającego oceną aktywności serca, oddechowej oraz fizycznej (ruchliwości). Pozwala on na monitorowanie całodobowe za pomocą pomiaru w jednym kanale EKG, w jednym kanale aktywności oddechowej mierzonej za pomocą techniki impedancyjnej oraz trzyosiowej akcelerometrii. Zarówno elektryczna aktywność serca, jak i aktywność oddechowa są mierzone za pomocą tego samego zestawu elektrod. Zaproponowana technika pomiarowa pozwala także, co ma znaczenie dla znacznej grupy osób, na ocenę sprzężenia elektryczno-mechanicznego występującego podczas skurczów serca. Konstrukcja w formie naszyjnika i lokalizacja matrycy elektrodowej nie stanowi żadnej przeszkody w całodobowej aktywności osoby monitorowanej. Zaproponowana konfiguracja okazała się bardzo odporna na artefakty ruchowe, co istotnie wpływa na jakość przeprowadzanych ocen wybranych parametrów fizjologicznych. Dalszą poprawę jakości rejestrowanych sygnałów otrzymano w wyniku opracowania szeregu procedur numerycznych, które wykonywane są w stacji nadrzędnej zbierającej (bezprzewodowo) i przetwarzającej dane.

14

Domowy asystent osób starszych i chorych

Koc K., Kiernozek Ł., Klimowicz M., Rumiński J., Wtorek J.

Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne

|

2010

|

T. 19

479-484

PL

Praca ta jest podsumowaniem badań nad wykorzystaniem jednostki centralnej wyposażonej w ekran dotykowy oraz sieci sensorowych, w celu wsparcia osób starszych oraz osób dotkniętych chorobami w ich codziennym życiu. Stacja centralna - możliwa do zrealizowania w postaci zintegrowanej jako komputer osobisty typu touch-screen oraz w postaci typowego komputera PC, laptopa lub netbooka uzupełnionego monitorem dotykowym, wyposażona została w dedykowany interfejs graficzny ułatwiający komunikację człowiek-komputer. Interfejs ma budowę modułową oraz możliwość dalszej rozbudowy, przystosowany jest do obsługi wbudowanych aplikacji codziennego użytku, aplikacji komunikacyjnych i diagnostycznych.

EN

Health personalization and support for elderly and immobilized people is actually a very important target of many national and international initiatives. The main goal of this paper is to present design and implementation of the multimodal, integrated platform for communication, training and health monitoring at home.

15

Validity of MRI brain perfusion imaging method

Karczewski B., Rumiński J.

Journal of Medical Informatics & Technologies

|

2006

|

Vol. 10

55--61

EN

Brain perfusion imaging using Dynamic Susceptibility Contrast Magnetic Resonance Imaging is very promising method since it can be easily implemented as a standard contrast-based MRI procedure. Quantitative brain perfusion description by DSC-MRI data post processing requires validation. Different validation analysis was performed to verify the influence of a bolus dispersion, delay, low SNR and calculation procedures on final perfusion parameter values. The results indicate that quantitative description of brain perfusion using DSC-MRI is possible and can be acceptable with accuracy about 10%.

16

Applications of image registration in parametric imaging

Rumiński J., Suchowirski M.

Journal of Medical Informatics & Technologies

|

2006

|

Vol. 10

47--53

EN

Applications of image registration in parametric imaging are investigated. The manual and automatic image registration methods have been used for image to image registration in sequences to correct movement artefacts in reconstructed parametric objects. Additionally the registration methods were used for multimodal visualisation of structural and parametric objects. The achieved results proved that the automatic image to image registration, for motion mechanisms correction, in the parametric model improves the quality of images. The multimodal visualisation of structural MRI images and parametric DSC-MRI images, enables to correlate the local dynamic changes with all morphological features.

17

Registration and normalization of MRI/PET images

Rumiński J., Suchowirski M.

Journal of Medical Informatics & Technologies

|

2005

|

Vol. 9

159--166

EN

Parametric imaging is more and more popular in dynamic brain studies. It enables to quantitatively or semi-quantitatively estimate physiological state and processes in brain. Parametric images represent spatial distribution of parameter values calculated for chosen mathematical model of the process or object. This work compares different methods of geometrical transformations for image registration and normalization. Appropriate method for image registration and normalization (in reference to atlases) is extremely important for common visualization of structural and parametric images in MRI and PET studies. Rigid and elastic geometrical transformations are implemented and compared. Additionally Delaunay triangulation and image morphing methods are used. Manual and proposed automatic registration and normalization methods are presented and compared based on MRI/PET and Talairach atlas images. Concluding, the proposed automatic image normalization method is accurate and using the combination of Delaunay and morphing methods can produce even better results.

18

Parametric imaging in dynamic glucose metabolism studies in brain

Rumiński J., Karczewski B.

Journal of Medical Informatics & Technologies

|

2005

|

Vol. 9

201--208

EN

Parametric imaging is more and more popular in dynamic brain studies. It enables to quantitatively or semi-quantitatively estimate physiological state and processes in brain. This work analyse the dynamic 18FDG-PET studies for estimation of brain glucose metabolism. The influence of the signal noise is analysed to estimate its influence on the final glucose metabolism parameter values. The LCMRGlc parameter is under investigation. It is based on three compartmental model proposed by Phelps. Using different 18FDG-PET data series obtained from independent sources the Gaussian noise was introduced (with different variance). Then the quality of the model fitting results were estimated. The final results clearly indicates than the noise is highly compensated in microparameter used in calculation of LCMRGlc. Concluding, it is possible to estimate the LCMRGlc parameter value even in the presence of noise.

19

Synteza obrazów parametrycznych w badaniu perfuzji mózgu metodą MRI

Rumiński J., Bobak-Bilewicz B.

Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne

|

2004

|

nr 3

191-198

PL

Zaprezentowano analizę teoretyczną podstaw obrazowania parametrycznego dla badań dynamicznych mózgu z dożylnym podaniem środka kontrastującego. Opracowano oprogramowanie umożliwiające syntezę obrazów parametrycznych. Na podstawie przeprowadzonej analizy oraz wstępnych wyników symulacji wskazano na potrzebę dalszych badań celem standaryzacji obrazowania parametrycznego.

20

The HRCT image analysis for quantitative description of peripheral airways remodelling

Rumiński J., Karczewski B., Mincewicz G., Aloszko A., Krzykowski G.

Journal of Medical Informatics & Technologies

|

2004

|

Vol. 7

MIP21--30

EN

Airways remodelling is currently described as a process occurring before asthma becomes clinically manifest, which is confirmed by biopsy studies. The aim of this study was to test and validate image analysis methods to describe the changes such as peripheral airways remodelling in HRCT readings. Different methods of airways extraction from HRCT images were investigated including: manual identification of an airway region major axes on original and scaled images (using different interpolation techniques like pixel resize, bilinear interpolation and cubic convolution), manual extraction of the density profile through the major axes of an airway region, semi-automatic method using active contours and the Hough transform. Methods were tested with original images and artificially modified images by blurring and noise addition (Gaussian, Laplacian and salt-and-pepper). Results suggest that popular image magnification using cubic convolution is not suitable for accurate estimation of shape properties of small regions. Smart pixel resizing enables to delineate a region of inner and outer borders with subpixel accuracy reducing the total error of the wall thickness estimation. Additionally smoothing must be reduced to the minimum in the case of an active contour application.