Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Hybrid cardiovascular simulator as a tool for physical reproduction of the conditions prevailing in the apex of the heart

Siewnicka A., Janiszowski K., Pałko T., Wnuk P.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2016

|

Vol. 36, no. 3

473--481

EN

This paper presents the results of research focused on the adaptation of a hybrid simulator of the human circulatory system to the physical reproduction of the haemodynamic conditions prevailing in the apex of the heart. This report describes the principle of operation of the hybrid simulator and presents two methods of its modification. The work includes analysis of the algorithm verification and describes problems that appeared during research. A comparison of the results obtained for both modification methods is shown, as well as preliminary simulation results for a constant-flow ventricle assist device joined to the hybrid simulator operating in the apex of the heart-aorta configuration.

2

Koszt fizjologiczny pracy strażaka w ubraniu specjalnym

Węsierski T., Kowalczyk P.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2015

|

Nr 2

63--72

PL

Cel: Celem artykułu jest określenie wpływu ubrania specjalnego na obciążenie strażaka w trakcie prowadzenia działań ratowniczych. Projekt i metody: W artykule przedstawiono wyniki badań wykonanych za pomocą ergospirometru Start 2000M. Badaniu poddano ratownika w wieku średnim, o przeciętnej budowie ciała (179 cm, 92 kg, 36 lat), powtarzając pomiar pięciokrotnie. Każde badanie było wykonane na czczo, w różnych dniach, w pomieszczeniu zamkniętym o stabilnych warunkach temperaturowych oraz wilgotności (21–22°C, wilgotność względna 33–41%). Użyte w badaniach czterowarstwowe strażackie ubranie specjalne spełniało wymagania normy PN-EN 469:2008. Masa ubrania w przeliczeniu na jednostkę powierzchni wynosiła 620 g/m2. Wyniki zostały odniesione do warunków pracy w stroju sportowym, które uznano za niepowodujące obciążenia termicznego i dające możliwie najwyższy komfort. Badania porównawcze wykonano w trakcie obciążenia pracą polegającą na stałym 10-minutowym szybkim marszu (v = 7 km/h) poprzedzonym czterominutowym okresem spoczynkowym. W toku badań rejestracji i analizie poddano takie parametry jak częstość skurczów serca (HR), wentylacja minutowa płuc (VE), zużycie tlenu na kilogram masy ciała (VMO2), częstość oddechu (BF). Wyniki: Wszystkie badane parametry wskazały wzrost obciążenia pracą w ubraniu specjalnym w odniesieniu do ubrania sportowego. Ponadto wszystkie zakresy analityczne poza częstością oddechową podczas pracy w obciążeniu dla ubrania specjalnego (VBF = 21,7%) charakteryzowały się współczynnikiem zmienności poniżej 20%, a zatem oznaczały niskie zróżnicowanie cechy. Potwierdzają to również niskie wartości niepewności pomiarowych, które poza BF są niższe od 5%. Żaden z przedziałów ufności dla α = 0,1 nie zazębiał się, a kryterium porównawcze w każdym z przypadków spełniało zależność |X2 – X1| > ΔX1 + ΔX2. Zatem wartości parametrów w ubraniu specjalnym można uznać za istotnie wyższe od parametrów w stroju sportowym z prawdopodobieństwem równym 90%. Wnioski: Różnica parametrów mierzonych pomiędzy strojem sportowym a ubraniem specjalnym jest duża i wynosiła co najmniej 16,7% (VM02), osiągając w przypadku BF aż 51%. Jako pomiar analizowany przyjęto pomiar będący medianą badanej serii pomiarowej odpowiednio dla ubrania specjalnego oraz stroju sportowego. Tak znaczne różnice wskazują konieczność podjęcia kroków mających na celu skonstruowanie ubrań specjalnych powodujących mniejsze obciążenie organizmu. Dane literaturowe wskazują, iż sam aspekt psychologiczny prowadzenia działań (np. przystąpienie do ataku na pożar) powoduje wzrost HR do 71% osobniczego HRmax oraz VE do ~56 dm3/min, co pokazuje konieczność ograniczenia innych czynników stresu – jednym z nich może być zbyt niski komfort pracy w ubraniu specjalnym.

EN

Aim: The purpose of this article is to determine the demands placed on a firefighter as a result of wearing special garments during rescue operations. Design and Methods: The article presents results from research performed with the aid of ergo-spirometer Start 2000M. A middle aged firefighter, of average physical build (36 years of age, 179 cm high, 92 kg weight) was exposed to research tests which were repeated five times. Each test was performed after fasting, on different days in an enclosed space with stable temperature conditions and humidity (temperature in the range 21–22°C and relative humidity 33–34%). The mass of the garment was calculated at 620 g/m2. Results were compared with performance where sport attire was worn. It was assumed that wearing sportswear precluded generation of heat and probably afforded maximum comfort. Comparative tests were performed for constant workload sessions consisting of a 10-minute quick march (v = 7 km/h), preceded by a four minute rest period. During the course of research, parameters such as the heart rate (HR), lung ventilation per minute (VE), oxygen consumption for every kilogram of body weight (VMO2) and breathing rate (BF) were recorded and analyzed. Results: All tested parameters revealed a higher workload during tests, when the special garment was worn compared with sportswear. Additionally, all analysed parameters whilst attired in the special garment, apart from breathing frequency (VBF = 21.7%) were characterized by a variation coefficient of less than 20% (low population differential). This is confirmed by low uncertainty values, which are, apart from BF, lower than 5%. None of the confidence intervals for α = 0.1 overlapped, and the comparative criterion for each of the cases fulfilled the dependence |X2– X1| > ΔX1 + ΔX2. Thus, parameter values for a special garment are significantly higher than parameters for sportswear with a probability of 90%. Conclusions: The difference between measured parameters for sportswear and specialist garment is large, at least 16.7% (VMO2) and in the case of BF rising to 51%. The median of all measurements obtained during experiments, for conditions involving specialist attire and sportswear, was exposed to analysis. Such significant differences indicate a need for steps to manufacture special garments, which cause less stress on the body. Data contained in literature reveals that the psychological aspect alone, of performing operational activities (eg. initial approach to attack the fire) causes an increase in HR to 71% of an individual’s maximum heart rate and VE up to ~56 dm3/min. This indicates a need to minimise the influence of other stress factors, one of which may be relatively low comfort at work whilst wearing a special garment.

3

A new approach to ballistocardiographic measurements using fibre Bragg grating-based sensors

Dziuda Ł., Skibniewski F. W.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2014

|

Vol. 34, no. 2

101--116

EN

A method for acquiring a ballistocardiographic (BCG) signal from the feet of a standing person and the back of a sitting or lying patient is described. The measurements are carried out using in-house constructed fibre-optic sensors interrogated with a commercially available system. The sensor head consists of a fibre Bragg grating (FBG) attached to an elastic board that is placed between the monitored person's body and a soft surface, enabling the board to deform in an unobstructed way. The body's movements, including the BCG component, exert pressure on the board and make it deform along with the attached FBG. The changes to the Bragg wavelength are proportional to the body's movement and a BCG signal can be extracted from the obtained recording. The measuring capabilities of the sensors were evaluated by compar- ing the heart rate (obtained on the basis of the BCG signal) with the reference signal registered by an ECG recorder. An RMS value of the relative error is below 1.8% and statistical analyses show a satisfactory reconstruction of measurements. Tests carried out in the MRIenvironment proved the method to be immune to strong electromagnetic fields. The presence of the sensor in an MRI scanner does not affect the quality of imaging.

4

Jak i czego uczyć w zakresie przetwarzania i analizy sygnałów biomedycznych?

Pięciak T., Augustyniak P.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2012

|

Vol. 18, nr 2

94-101

PL

Dydaktyka w zakresie przetwarzania i analizy sygnałów biomedycznych przeważnie sprowadza się do klasycznych metod przetwarzania i analizy sygnałów. Brak spostrzeżenia tych subtelnych różnic wśród pracowników dydaktycznych uczelni wyższych wprowadza dezorientację u przyszłych inżynierów biomedycznych. Celem artykułu jest wyraźne rozgraniczenie klasycznych metod przetwarzania sygnałów (m.in. filtracja, przekształcenia częstotliwościowe) od aspektów dotyczących parametrów diagnostycznych biosygnałów oraz ich ilościowej i jakościowej interpretacji. W artykule przedstawiono zagadnienia związane z opracowaniem programu wykładu, laboratoriów i zajęć projektowych z dziedziny przetwarzania i analizy sygnałów biomedycznych. Opisano szczegółowo organizację kursu i tematykę podejmowaną w czasie wykładu. Omówiono i porównano dwa warianty zajęć projektowych: w postaci wspólnego przedsięwzięcia realizowanego przez wszystkich studentów oraz autonomiczne grupy projektowe. W części laboratoryjnej podano szczegółowy plan semestru, przykładowe problemy badawcze, jakie są rozwiązywane w czasie zajęć, typowe błędy popełniane przez studentów oraz sposoby weryfikacji zdobytej wiedzy. Na zakończenie przytoczono wyniki ankiet przeprowadzonych wśród studentów, sugestie i oczekiwania ze strony słuchaczy związane z kursem przetwarzania i analizy sygnałów biomedycznych.

EN

Teaching in biomedical signal processing and analysis field usually brings down to classical signal processing and analysis methods. Lecturers can easily mislead future biomedical engineers without paying special attention to these subtle differences. The aim of this article is to clearly distinguish classical signal processing tools (e.g., filtering, frequency transformations) from biosignals’ clinical parameters and their quantitative and qualitative interpretation. In the article, lecture, laboratory and project curriculums course in biomedical signal processing field, are presented. The course organization and themes are described in detail, as well. Two variants of project classes, are also discussed and compared. The first one, as a common project, which is realized by all students, and the other one as an independent project groups. The article includes term curriculum of laboratory classes in detail, exemplary research problems, typical students mistakes and the ways of acquired knowledge verification as well. Finally, surveys’ results which were performed among students, their suggestions and expectations for biomedical signal processing course are shown.

5

Na autonomiczny układ nerwowy wpływa dynamika zmian przepływu krwi

Gólczewski T.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2005

|

Vol. 1, no. 1/2

81--86

PL

CEL: Określenie, która cecha pulsacyjnego przepływu krwi oddziałuje na autonomiczny układ nerwowy (AUN): czy sam fakt pulsacyjności, wyrażany za pomocą powszechnie znanego Pulsatility Index (PI), czy też dynamika zmian przepływu, wyrażana przez Waveform Age (WA) - indeks opracowany przez autora. METODA: rytm serca (HR) jest traktowany jako wskaźnik napięcia AUN. Znormalizowanej funkcji korelacji wzajemnej użyto do analizy zmian HR, WA i PI wywołanych kontrolowanym oddychaniem (okres 8-24 s, próba Valsalvy). MATERIAŁ: Prędkość przepływu krwi w tętnicy ramiennej u 10 osób. WYNIKI: Zmiany HR i WA są silnie skorelowane (R=-0.9), WA zmienia się wcześniej o 1.7-0.7s niż HR (dla konkretnej osoby przesunięcie w czasie jest stałe i całkowicie niezależne od sposobu oddychania). PI również koreluje z HR (R=-0.9), ale tylko podczas rytmicznego oddychania z mniejszymi częstościami i wówczas zmienia się po HR. WNIOSEK: Nie sam fakt pulsacyjności przepływu, a dynamiczność zmian przepływu zdaje się wpływać na AUN.

EN

GOAL: To determine which feature of the pulsatile blood flow influences autonomic nervous system (ANS): whether the pulsation degree quantified with commonly used Pulsatility Index (PI) or dynamics of flow changes quantified with Waveform Age (WA) - an index proposed previously by the author. METHOD: Heart rate (HR) was treated as an index of ANS function. The normalized cross-correlation function was used for analysis of PI, WA, and HR changes induced by controlled breathing (with 8 - 24 sec periods, and Valsalva maneuver). MATERIAL: 10 persons - blood flow velocity in the brachial artery. RESULTS: Changes of WA and HR were strictly correlated (R=-0.9), and WA altered sooner than HR (1.7-0.7sec - but for a particular person, this time-shift was exactly constant for all breathing modes). PI correlated with HR (R=-0.9), but it changed later than HR (1 heart period). The dependence exists only for breathing with greater frequency. CONCLUSION: It seems the dynamics influences ANS.

6

Are the earth magnetic field and Schumann resonance related to global human activity?

Micek S., Micek G.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2005

|

Vol. 1, no. 1/2

301--306

EN

Weak oscillating electromagnetic fields at extremely low frequency (ELF) induced by Schumann (AC) resonance and static (DC) magnetic fields are investigated in exerting a possible effect on biological systems on the Earth. An attempt is made to explain higher human activity on the Earth as the result of ion cyclotron resonance (ICR) conditions. The effect of cyclotron resonance on heart rate variability (HRV) and ion solution of NaCl is also shown. From IGRF model of DC magnetic field on the Earth and from frequency of Schumann resonance AC, regions of cyclotron resonance were estimated. These regions can be correlated with birth rate, population structure and armed conflicts. The result of the analysis indicates that a global human activity could be associated with influence of magnetic fields.

PL

W pracy badany jest wpływ na układy biologiczne Ziemi słabych pól elektromagnetycznych o ekstremalnie niskich częstotliwościach (ELF) wytworzonych przez rezonanse Schumanna (AC) w obecności stałych (DC) pól magnetycznych. Przedstawiono próbę wyjaśnienia większej aktywności ludzi na Ziemi przy pomocy efektu jonowego rezonansu cyklotronowego (ICR). Pokazano też wpływ rezonansu cyklotronowego na zmienność rytmu serca i na związek jonowy NaCl. Przyjmując stałe pole magnetyczne na Ziemi zgodnie z modelem IGRF oraz naturalne zmienne pole magnetyczne pochodzące z rezonansów Schumanna, znaleziono obszary występowania rezonansu cyklotronowego. Obszary te można korelować z miejscami o większym współczynniku urodzeń, strukturą wiekową ludności i z konfliktami zbrojnymi. Wynik analizy wskazuje na to, że globalna aktywność człowieka może być połączona z wpływem pól magnetycznych.

7

Wyznaczanie zmienności rytmu serca na podstawie fali tętna

Wilk B., Wołoch A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika

|

2004

|

z. 27 [220]

245--250

PL

W artykule przedstawiono metodę wyznaczania sygnału reprezentującego zmienność rytmu serca (ang. HRV) na podstawie fali tętna. Fala tętna dostarcza informacji o czasie trwania poszczególnych cykli pracy serca. Stanowi to podstawę do opracowania tachogramu, który jest następnie przekształcany zgodnie z powszechnie stosowanym modelem stymulatora kardiologicznego, tzw. całkowym, impulsowym modulatorem częstotliwości (ang. IPFM).

EN

In this paper, a method for heart rate variability (HRV) detection from the arterial pulse signal, based on the improved integral pulse frequency modulation (IPFM) model is presented.

8

Problemy analizy częstotliwościowej sygnału reprezentującego zmienność rytmu serca

Wilk B.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika

|

2004

|

z. 27 [220]

239--244

PL

W artykule przedstawiono charakterystyką sygnału reprezentującego zmienność rytmu pracy serca (ang. HRV) oraz omówiono problemy związane z analizą widmową tego sygnału. Zaprezentowano przykładowe wyniki analizy częstotliwościowej sygnału HRVt które uzyskano za pomocą różnych metod estymacji widma mocy.

EN

In this article, the characteristics of an HRV signal are reviewed and some problems of HRV spectral analysis are discussed. In addition, the results of HRV spectral analysis using various spectral estimation techniques are presented.

9

Non-linear dynamical analysis of heart rate variability data in premature infants

Mitchell R.H.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

1999

|

Vol. 19, no. 2

109-117

EN

Anovel method is presented in this paper that distinguished between normal premature infants and premature infants with Respiratory Distress Syndrome (RDS). The method uses Heart-Rate Variability (HRV) data that is derived from the time-series of consecutive R-R intervals from ECG recordings, and is unique in three aspects: (1) the data does not require pre-filtering to remove artefacts; (2) the method essentially exploits Chaos Theory as applied to time-series data without requiring large data records; (3) the computational time is minimal.

PL

Artykuł opisuje nową metodę pozwalającą na rozpoznanie Zespołu Błon Szklistych (RDS) u wcześniaków. Omawiana metoda opiera się na danych dotyczących zmienności rytmu serca (HRV), uzyskanych na podstawie analizy przebiegów czasowych następujących po sobie odcinków R-R w zapisie EKG i jest unikatowa z trzech powodów: (1) dane nie wymagają przekształcania danych wejściowych w celu wyeliminowania artefaktów; (2) metoda wykorzystuje Teorię Chaosu do analizy przebiegów czasowych nie wymagając jednak dużych zbiorów danych; (3) wymagany czas obliczeń jest minimalny.