Data analysis system for surface potential of biological tissues

• Autorzy: Hyka Oleksii , Vejar Andres , Rymarczyk Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.05.29

Warianty tytułu

PL

Projektowanie systemu do analizy danych potencjału powierzchniowego na tkankach biologicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A portable low-power monitoring system for measuring surface biopotential and data processing is presented. The small device was designed using hardware and codesign. The system is based on a microcircuit consisting of a field-programmable gate array device and a dual-core microcontroller. The selected reconfigurable hardware provides the desired level of speed and accuracy combined with low power consumption for online data processing applications. Spectroscopy impedance measurements are used to analyze the electrical properties of biological tissue.

PL

Przedstawiono przenośny system monitorowania o niskim poborze mocy do pomiaru biopotencjału powierzchniowego i przetwarzania danych. Małe urządzenie zostało zaprojektowane z wykorzystaniem projektowania sprzętowego i kodowego. System oparty jest na mikroukładzie składającym się z programowalnej matrycy bramek oraz dwurdzeniowego mikrokontrolera. Wybrany rekonfigurowalny sprzęt zapewnia pożądany poziom szybkości i dokładności w połączeniu z niskim zużyciem energii dla aplikacji przetwarzania danych online. Pomiary impedancji w spektroskopii są wykorzystywane do analizy właściwości elektrycznych tkanki biologicznej.

Słowa kluczowe

EN

EIS; FPGA; biological tissue; FIR

PL

EIS; FPGA; tkanka biologiczna; FIR

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 5
• Strony: 157--160
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Hyka Oleksii

• Netrix S.A, Research and Development Center, Związkowa 26, 20-148 Lublin

• https://orcid.org/0000-0003-2129-5138

autor

Vejar Andres

• Netrix S.A, Research and Development Center, Związkowa 26, 20-148 Lublin
• University of Economics and Innovation in Lublin, ul. Projektowa 4, 20-209 Lublin

• https://orcid.org/0000-0002-2041-0387

autor

Rymarczyk Tomasz

• Netrix S.A, Research and Development Center, Związkowa 26, 20-148 Lublin
• University of Economics and Innovation in Lublin, ul. Projektowa 4, 20-209 Lublin

• https://orcid.org/0000-0002-3524-9151

Bibliografia

• [1] Rymarczyk T., Kłosowski G., Tchórzewski P., Cieplak T., Kozłowski E.: Area monitoring using the ERT method with multisensor electrodes, Przegląd Elektrotechniczny, 95(1), 153-156, 2019.
• [2]. Koulountzios P., Rymarczyk T., Soleimani M., A quantitative ultrasonic travel-time tomography system for investigation of liquid compounds elaborations in industrial processes, Sensors, 19(23), 5117, 2019.
• [3] Kłosowski G., Rymarczyk T., Kania K., Świć A., Cieplak T., Maintenance of industrial reactors based on deep learning driven ultrasound tomography, Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability; 22(1), 138–147, 2020.
• [4] Kłosowski G., Rymarczyk T., Cieplak T., Niderla K., SkowronŁ., Quality Assessment of the Neural Algorithms on the Example of EIT-UST Hybrid Tomography, Sensors, 20(11), 3324, 2020.
• [5] Rymarczyk T.: Characterization of the shape of unknown objects by inverse numerical methods, Przeglad Elektrotechniczny, 88(7B), 138-140, 2012.
• [6] Rymarczyk T., Using electrical impedance tomography to monitoring flood banks 16th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM) International journal of applied electromagnetics and mechanics, 45, 489-494, 2014.
• [7] Korzeniewska,E; Szczesny, A; Lipinski, P; Drozdz, T; Kielbasa, P; Miernik, A, Prototype of a Textronic Sensor Created with a Physical Vacuum Deposition Process for Staphylococcus aureus Detection, SENSORS Volume: 21 Issue: 1 Article Number: 183, 2021.
• [8] Pawlowski, S; Plewako, J; Korzeniewska, E , Influence of Structural Defects on the Resistivity and Current Flow Field inConductive Thin Layers, ELECTRONICS Volume: 9 Issue: 12 Article Number: 2164, 2020.
• [9] Woltjer, H. H., et al. "The Technique of Impedance Cardiography." European Heart Journal, vol. 18, no. 9, Sept. 1997, pp. 1396–403. DOI.org (Crossref).
• [10] Bera, Tushar Kanti. "Bioelectrical Impedance Methods for Noninvasive Health Monitoring: A Review." Journal of Medical Engineering, vol. 2014, June 2014, pp. 1–28. DOI.org.
• [11] Vejar, Andres, and Tomasz Rymarczyk. "Electrical Tomography Reconstruction Using Reconfigurable Waveforms in a FPGA." Sensors, vol. 21, no. 9, May 2021, p. 3272.
• [12] Taji, Bahareh, et al. "Effect of Pressure on Skin-Electrode Impedance in Wearable Biomedical Measurement Devices." IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 67, no. 8, Aug. 2018, pp. 1900–12. DOI.org (Crossref).
• [13] Rymarczyk, Tomasz, and Andres Vejar. "Multi Frequency Electrical Tomography with Reconfigurable Excitation Waveforms." 2019 Applications of Electromagnetics in Modern Engineering and Medicine (PTZE), IEEE, 2019, pp. 198–202.
• [14] Rymarczyk, T., et al. "Image Reconstruction in Electrical Impedance Tomography Using a Reconfigurable FPGA System." Journal of Physics: Conference Series, vol. 1782, no. 1, Feb. 2021, p. 012033.
• [15] Björklund, Sebastian, et al. "Skin Membrane Electrical Impedance Properties under the Influence of a Varying Water Gradient." Biophysical Journal, vol. 104, no. 12, June 2013, pp. 2639–50.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).