Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Development of the deterministic and stochastic Markovian model of a dendritic neuron

Świetlicka A., Gugała K., Pedrycz W., Rybarczyk A.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2017

|

Vol. 37, no. 1

201--216

EN

In this study, we propose a model of the dendritic structure of the neuron (referred to as a neural network – NN), which can be viewed as an extension of the models that are currently used in the description of the potential on the neuron's membrane. The proposed extensions augment the generic model and offer a fuller description of the neuron's nature. The common assumption being used in most of the previous models stating a single channel (forming component of the neuron's membrane) can be positioned in only one of the two states (permissive – open and non-permissive – closed), is now relaxed by allowing the channel to be positioned in more states (five or eight states). The relationship between these states is expressed in terms of Markov kinetic schemes. In the paper, we demonstrate that the new approach is more suitable for a larger number of applications than the conventional Hodgkin–Huxley model. The study, by providing the mathematical background of the new extended model, forms a significant step towards a hardware implementation of the biologically realistic neural network (NN) of this type. To reduce the number of components required in such implementation, we propose a new optimization technique that significantly reduces the computational complexity of a single neuron.

2

Supporting Tool for Clinical Observation of the Eyeballs Movements

Jurkowlaniec A., Szulc M., Dybizbański T., Michalak S., Świetlicka A., Gugała K., Rybarczyk A.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2012

|

Vol. 58, No. 3

219-224

EN

The tool was created to support the auxiliary clinical observation of the eyeballs movements in cases of different states of consciousness. It enables performing objective observation of the patient reaction to a given external light stimuli. The tool analyzes the coordination of the eyeballs movement with the position of the light stimuli. Images are obtained by camera equipped with infrared filters blocking all visible light with the cutoff light length 715 nm.

3

Pointing device based on an accelerometer

Drzewiecki A., Głowacki P., Ilnicki M., Gugała K., Rybarczyk A.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2011

|

No. 67-68

31-39

EN

The aim of this study was to design and implement a cheap wireless pointing device that detects gentle changes in an inclination of the user hand. Therefore, it device could be good solution for a disabled persons. Whole device has a modular conformation and uses the Bluetooth to communicate. Hardware, firmware and software layer was presented. Communication details were commented in paper.

4

Parallel simulation of stochastic denritic neurons using NVidia GPUs with CUDA

Gugała K., Świetlicka A., Jurkowlaniec A., Rybarczyk A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 12

59-61

EN

The purpose of this work was to implement a fast simulator of stochastic dendritic neurons based on Hodgkin - Huxley model. In order to achieve satisfactory simulation speed we used parallel computing based on NVidia GPU. We present simulation algorithm written in CUDAC and results for simple dendritic neuron network in tree-like structure.

PL

Celem niniejszej pracy była implementacja szybkiego symulatora stochastycznych neuronów dendrytycznych opartych na modelach Hodgkina - Huxley'a. W celu osiągnięcia satysfakcjonującej prędkości działania sięgnięto po przetwarzanie równoległe oparte o układy graficzne firmy NVidia. Prezentujemy algorytm symulacyjny zaimplementowany przy użyciu technologii CUDA C, oraz wyniki symulacji prostej sieci dendrytycznej o rozgałęzionej strukturze.

5

FPGA implementation of the Predator-Prey algorithm with adrenalin boost based on a Spiking Neural Network

Karoń I., Gugała K., Pochmara J., Rybarczyk A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 12

25-28

EN

In presented paper new approach to Predator-Prey algorithm was proposed. With the additional mechanism based on more complex biological behaviors like" adrenalin boost" and usage of Spiking Neural Network minimization of implementation cost and maximization of algorithm efficiencies was obtained. Thanks to that algorithm can be easily implemented as one of abstract layers in complex standalone robotic systems.

PL

W prezentowanej pracy przedstawiono nowe podejście do zmodyfikowanego algorytmu drapieżnik-roślinożerca. Minimalizacja kosztów implementacji oraz maksymalizacja efektywności algorytmu została osiągnięta poprzez dodanie mechanizmów bazujących na złożonych procesach biologicznych jak ''skok adrenalinowy" oraz zastosowanie impulsowych sieci neuronowych. Dzięki takiemu podejściu prezentowany algorytm może być łatwo implementowany jako jedna z powłok w bardziej złożonych systemach robotyki.

6

BMJ2K - walking octaped robot with 24 servomechanisms

Kuśnierz B., Marlewski J., Rybarczyk A., Gugała K.

Computer Applications in Electrical Engineering

|

2010

|

Vol. 8

212--222

EN

BMJ2K is a walking octaped robot designed for educational purposes. It uses walking algorithms based on biological observations. It’s master control unit, ATmega128, communicates with a PC and transfers data to 8 slave ATmega8 microcontrollers. These are responsible for generating PWM signals for 24 servomechanisms which make robot walk.

7

Przedszpitalna teletransmisja 12-odprowadzeniowego EKG i bezpośrednia transmisja do ośrodka kardiologii inwazyjnej w celu zmniejszenia opóźnienia leczenia interwencyjnego (PCI) u pacjentów ze STEMI. Doniesienie wstępne

Mężyński G., Kralisz P., Nowak K., Bachórzewska-Gajewska H., Poniatowski B., Prokopczuk P., Gugała K., Żuk J., Musiał W., Dobrzycki S.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2010

|

Vol. 16, nr 3

268-271

PL

Wstęp. Wczesne rozpoznanie oraz zastosowanie terapii reperfuzyjnej mają istotne znaczenie w rokowaniu u pacjentów z zawałem serca z uniesieniem odcinka ST (STEMI - ST Segment Elevation Myocardial Infraction). Pierwotna angioplastyka wieńcowa (pPCI - Primary Percutaneous Coronary Intervention) jest obecnie najlepszą metodą leczenia. Większość pacjentów z zawałem serca jest przyjmowanych do szpitali rejonowych i musi być transportowana do ośrodków kardiologii interwencyjnej (OKI), co powoduje znaczne wydłużenie czasu do rozpoczęcia leczenia. Kwalifikacja zaburzenia w oparciu o teletransmisję EKG (tele-EKG), a następnie bezpośredni transport chorego do OKI mogą to opóźnienie zmniejszyć. Cel. Celem pracy jest ocena porównawcza czasu rozpoczęcia leczenia interwencyjnego z wykorzystaniem teletransmisji EKG i bezpośredniego transportu pacjentów z zawałem STEMI do OKI oraz w przypadku przyjęcia pacjentów do szpitali rejonowych. Metody. Pacjentów z podejrzeniem zawału serca poddano ocenie lekarskiej w miejscu zdarzenia. Wykonywano także 12 odprowadzeniowy zapis EKG, który natychmiast transmitowano do OKI przez telefon komórkowy. W oparciu o typowe objawy podmiotowe oraz zapis EKG kardiolog interwencyjny decydował o bezpośrednim transporcie chorego do OKI, z pominięciem dyżurnego szpitala rejonowego. Analizowano czas wystąpienia objawów zawału, pierwszego kontaktu z lekarzem, przybycia do szpitala oraz rozpoczęcia zabiegu pPCI. Odpowiednie przedziały czasowe porównywano z grupą kontrolną, którą stanowili chorzy ze STEMI, transportowani do ośrodka kardiologii interwencyjnej ze szpitali rejonowych w celu wykonania pPCI. Grupę kontrolną dobrano pod względem miejsca zamieszkania. Jako czas pierwszego kontaktu w grupie badanej przyjmowano godzinę transmisji EKG, zaś w grupie kontrolnej - zanotowany czas przybycia karetki do pacjenta. Czas od pierwszego kontaktu do przybycia do ośrodka, w przypadku grupy kontrolnej, zawierał czas transportu do szpitala rejonowego, czas oceny w izbie przyjęć i czas transportu do OKI. Wyniki. Transmisję EKG wykonano u 113 pacjentów. W 74 przypadkach (65,5%) stwierdzono cechy STEMI. Pacjenci ci zostali bezpośrednio przetransportowani do ośrodka. Średnia odległość transportowania wyniosła w grupie badanej 25,3±27,4 km. We wszystkich przypadkach w OKI potwierdzono rozpoznanie zawału STEMI oraz wykonano zabieg koronarografii. Pierwotną angioplastykę wykonano u 72 pacjentów (97,3%). Średni czas od początku zawału do pierwszego kontaktu z lekarzem wyniósł 189,3±162 min w grupie badanej i 154,4±131 min w grupie kontrolnej (p = 0,06), zaś od przybycia do szpitala do rozpoczęcia PCI odpowiednio 27,7±18 min i 30,8±14 min (p=0,13). Istotnie statystycznie skrócił się czas od pierwszego kontaktu do przybycia do OKI 43,8±25 min w grupie badanej i 81,7±63 min w grupie kontrolnej (p<0,001), jak również od pierwszego kontaktu do rozpoczęcia leczenia inwazyjnego 71,6±32 i 112,6±64 min (p<0,001). Wnioski. Teletransmisja 12-odprowadzeniowego EKG jest użytecznym narzędziem do wczesnego rozpoznawania zawału serca z uniesieniem odcinka ST (STEMI). W połączeniu z bezpośrednim transportem pacjenta do ośrodka kardiologii inwazyjnej pozwala na istotne zmniejszenie opóźnienia rozpoczęcia terapii reperfuzyjnej w porównaniu ze strategią transportu pacjenta uwzględniającą przyjęcie do szpitala rejonowego.

EN

Background. Early diagnosis and reperfusion is crucial for outcome in patients with ST elevation myocardial infarction (STEMI). Primary PCI is the best therapy, but majority of patients are admitted to hospitals without PCI facilities. Rerouting patients to PCI center may cause unacceptable delays. Wireless prehospital 12-lead electrocardiographic transmission and direct transfer to interventional centre may reduce treatment delay. Aim. The goal of this study was assessment of delays in patients with prehospital ECG transmission and direct transport to PCI centre compared to patients initially admitted to referring hospitals. Methods. STEMI suspected patients were included into the study. Prehospital clinical diagnosis was established by ambulance physician. Prehospital ECG was transmitted by wireless technology to invasive hospital. Based of typical symptoms of STEMI interventional cardiologist in the PCI center decided on direct transfer for primary PCI. Time intervals for symptoms onset, first medical contact, hospital arrival and primary PCI, were evaluated. Corresponding intervals were compared with controls from database of our previous study on transfer STEMI patients for primary PCI via referring hospitals. Controls were matched according to the place of living. As a first medical contact we regarded time of ECG transmission in study group and time of ambulance on-scene arrival in control group. In control group interval "first medical contact-invasive center" includes time the transfer and evaluation in ER (emergency room) of referring hospital and transfer to PCI hospital. Results: ECG transmission was performed in 113 patients. 74 (65.5%) were STEMI patients and directed to the PCI center. Average distance of transfer was 25,3±27,4 km. In all patients diagnosis of STEMI was confirmed and all patients underwent coronarography. Primary PCI was performed in 72 patients (97,3%). The average time delay from symptoms onset to the first medical contact was equal 189,3±63 min in the study group and 154,4±131 min. in control group (p=0,06). Time from hospital arrival to PCI (door-to-needle) was 27,7±18 min in study group and 30,8±14 min. in control group (p=0,13). In the study group time intervals "first medical contact-invasive center" (43,8±25 min vs. 81,7±63, p<0,001) and "first medical contact-PCI" (71,6±32 min vs. 112,6±64 min p<0,001) were significantly shorter . Conclusion. Wireless 12-lead ECG transmission is useful tool in early diagnosis of STEMI. Application of prehospital ECG transmission with direct transfer to PCI hospital result in reduction in the treatment delay compared to strategy with initial admission to referring hospital.

8

Automatyczna generacja syntezowalnego kodu VHDL z modeli sieci neuronowych w Matlabie

Gugała K., Rybarczyk A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 12

11-14

PL

Celem pracy była implementacja algorytmu automatycznej generacji syntezowalnego kodu VHDL w Matlabie. Zaprezentowany został sposób działania algorytmu jak również jego struktura. Modele VHDL generowane są w architekturze potokowej, posiadają również hierarchiczną strukturę. Zaprezentowany został wynik syntezy wygenerowanego modelu przy użyciu oprogramowania Xilinx ISE 10.1.

EN

The purpose of this work was to implement automatic synthesizable VHLD code generation from neural networks models algorithm in Matlab. We present generation algorithm usage and structure. VHDL models are generated with pipe-lined architecture, also there is hierarchical structure maintained in it. Example of generate model synthesis using Xilinx ISE 10.1 software result was presented.

9

Analiza wpływu czasu reakcji kierowcy na bezpieczeństwo jazdy w kolumnie

Gugała K., Prochowski L.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2008

|

z. 4/71

47-60

PL

W artykule przedstawiono wpływ czasu reakcji kierowcy i uruchamiania układu hamulcowego na przebieg procesu hamowania pojazdów poruszających się w kolumnie przy małych odległościach między nimi. Wskazano na relacje zachodzące pomiędzy wartością czasu reakcji, a powstaniem karambolu podczas gwałtownego hamowania samochodów. Pokazano wpływ wartości czasu reakcji kierowcy jednego z pojazdów w kolumnie na to, czy dochodzi do kolizji z poprzedzającym pojazdem podczas gwałtownego (panicznego) hamowania. Zwrócono uwagę na związek między wartością czasu reakcji kierowców a wartością prędkości uderzenia kolejnych samochodów, uczestniczących w karambolu.

EN

Results of analysis and research of airbags in automobiles presented in the article indicate that airbags becoming standard element of passive safety for passengers can also be dangerous in some circumstances. Airbags property applied efficiently improve the level of passengers passive safety. Especially interesting is the way to apply airbags to children safety systems, which in case positive and indicate the direction of further researches. It is connected with solving a series ofproblems on the border of biomechanics, designing system of airbags activation and matching them with vehicle, designing devices carrying children.