Experiments with models of variability for biological tissues

• Autorzy: Sawicki B. , Krupa A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.07.18

Warianty tytułu

PL

Eksperymenty z modelami zmienności tkanek biologicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Properties of biological tissues are a subject of variability. Stochastic variable approach described using probability density function (PDF) allows to build more realistic models of human body comparing to the classical, deterministic models. In this paper two variability factors are investigated. One related with a shape of random distribution of parameter inside the organ, and the second related with the size of the variability grain. Based on experiments for simple current field model, it is shown that shape of PDF for tissue conductivity has important impact of distribution of results.

PL

Właściwości tkanek biologicznych podlegają zmienności. Wykorzystanie zmiennych losowych opisywanych poprzez funkcje gęstości prawdopodobieństwa pozwala na tworzenie bardziej realistycznych modeli ludzkiego ciała niż klasyczne podejście deterministyczne. W artykule zostały przeanalizowane dwa parametry zmienności. Jeden związany z kształtem funkcji gęstości prawdopodobieństwa, a drugi zależny od rozmiaru elementarnego ziarna zmienności. Eksperymenty przeprowadzone dla prostego modelu pola przepływowego pokazują, że kształt zmienności konduktywności ma istotne znaczenie na rozrzut wyników.

Słowa kluczowe

EN

bioelectromagnetics; random variable; Monte Carlo method

PL

bioelektromagnetyzm; zmienna losowa; metoda Monte Carlo

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 7
• Strony: 83--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sawicki B.

• Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki Teoretycznej i Systemów Informacyjno- Pomiarowych, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

autor

Krupa A.

• Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki Teoretycznej i Systemów Informacyjno- Pomiarowych, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Bibliografia

• [1] Gabriel C.,Peyman A., Grant E. H., Electrical conductivity of tissue at frequencies below 1 MHz, Phys. Med. Biol., vol. 54 (2009), pp.4862-4878
• [2] Nicolai Bart M., Egea J. A., Scheerlinck N., Bagna J. R., Datta A. K., Fuzzy finite element analysis of heat conduction problems with uncertain parameters, Journal of Food Engineering, vol 103 (2011), pp. 38-46
• [3] Logg A., Mardal K.-A., Wells G. N. et al., Automated Solution of Differential Equations by the Finite Element Method, Springer, 2012
• [4] Rao S., Sawyer J. P., Fuzzy finite element approach for analysis of imprecisely defined systems, AIAA Journal, Vol. 33, No. 12 (1995), pp. 2364-2370
• [5] Cunha A. Jr., Nasser R., Sampaio R., Lopes H., Breitman K., Uncertainty quantification through the Monte Carlo method in a cloud computing setting, Computer Physics Communications, vol. 185 (2014), pp. 1355-1363
• [6] Sawicki B., Uncertainty of numerical simulations in bioelectromagnetic problems, Przeglad Elektrotechniczny, vol. 91, no. 7, pp 49-51, 2015
• [7] Hasgall P. A., Neufeld E., Gosselin M. C., Klingenböck A., Kuster N., IT’IS Database for thermal and electromagnetic parameters of biological tissues, Version 2.5, August 1st, 2014
• [8] Schmidt C., Grant P., Lowery M., van Rienen U., Influence of Uncertainties in the Material Properties of Brain Tissue on the Probabilistic Volume Tissue Activated, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 60, no. 5, May 2013
• [9] Abebe A.J., Guinot V., Solomatine D.P., Fuzzy alpha-cut vs. Monte Carlo techniques in assessing uncertainty in model parameters, Proc. 4-th International Conference on Hydroinformatics, Iowa City, USA, July 2000
• [10] Sawicki B., Krupa A., Study of biological tissues variability modeling, Proc. of Computational Problems of Electrocal Engineering 2015, Lviv, Ukraine, September 2015

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.