Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fluid-Structure Interaction Modeling of Aortic Valve Stenosis at Different Heart Rates

Bahraseman H. G., Languri E. M., Yahyapourjalaly N., Espino D. M.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2016

|

Vol. 18, no. 3

11--20

EN

Purpose: This paper proposes a model to measure the cardiac output and stroke volume at different aortic stenosis severities using a fluid–structure interaction (FSI) simulation at rest and during exercise. Methods: The geometry of the aortic valve is generated using echocardiographic imaging. An Arbitrary Lagrangian–Eulerian mesh was generated in order to perform the FSI simulations. Pressure loads on ventricular and aortic sides were applied as boundary conditions. Results: FSI modeling results for the increment rate of cardiac output and stroke volume to heart rate, were about 58.6% and –14%, respectively, at each different stenosis severity. The mean gradient of curves of cardiac output and stroke volume to stenosis severity were reduced by 57% and 48%, respectively, when stenosis severity varied from healthy to critical stenosis. Conclusions: Results of this paper confirm the promising potential of computational modeling capabilities for clinical diagnosis and measurements to predict stenosed aortic valve parameters including cardiac output and stroke volume at different heart rates.

2

Wybrane problemy akwizycji i analizy danych diagnostycznych z badań magnetokardiograficznych

Baron-Pałucka K.

Elektrotechnika i Elektronika

|

2008

|

T. 27, z. 2

63-75

PL

Magnetokardiografia (MKG) jest medyczną, bezinwazyjną metodą diagnostyczną wykorzystującą własności pola magnetycznego generowanego w trakcie pracy serca. W ramach tej publikacji opisano podstawowe zasady przeprowadzania badania magnetokardiograficznego, istotę rejestrowanych danych oraz formaty wykorzystywane do ich wizualizacji. Objaśniono również budowę aparatury, uwzględniając przy jej opisie zjawiska fizyczne wykorzystywane w ramach funkcjonowania poszczególnych komponentów aparatu. Przedstawiono zarys procesu interpretacji wyników badania i podano zestawienie najważniejszych parametrów diagnostycznych. Opisano zawartość bazy danych, która wykorzystywana będzie w dalszych badaniach nad komputerowymi technikami interpretacji takich danych w systemach wspomagania diagnostyki chorób serca.

EN

Magnetocardiography (MCG) is a non-invasive diagnostic method that bases on magnetic field which is generated during cardiac electric activity. This paper concerns basic rules of measurement conduction, meaning of recorded data sets, as well as data formats that are commonly used for visualization. Moreover, system architecture description was extended to focus not only on technical details but also on physical nature of the process. Basics of post-examination analysis process were presented, as well as the list of the most common diagnostic parameters. Detailed description was given on database content that will be used for further research on computer interpretation techniques of such data sets in decision support systems for heart disease diagnostics.

3

Czy sztuczna inteligencja wesprze medycynę? Sztuczne sieci neuronowe w kardiologii

Żurawski M., Kozłowski J.

Postępy Fizyki

|

2006

|

T. 57, z. 5

211-215

EN

The paper presents selected applications of artificial neural networks in cardiology for supporting the physician's diagnosis. The use of artificial intelligence to diagnose such cardiac disorders as arrhythmia, myocardial ischemia, myocardial infarction, and coronary heart disease is described.

4

Grafowe języki obrazowe w znaczeniowym opisie przestrzennych struktur naczyń wieńcowych

Ogiela M.R., Trzupek M.

Computer Science

|

2005

|

Vol. 7

115-125

PL

W niniejszej pracy zaproponowano sposób stworzenia nowego syntaktyczno - semantycznego opisu znaczeniowego przestrzennych struktur naczyń wieńcowych serca. Dzięki takiemu opisowi możliwe jest dokonywanie merytorycznie ukierunkowanej interpretacji znaczeniowej morfologii poszczególnych odcinków tętnic wieńcowych, co pozwala na szybką oraz automatyczną identyfikację istotnych miejsc przewężeń ich światła. W tym celu wykorzystane zostały grafowe języki obrazowe, oparte na gramatykach ekspansywnych typu edNLC. Gramatyki takie umożliwiają stworzenie uniwersalnego i informatywnego opisu znaczeniowego przestrzennych struktur naczyń wieńcowych. Wykorzystanie takich opisów semantycznych w zintegrowanych modułach inteligentnych systemów diagnostyki medycznej umożliwia wspomaganie zadań wczesnego wykrywania patologicznych przewężeń tętnic utrudniających przepływ utlenowanej krwi do danego obszaru mięśnia sercowego.

EN

In this paper has been proposed developing the new syntactic - semantic meaning description of spatial coronary arteries structure. Thanks such description will be possible to make essentially steered semantic interpretation of section coronary arteries morphology, what will allow us fast identification and automatisation of lumen structure detection. In this aim has been used graph image languages based on the expansive graph grammars of edNLC type, enabling creation the universal and informative meaning description of spatial coronary arteries structure. Application of such semantic description in the integrated modules of intelligent systems medical diagonosis, supporting the early detection stricture which defect the flow of oxidizing blood to given area of cardiac muscle.

5

Wykorzystanie gramatyk grafowych do syntaktycznego opisu przestrzennych struktur naczyń wieńcowych

Ogiela M. R., Trzupek M.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2005

|

Vol. 1, no. 1/2

311--316

PL

W pracy zostanie zaprezentowane nowe podejście do tworzenia semantycznego opisu struktur naczyń wieńcowych serca. Opis taki ma na celu modelowanie przestrzennej topologii naczyń i jest ukierunkowany na możliwości dokonywania znaczeniowej interpretacji morfologii poszczególnych odcinków i odgałęzień tętnic wieńcowych, w celu ich szybkiej identyfikacji oraz automatyzacji procesów detekcji miejsc istotnych przewężeń ich światła. Modelowanie takie zostanie przeprowadzone dzięki użyciu grafowych języków obrazowych opartych na gramatykach ekspansywnych typu edNLC, które dzięki dużej mocy generacyjnej pozwolą na opracowanie sposobów tworzenia uniwersalnego opisu znaczeniowego tych struktur. Takie opisy semantyczne mogą następnie tworzyć integralne części inteligentnych, medycznych systemów informacyjnych lub systemów wspomagania wczesnej diagnostyki stanów niedokrwienia mięśnia sercowego. Zastosowanie grafowych języków obrazowych do analizy przestrzennych struktur unaczynienia serca jest przykładem ukazującym rozwój percepcyjnych metod komputerowego rozumienia zobrazowań diagnostycznych serca. Metody te w ostatnim czasie są niezwykle dynamicznie rozwijane, co ma doniosłe znaczenie dla rozwoju dziedziny biocybernetyki.

EN

The paper presents the new approach to the creation of the semantic description of coronary arteries structure. Such description aims at modeling the spatial topology of vessels, and is directed at possibilities of making semantic interpretation of coronary arteries morphology. It is leading towards their fast identification and automatisation of processes of lumen stricture detection. Such modeling will be possible owing to the ication of graph image languages based on the expansive graph grammars of edNLC type. These types of grammars, thanks to their great generation power, allow to define the ways of creating an universal description of such structures. Such semantic descriptions may be later used as an integral part of intelligent medical information systems or Computer-Aided Diagnosis Systems supporting the early detection of cardiac ischemic states. Application of the graph image languages for the analysis of spatial structures of coronary vessels is an example showing the development of perceptual methods of computer understanding of cardiac medical visualization. Now these methods are more extensivety elaborated, which is most important for evolution of bio-cybernetics.

6

Wavelet transform in analysis of high-resolution ECG

Lewandowski P., Maniewski R.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2000

|

Vol. 20, no. 2

31-37

EN

The method for analysis of high-resolution ECG signals with use of wavelet transform is presented. As a wavelet a modified Morlet function was used. The method was verified on test signals composed of sinus waves as well as ECG test signal with simulated late potentials. Wavelet transform method was studied on two postinfarction patients groups: with and without ventricular tachycardia. A quantitative parameter WF (wavelet factor) based on area under the time-frequency representation was proposed for results evaluation. Mean values of this parameter for studied groups were significantly different.

PL

Przedstawiono analizę sygnałów EKG o wysokiej rozdzielczości za pomocą transformaty falkowej z wykorzystaniem funkcji Morleta. Metodę wstępnie sprawdzono za pomocą sygnałów testowych (sinusoidalnych oraz EKG z symulowanymi potencjałami późnymi), a następnie zweryfikowano w badaniach grup chorych po zawałach bez arytmii i z występowaniem częstoskurczu komorowego. Do oceny arytmii zaproponowano parametr obliczany z pola pod krzywą rozkładu czasowo-częstotliwościowego. Stwierdzono statystyczne różnice tego parametru dla badanych grup chorych po zawałach.

7

The signal averaged P-wave ECG for measurement of atrial electrical instability in patients with hypertension and concentric left ventricular hypertrophy

Opolski G., Oręziak A., Niemczyk M., Wardyn K.A., Niemczyk M.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2000

|

Vol. 20, no. 1

59-65

EN

Left ventricular hypertrophy (LVH) in course of the systemic hypertension is found as independent risk factor for arrhythmias and sudden cardiac death. The aim of our study was to evaluate signal averaged ECG of the P-wave (SAP ECG) as a tool to measure the atrial electrical instability in hypertensive patients (pts) with concentric LVH. Study group included 39 pts with mild to moderate primary hypertension. Patients were divided into two group: with concentric LVH and without LVH; LVH was diagnosed by echocardiography (ECHO). By ECHO there were additionally measured the internal end-diastolic diameters and areas of left and right atria (LA, RA, LAar, RAar). From SAP ECG the P duration (hfP), the root-mean-square of the last 20 msec of the averaged and filtered atrial signal (RMS2o) were calculated. By the 12-lead ECG the P duration (Pd) was calculated. Supraventricular arrhythmias were recorded during 24-hour ambulatory ECG monitoring. Results: Duration of hfP was significantly longer in pts with than without LVH (121.8+/-13.0 vs 112.8+/-8.4 msec; p < 0.02). RMS20 was similar in both groups. Pd from standard ECG was increased (114+/-13 vs 107+/-7 msec; p < 0.05) in pts with than without LVH. Supraventricular arrhythmia occurred more frequent in pts with LVH. Conclusion: SAP ECG in hypertensive pts with concentric LVH may be a good tool to evaluate atrial electrical instability.

PL

Celem badań była ocena możliwości wykorzystania uśrednionego EKG załamka P dla pomiaru przedsionkowej niestabilności elektrycznej u chorych z nadciśnieniem i przerostem lewej komory. Przebadano 39 chorych z nadciśnieniem, których podzielono na dwie grupy: z przerostem lewej komory i bez przerostu. Na podstawie uśrednionego i filtrowanego przedsionkowego sygnału EKG obliczono długość załamka P oraz wartość skuteczną(RMS2o) sygnału w końcowych 20 ms. Dla porównania długość załamka P wyznaczono również z 12-kanałowego standardowego EKG. Stwierdzono znamiennie (p < 0,02) większą długość załamka P u chorych z przerostem lewej komory (121,8+/-13,0 ms) w stosunku do chorych bez przerostu (112,8+/-8,4 ms). Wartość skuteczna RMS2o była w obu grupach zbliżona. Długość załamka P wyznaczona z 12-odprowadzeniowego EKG była również znamiennie (p < 0,05) dłuższa u chorych z przerostem (114+/-13 ms) w porównaniu z chorymi bez przerostu (107+/-7 ms). Wyniki badań potwierdzają możliwość wykorzystania uśrednionego sygnału EKG załamka P do oceny przedsionkowej niestabilności elektrycznej.

8

Signal averaging and variability estimation in high resolution ECG

Rix H.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2000

|

Vol. 20, no. 1

19-25

EN

The ECG signal digitised with a high resolution level (HR ECG) is a non invasive way more and more used in clinical centres to analyze heart electrical activity. The Signal Averaging technique is commonly used to eliminate the noisy part of the recordings. A synthesis of some of our published works is presented with the aim to take into account both the repetitivity and the variability of cardiac signals coming from HR ECG. Signal averaging is analysed specially when the ideal case of equal shape and equal width signals cannot be assumed. The measure of shape or shape and width differences is applied both to the natural variability to improve averaging and to variations induced by external agents such as the action of a drug.

PL

Elektrokardiografia o wysokiej rozdzielczości (HR-EKG) jest coraz bardziej popularną nieinwazyjną metodą analizy elektrycznej czynności serca w wielu ośrodkach klinicznych. Technika uśredniania sygnałów jest powszechnie stosowana do eliminacji składowej szumu w zarejestrowanych sygnałach. W pracy przedstawiono syntezę kilku wybranych opublikowanych wcześniej prac, które uwzględniały aspekty powtarzalności jak i zmienności sygnałów elektrokardiograficznych rejestrowanych techniką o wysokiej rozdzielczości. Uśrednianie sygnałów jest analizowane głównie w przypadku gdy nie można założyć równości kształtu i szerokości cykli sygnału. Wskaźnik różnic kształtu lub kształtu i szerokości został zastosowany zarówno w przypadku naturalnej zmienności w celu poprawy uśredniania oraz dla zmian wywołanych środkami zewnętrznymi takimi jak działanie leków.

9

Non-invasive risk stratification in patients after myocardial infarction - a brief review

Kestler H.A., Hombach V., Osterhues H.H., Kochs M., Höher M.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2000

|

Vol. 20, no. 1

67-79

EN

Noninvasive risk assessment after myocardial infarction is a major but still unresolved goal in clinical cardiology. Various parameters such as ventricular late potentials, T-wave alternans, and repetitive ventricular extrasystoles have been shown to indicate an increased risk of sudden cardiac death. However, the practical use of these arrhythmic markers into clinical decision making remains difficult. The positive predictive value of all noninvasive parameters is limited especially when not combined with a reduced left ventricular function. On the other hand the available therapeutic options, the implantable cardioverter defibrillator or long term amiodarone drug therapy, have side effects, strain the patient and are cost intensive, thus requiring a highly selective usage. Recently the MUSTT and the MADIT study proved the effect of defibrillator therapy in post infarction patients pre-selected by a reduced left ventricular function and spontaneous non-sustained ventricular tachycardia, with inducible sustained ventricular tachycardia during electrophysiologic study. In this article we summarize the clinical results of the currently available methods for noninvasive risk assessment and discuss potential future combinations currently under evaluation.

PL

Nieinwazyjna ocena zagrożenia chorych po zawale serca jest jednym z ważniejszych lecz ciągle nie rozwiązanych problemów kardiologii klinicznej. Dla oceny ryzyka nagłej śmierci sercowej używane są różne parametry jak: późne potencjały, zmienność fali T, powtarzające się dodatkowe skurcze komorowe, jednakże wykorzystanie tych wskaźników jest utrudnione w szczególności gdy nie uwzględniana jest upośledzona funkcja lewej komory. Z drugiej strony możliwe obecnie metody terapeutyczne, jak implantowane defibrylatory czy długotrwała terapia farmakologiczna, ze względu na działania niepożądane i koszty, mogą być stosowane tylko w wybranych przypadkach. W artykule przedstawiono krótki przegląd metod stosowanych w nieinwazyjnej ocenie ryzyka u chorych po zawałach, podano wyniki ostatnich badań klinicznych i przedyskutowano kierunki dalszego rozwoju diagnostyki w tym zakresie.

10

Non-invasive cardiac diagnosis method based on the simulation of electrical field generated by myocardium

Czerwińska A., Doros M., Kolebska K.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2000

|

Vol. 20, no. 1

47-58

EN

In the article there has been presented the non-invasive method of cardiac diagnostics where the computer simulation of electrical field generated by the heart muscle of examined patient is being applied. For the simulated field there has been formulated the inverse Cauchy problem; the solutions of this problem are the distributions of epicardial potentials. The basic information about the cardiac electrical activity of the examined patient are measured in non-invasive way the maps of surface potentials. They constitute the boundary condition in the solved inverse problem, where the finite elements method (FEM) with non-linear regularization has been applied. In the article there has been described the procedure of the construction of the discrete geometrical-conductivity model of thorax of examined patient. There also has been presented the algorithm of calculation of epicardial maps. There have been calculated and presented in the respective figures the following maps: epicardial potentials, laplacian of potentials and epicardial isochrones. The usefulness of the elaborated method in the diagnosis of ischemia and dysrhythmia as well as in the investigations on the results of drug treatment in cardiac prophylactics has been emphasized.

PL

W artykule przedstawiono nieinwazyjną metodę diagnostyki kardiologicznej, w której stosowana jest symulacja komputerowa pola elektrycznego generowanego przez mięsień sercowy badanego pacjenta. Dla symulowanego pola sformułowano inwersyjny problem Cauchy, którego rozwiązaniami są rozkłady potencjałów epikardialnych. Podstawową informacją o aktywności elektrycznej serca badanego pacjenta są uzyskane w sposób nieinwazyjny mapy potencjałów powierzchniowych. Stanowią one warunek brzegowy w rozwiązywanym problemie inwersyjnym, dla którego zastosowano metodę elementów skończonych z regularyzacją nieliniową. W artykule opisano procedurę budowy dyskretnego modelu geometryczno-przewodnościowego klatki piersiowej badanego pacjenta i przedstawiono również algorytm dla obliczania map potencjałów epikardialnych. Obliczono i przedstawiono na rysunkach mapy: potencjałów epikardialnych, laplasjanów potencjałów i izochron epikardialnych. Wskazano przydatność opracowanej metody przy diagnozowaniu ischemii i dysrytmii oraz w badaniach skutków stosowanej farmakoterapii i w kardiologicznych badaniach profilaktycznych.

11

Artificial medical data generation for the neural network coronary artery disease diagnosing system

Lewenstein K.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2000

|

Vol. 20, no. 2

17-30

EN

In applications of the neural networks in medical diagnosis researchers faced the problem of a finished medical data set which was too smalI for the network learning and testing. We started our research with 200 results of an exercise test confirmed by an objective coronarography result and we wanted to use neural network for estimating the state of the patient's main coronary vessels. Because the database was smalI we decided to generate artificial data. In this paper the original method of generating additional artificial data and using it for training and testing of the neural network is described.

PL

W pracy przedstawiono i przedyskutowano sposób sztucznego generowania danych medycznych niezbędnych do trenowania sieci neuronowych stosowanych w systemie wspomagania diagnostyki choroby wieńcowej serca. System wykorzystujący wielowarstwową nieliniową sieć uczoną metodą wstecznej propagacji błędu działa z wykorzystaniem wyników próby wysiłkowej weryfikowanych danymi z koronarografii. Stosowane są zatem dane o charakterze cyfrowym i analogowym. Ze względu na fakt, że dane analogowe są przykładowo obarczone odpowiednimi błędami pomiaru można było zaproponować ich "sztuczne generowanie" w granicach pewnych tolerancji. W pracy dokonano dyskusji tych tolerancji, a ponadto przedstawiono wyniki - trafność diagnozowania, uzyskaną przy zastosowaniu sieci trenowanych "sztucznie generowanymi" danymi.

12

A new noninvasive method of cardiac output determination. Principle of measurement

Szczepański A., Jastrzębski J., Pałko T., Książkiewicz A., Guć M.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2000

|

Vol. 20, no. 2

103-109

EN

We present the principles of on indicator method in which the indicator is either hypertonic salt solution or distilled water injected as a bolus into the venous system. The dilution curve is measured in temporal or limb artery by means of external reography.

PL

W artykule przedstawiono założenia zastosowania metody indykatorowej do pomiaru rzutu serca przy użyciu hiper- lub hipotonicznego roztworu soli fizjologicznej, u pacjentów w stanie krytycznym. Nieinwazyjny pomiar stężenia znacznika dokonywany jest metodą reograficzną z powierzchni skóry.

13

A method of poorly visible left cardiac ventricle's boundary enhancement

Kulikowski J.K., Przytulska M., Wierzbicka D.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2000

|

Vol. 20, no. 4

21-33

EN

Examination of a left cardiac ventricle's shape and volume belongs to routine methods used in advanced cardiac diagnosis. For this purpose X-ray and/or USG cardiac images are used, not only due to their low cost, but also due to the fact that they make possible an examination of long image series representing the heart contractility process. Unfortunately, the quality of USG images is usually low. There is described here a method of poorly visible left cardiac ventricle's boundary enhancement. It belongs to a class of methods based on a multi-step continuous closed contours formation and fitting principIe. The class of contours under consideration is described by a model equation based on trigonometric series. The basic part of contour restoring algorithm is equivalent to a one of finding a solution of an optimisation problem with non-linear goal function and linear constraints. The constraints make us able to take into account medical indications in problem solving. Finally, some remarks about a possibility of using the method to heart contractility investigation are given.

PL

Badanie kształtu i objętości lewej komory serca należy do rutynowych metod stosowanych w diagnostyce kardiologicznej. Do tego celu używa się rentgenowskich lub ultrasonograficznych zobrazowań serca, zarówno ze względu na ich relatywnie niską cenę, jak i ze względu na to, iż umożliwiają one analizę dłuższych serii obrazów przedstawiających proces kurczliwości serca. Niestety, jakość zobrazowań ultrasonograficznych jest zazwyczaj zła. W artykule przedstawiono metodę wyznaczania słabo widocznych obrysów lewej komory serca. Należy ona do klasy metod opartych na zasadzie wielokrokowego formowania i dopasowywania ciągłego konturu do badanego obrazu. Klasa rozważanych konturów jest opisana przez równanie modelowe w postaci szeregu trygonometrycznego. Podstawowa część algorytmu odtwarzania obrysu jest równoważna procedurze poszukiwania rozwiązania problemu optymalizacyjnego z nieliniową funkcją celu i z liniowymi ograniczeniami. Ograniczenia stwarzają możliwość uwzględnienia w rozwiązaniu wskazówek medycznych. W części końcowej zamieszczono uwagi dotyczące możliwości wykorzystania metody w badaniach kurczliwości lewej komory serca.

14

Mathematical models for computer-aided analysis of heart ventricles. Part 2, Kinetic models

Kulikowski J.K., Przytulska M., Wierzbicka D.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

1999

|

Vol. 19, no. 4

67-78

EN

There is described a class of numerical models of time-varying heart ventricle shapes. It is an extension of the class of models presented in the 1st part of the paper. The below-presented models describe the process of heart ventricle motion within a limited number of heart evolution cycles. The models are based on trigonometric series describing periodic time-variations of heart ventricle shape coefficients. A method of model parameters evaluation based on computer-aided analysis of series of USG heart ventricle images is described and illustrated by practical examples. There are also given some remarks concerning possible applications of the model in clinical practice.

PL

W artykule przedstawiono klasę modeli numerycznych zmian kształtu jam serca w funkcji czasu. Klasa ta jest uogólnieniem klasy modeli przedstawionych w I części artykułu. Przedstawione modele opisują proces ruchu jam w granicach ograniczonej liczby cykli ewolucji serca. Modele są oparte na szeregach trygonometrycznych opisujących zmienność w czasie współczynników kształtu komory serca. Opisano metodę oceny parametrów modelu opartą na analizie komputerowej serii obrazów ultrasonograficznych serca i zilustrowano ją przykładami wziętymi z praktyki. Przedstawiono sugestie odnośnie możliwości wykorzystania modelu w praktyce klinicznej.