Detecting lung diseases with electrical impedance tomography

• Autorzy: Kosior-Romanowska Amelia , Stefaniak Barbara , Tchórzewski Paweł , Iwanicka-Miciura Anna , Wójcik Dariusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2025.01.36

Warianty tytułu

PL

Wykrywanie chorób płuc za pomocą elektrycznej tomografii impedancyjne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article introduces a LETS vest designed to gather measurements for impedance tomography using damage excitation. It discusses the utilization of the IoT for impedance tomography. One of the key features will be disease diagnosis, specifically focusing on COPD in this context. The article presents classification models that can successfully differentiate between patients exhibiting COPD symptoms and healthy patients, achieving an impressive 98% accuracy rate.

PL

Artykuł przedstawia kamizelkę LETS która zbiera pomiary dla tomografii impedancyjnej dla zadanego wzbudzenia. Przedstawiono IoT dla tomografii impedancyjnej. Jedną z funkcjonalności będzie rozpoznanie jednostek chorobowych, w tym przypadku POCHP. Przedstawiono modele klasyfikacji rozróżniające pacjenta z objawami POCHP, od pacjenta zdrowego ze skutecznością równą 98%.

Słowa kluczowe

EN

electrical impedance tomography; chronic obstructive pulmonary disease; finite element method

PL

elektryczna tomografia impedancyjna; przewlekła obturacyjna choroba płuc; metoda elementów skończonych (FEM)

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 101, nr 1
• Strony: 175--178
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Kosior-Romanowska Amelia

• Research and Development Center Netrix S.A.

• https://orcid.org/0009-0009-7050-0573

autor

Stefaniak Barbara

• Research and Development Center Netrix S.A.

• https://orcid.org/0000-0001-6555-8230

autor

Tchórzewski Paweł

• Research and Development Center Netrix S.A.

• https://orcid.org/0000-0001-8344-8828

autor

Iwanicka-Miciura Anna

• Research and Development Center Netrix S.A.

• https://orcid.org/0009-0003-4617-2764

autor

Wójcik Dariusz

• Research and Development Center Netrix S.A.
• Akademia WSEI, Wydział transportu i informatyki, ul. Projektowa 4, 20-209 Lublin

• https://orcid.org/0000-0002-4200-3432

Bibliografia

• [1] Jassem E., Górecka D., Severe and terminal chronic obstructive pulmonary disease, Pneumonol. Alergol. Pol., 77 (2009), No. 4, 411- 416.
• [2] Gutknecht P., Trzeciak B.G., Siebert J., Knowledge of the patients about chronic obstructive pulmonary disease, Family Medicine & Primary Care Review, 16 (2014), No. 2, 99 -100.
• [3] Chazan R., New therapeutic possibilities in COPD, Pneumonol. Alergol. Pol. (2013), No. 81, 154 -161.
• [4] Liebhart J., Natural history of the patient's disease course with COPD – from diagnosis to distress, Medycyna po Dyplomie, 20 (2011), No. 5 (182), 56-60.
• [5] Rizkallah J., Man S.F.P., Sin D.D., Prevalence of pulmonary embolism in acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease: a systematic review and meta-analysis, Chest (2009), No. 135, 786-793.
• [6] Searle A., Kirkup L., A direct comparison of wet, dry and insulating bioelectric recording electrodes, Physiol Meas. (2000), 21(2):271-83.
• [7] Yapici M. K., Alkhidir T., Samad Y. A., Liao K., Graphene-clad textile electrodes for electrocardiogram monitoring, Sensors and Actuators B: Chemical, 221 (2015), 1469 – 1474.
• [8] Rymarczyk T., Nita P., Véjar A., Stefaniak B., Sikora J., Electrical tomography system for Innovative Imaging and Signal Analysis, Przegląd Elektrotechniczny 7, R. 95 NR 6 (2019), 133-136
• [9] Gnaś, D., Adamkiewicz, P., Indoor localization system using UWB, Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 12 (2022), No. 1, 15-19.
• [10] Koulountzios P., Aghajanian S., Rymarczyk T., Koiranen T., Soleimani M., An Ultrasound Tomography Method for Monitoring CO2 Capture Process Involving Stirring and CaCO3 Precipitation, Sensors, 21 (2021), No. 21, 6995.
• [11] Kłosowski G, Rymarczyk T, Niderla K, Kulisz M, Skowron Ł, Soleimani M., Using an LSTM network to monitor industrial reactors using electrical capacitance and impedance tomography – a hybrid approach. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability, 25 (2023), No. 1, 11.
• [12] Kłosowski G., Rymarczyk T., Kania K., Świć A., Cieplak T., Maintenance of industrial reactors supported by deep learning driven ultrasound tomography, Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability; 22 (2020), No 1, 138–147.
• [13] Styła, M., Adamkiewicz, P., Optimisation of commercial building management processes using user behaviour analysis systems supported by computational intelligence and RTI, Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 12 (2022), No 1, 28-35.
• [14] Kropidłowska P., Irzmańska E. Korzeniewska E., Tomczyk M., Jurczyk-Kowalska M., Evaluation of laser texturing in fabricating cut-resistant surfaces for protective gloves, Textile Research Journal, 93 (2023), No. 9-10), 1917–1927.
• [15] Pawłowski S., Plewako J., Korzeniewska E., Field Modeling of the Influence of Defects Caused by Bending of Conductive Textronic Layers on Their Electrical Conductivity, Sensors, 23 (2023), No. 3, 1487.
• [16] Rymarczyk T., Kłosowski G., Hoła A., Hoła J., Sikora J., Tchórzewski P., Skowron Ł., Historical Buildings Dampness Analysis Using Electrical Tomography and Machine Learning Algorithms, Energies, 14 (2021), No. 5, 1307.
• [17] Kłosowski G., Rymarczyk T., Niderla K., Rzemieniak M., Dmowski A., Maj M., Comparison of Machine Learning Methods for Image Reconstruction Using the LSTM Classifier in Industrial Electrical Tomography, Energies 2021, 14 (2021), No. 21, 7269.
• [18] Rymarczyk T., Kłosowski G., Hoła A., Sikora J., Tchórzewski P., Skowron Ł., Optimising the Use of Machine Learning Algorithms in Electrical Tomography of Building Walls: Pixel Oriented Ensemble Approach, Measurement, 188 (2022), 110581.
• [19] Koulountzios P., Rymarczyk T., Soleimani M., A triple-modality ultrasound computed tomography based on full-waveform data for industrial processes, IEEE Sensors Journal, 21 (2021), No. 18, 20896-20909.
• [20] Białka Sz., Maja Copik M., Rybczyk K., Misiołek H., Electrical impedance tomography for diagnosis and monitoring of pulmonary function disorders in the intensive care unit - case report and review of literature, Anestezjologia Intensywna Terapia, 49 (2017), No. 3, 228-233.
• [21] Mierzejewski K., Véjar A., A Platform for Joint Analysis of Biosignals Ensembles in Real-Time Using Fpga, Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna, 22 (2016), No. 4, 253–60.
• [22] Wu Y., Jiang D., Bardill A., de Gelidi S., Bayford R.H., & Demosthenous A., A High Frame Rate Wearable EIT System Using Active Electrode ASICs for Lung Respiration and Heart Rate Monitoring. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, 65 (2018), 3810-3820.
• [23] Khan S., Manwaring P.K., Borsic A., Halter R.J. FPGA-Based Voltage and Current Dual Drive System for High Frame Rate Electrical Impedance Tomography, IEEE Transactions on Medical Imaging, 34 (2015), 888-901.
• [24] Véjar A., Rymarczyk T., Paprzycki P., Mutual Information and Delay Embeddings in Polysomnography Studies, International Interdisciplinary PhD Workshop (IIPhDW), (2019), 89-94.