Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Neural network and artificial immune algorithms for the classification of medical data series

Wajs W.

Automatyka / Automatics

|

2012

|

Vol. 16, no. 1

89-96

EN

This paper describes the applicability of artificial immune algorithms. Medical data series classification technique by Artificial Immune Algorithm is used for Neural Network Algorithm input data definitions. Artificial Immune Algorithms is created and trained for the purpose of Arterial Blood Gas parameters classification: pH, PaCO2, PaO2, HCO3. The main goal of this paper is to develop a artificial neural network technique for Arterial Blood Gases short-term prediction. The main question that is considered is how to predict some dynamic parameters that describe blood gases nature. A model of a physical system has an error associated with its predictions due to the dependences of the physical system's output on uncontrollable and unobservable quantities. The use of artificial methods creates the possibilities of obtaining some parameter values on the proper level of probability. This would provide a direct feedback to the clinical staff about the progress of a patient, the success of individual treatments, and quality of care as well as predicting blood gas value.

PL

Dla rozpoznawania przypadków chorobowych, które są opisane numerycznymi danymi wykorzystano metody sztucznej inteligencji. W pracy wykorzystano dwie metody: metodę sztucznych sieci neuronowych oraz metodę sztucznych sieci immunologicznych. Przedstawiono wyniki uzyskane tymi metodami w odniesieniu do przypadków dysplazji oskrzelowo płucnej dla dzieci, których waga była poniżej 1500 g.

2

Artificial Intelligence in Medicine

Wajs W.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2011

|

R. 15, nr 12

106-108

EN

Medicine is a discipline that requires both judgment and action. Information science can help in several aspect. It can help the physician in collecting complete and relevant data. It can support the physician by providing access to the rapidly increasing sets of medical knowledge through different kinds of the data bases. It can facilitate the management of medical records which may be used for clinical follow-up of patients, clinical research, evaluation of medical action and education. In all these aspects, information science gives indirect help to medical decision.

PL

Medycyna jest dyscypliną, która wymaga zarówno oceny jak też działania. Informatyka może być pomocna w wielu aspektach. Informatyka może pomóc lekarzowi w zbieraniu użytecznych danych. Techniki komputerowe mogą pomóc lekarzowi w dostępie do dużych zbiorów danych poprzez różnego rodzaju bazy danych. Informatyka dostarcza także licznych metod, które mogą mieć zastosowanie w systemach wspomagania decyzji oraz w procesach uczenia.

3

Metody Rozpoznawania Wzorców Obrazów w Analizie Wskaźników Dermatoglificznych Zespołu Downa

Wojtowicz H., Wajs W.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 9

1000-1004

PL

Klasyfikacja odbitek wzorców w polu palucha na stopach jest jest jednym z zadań analizy dermatoglificznej wykonywanej przez antropologa do wykrywania wad genetycznych u noworodków. Artykuł opisuje zastosowanie metod przetwarzania obrazów i rozpoznawania wzorców do klasyfikacji obrazów odbitek wzorców w polu halukalnym stóp. Opisana została metoda klasyfikacji odbitek tych wzorców. Do poprawienia jakości obrazów zastosowano zabiegi poprawiania kontrastu obrazu, segmentacji tła oraz kontekstowej filtracji obrazu za pomocą krótkoczasowej transformaty Fouriera. Zaproponowano zastosowanie algorytmu opartego na rozkładzie piramidowym w wielu skalach do wyznaczenia kierunków pływów listewek odbitek. W artykule opisane i przedyskutowane zostały modele klasyfikatorów obrazów odbitek wzorców w polu palucha na stopach. Klasyfikatory te stanowią część automatycznego systemu diagnostycznego służącego do badań przesiewowych na obecności trisomii 21 (zespołu Downa). System wspomaga pracę antropologa poprzez automatyczne przetwarzanie i wykrywanie własności wskazujących na obecność wad genetycznych. Obrazy dermatoglifów są wstępnie przetwarzane przed procesem klasyfikacji w celu wydobycia wektorów własności analizowanych przez Maszyny Wektorów Wspierających. Funkcje jądrowe oparte na radialnych funkcjach bazowych zostały użyte w procesie indukcji wieloklasowego systemu Maszyn Wektorów Wspierających generowanego według algorytmu 'jeden przeciwko jednemu'. Badania wykonane na danych pochodzących z Collegium Medicum Uniwersytetu Jagielońskiego w Krakowie, pokazują efektywność zaproponowanego podejścia w poprawianiu jakości obrazów odbitek wzorców w polu palucha na stopach i ich klasyfikacji.

EN

Classification of patterns of hallucal area of sole is one of the tasks of dermatoglyphic analysis. The paper describes application of image processing and pattern recognition methods to classification of impressions of hallucal area of sole. Contrast enhancement, segmentation and contextual filtration techniques are used to enhance quality of the images. Use of an algorithm based on multi-scale pyramid decomposition of an image is proposed for ridge orientation calculation. Hallucal area pattern classifiers, which are part of an automatic system for rapid screen diagnosing of trisomy 21 (Down's Syndrome) in infants, are created and discussed. The system is a tool supporting medical decision by automatic processing of dermatoglyphic prints and detecting features indicating presence of genetic disorder. Images of dermatoglyphic prints are pre-processed before the classification stage to extract features analysed by Support Vector Machines algorithm. RBF kernel type is used in the training of SVM multi-class systems generated with one-vs-one scheme. Experiments conducted on the database of Collegium Medicum of the Jagiellonian University in Cracow show effectiveness of the proposed approach to classification of infants' fingerprints.

4

Fingerprint classification using computational intelligence algorithms in medical diagnostics

Wajs W., Wojtowicz H., Wojtowicz J.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2011

|

Vol. 7, no. 2

95--100

EN

Fingerprint classification is used by anthropologist in detection of genetic disorders in infants.This paper describes application of image processing and pattern recognition methods in classification of fingerprints. Fingerprint classifiers, which are part of an automatic system for rapid screen diagnosing of trisomy 21 (Down Syndrome) in infants, are created and discussed. The system is a tool supporting medical decision by automatic processing of dermatoglyphic prints and detecting features indicating presence of genetic disorder. Images of dermatoglyphic prints are pre-processed before the classification stage to extract features analyzed by the Support Vector Machines algorithm. Application of an algorithm based on multi-scale pyramid decomposition of the image is proposed for the ridge orientation calculation. RBF and triangular kernel types are used in the training of SVM multi-class systems generated with the one–vs–one scheme. The experiments conducted on the database of the Collegium Medicum Jagiellonian University in Cracow show the effectiveness of the proposed approach in classification of infants’ fingerprints.

5

Klasyfikacja przypadków medycznych metodą statystyczną

Wajs W.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2010

|

T. 14, z. 2

211-223

PL

W pracy przedstawiono problem klasyfikacji danych metodami statystycznymi. Opisana metoda klasyfikacji umożliwia obliczenie prawdopodobieństwa wystąpienia schorzenia. Przypadek chorobowy opisany jest dwoma parametrami wyrażonymi liczbami rzeczywistymi. Przypadek chorobowy może przynależeć do znanego zbioru przypadków, u których wystąpiło schorzenie, albo do zbioru przypadków w których to schorzenie nie wystąpiło. W pracy przedstawiono metodę, która umożliwia obliczenie prawdopodobieństwa, z jakim rozpatrywany przypadek chorobowy należy do zbioru etykietowanego "1" lub do zbioru etykietowanego "0". Dane źródłowe użyte w pracy są oryginalne i pochodzą z medycznej bazy danych. Algorytm metody został sprawdzony na przypadkach zebranych w praktyce klinicznej. W pracy zastosowano metodę korelacji w celu otrzymania odpowiednich statystyk. Obliczony współczynnik korelacji na poziomie 0,8 wskazuje na wystąpienie schorzenia. Równocześnie współczynnik korelacji na poziomie 0,0 wskazuje na brak wystąpienia schorzenia. Własność ta jest wykorzystywana w algorytmie klasyfikacji. W praktyce klinicznej często występuje sytuacja, gdy mamy jeden przypadek testowy i chcielibyśmy określić, czy ten przypadek opisuje symptomy wskazujące na szansę wystąpienia określonego schorzenia. Zagadnienie klasyfikacji to problem wystąpienia schorzenia bpd, który rozważa się w okresie poprzedzającym wystąpienie choroby na 3 do 4 tygodni wcześniej. Bronchopulmonary dysplasia (bpd) jest chronicznym schorzeniem płuc, które rozwija się u noworodków dla których zastosowano wentylację mechaniczną. Większość przypadków wystąpienia bpd dotyczy noworodków urodzonych przedwcześnie, przed 34 tygodniem ciąży i z wagą urodzeniową mniejszą niż 1500 g. Te dzieci są częściej narażone na stan znany w literaturze jako Respiratory Distress Syndrome (RDS). RDS jest rezultatem uszkodzenia delikatnej tkanki płuc podlegającej mechanicznej wentylacji w dłuższym czasie. Wentylacja mechaniczna w wielu przypadkach warunkuje przeżycie noworodka. Ważnymi czynnikami wystąpienia bpd są przedwczesne urodzenie, infekcje, wentylacja mechaniczna oraz tlenozależność.

EN

The problem of data classification with statistical methods is presented in the paper. Described classification method enables calculation of probability of disease incidence. A case of disease incidence is described with two parameters expressed in real numbers. The case can belong to a known set of cases there the disease occurred or to the set where the disease did not occur. There was presented a method for calculating probability with which a given case belongs to the set labeled as "1" or "0". Source data used in the paper come from medical databases and are original. The algorithm of the method was checked on clinical cases. Correlation method was used for generating respective statistics. The calculated correlation at a level of 0.8 is indicative of disease occurrence, whereas the correlation coefficient at a level of 0.0 is indicative of lack of disease. This property is used in the classification algorithm. It is frequent in the clinical practice that we have one test case and we try to determine whether or not that case describes symptoms of liability to the disease. Classification is related with the occurrence of disease bpd, which is analyzed in a 3 to 4 week period preceding the disease incidence. Bronchopulmonary dysplasia is a chronic lung disease that develops in neonates treated with oxygen and positive pressure ventilation. The majority of bpd cases occur in premature infants, usually those who have gestational ege less than wp = 34 weeks and birth weight less than mu = 1500 g. These babies are more likely to be affected by a condition known as infant Respiratory Distress Syndrome, which occurs as a result of tissue damage to the lungs from being mechanical ventilator for a significant amount of time. Although mechanical ventilation is essential to their survival over time the pressure from the ventilation and excess oxygen intake can injure a newborn's delicate lungs. If symptoms of respiratory distress syndrome persist then the condition is considered Broncho-pulmonary Dysplasia. Important factors in diagnosing bpd are prematurely, infection, mechanical ventilator dependence, and oxygen exposure.

6

Integration platform as central service of data replication in distributed medical system

Wajs W., Rączka K., Stoch P., Kruczek P.

Computer Science

|

2007

|

Vol. 8, Spec. Ed

135-142

EN

The paper presents the application of Java Integration Platform (JIP) to data replication in the distributed medical system. After an introductory part on the medical system's architecture, the focus shifts to a comparison of different approaches that exist with regard to transferring data between the system's components. A description is given of the historical data processing and of the whole area of the JIP application to the medical system.

PL

Artykuł prezentuje wykorzystanie platformy integracyjnej JIP (Java Integration Platform) do realizacji replikacji danych w sieciowym systemie medycznym. Przedstawiono architekturę systemu medycznego, a następnie porównano różne podejścia do przesyłania danych pomiędzy komponentami systemu. Omówiono również przetwarzanie danych historycznych oraz pełny obszar wykorzystania platformy JIP w systemie medycznym.

7

Analiza możliwości diagnozowania stanu węzłów w rozproszonym systemie sterowania

Wajs W., Skuba M., Gołąb R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2005

|

R. 51, nr 9 bis

255--257

PL

W artykule przedstawiono inteligentne struktury rozproszonego systemu sterowania i zarządzania zasobami. Struktury takie występują w sieciach komputerowych i mikroprocesorowych pracujących w różnych standardach komunikacji pomiędzy procesorami. W rozproszonym systemie sterowania zasobami jedną z podstawowych funkcji jest diagnostyka jego elementów składowych. Podstawowym elementem systemu jest węzeł sieci LON (Local Operation Network) wyposażony w mikroprocesor NeuronChip 3150 współpracujący z urządzeniami kontrolno-pomiarowymi opartymi na mikrokontrolerach Atmel i komunikującymi się w standardzie protokołu RS485. W systemie zastosowano technikę sterowania zdarzeniami (Even Driven) oraz technikę stałego przedziału czasu przełączania (Time Triggered) w systemach operacyjnych węzłów sieci LON jako wzajemnie uzupełniające się techniki do sterowania i diagnozowania.

EN

In the paper intelligent structures of a distributed control and resource management system arc presented. These structures arc present in computer and microprocessor networks functioning in various processor communication standards, in the distributed resource management system one of the main problems is diagnostics of its components. Core clement of the system is a LON (Local Operation Network) node equipped with a NeuronChip 3150 microprocessor cooperating with control and measuring devices based on Atmel microcontrollers using the RS485 standard protocol for communication. In the system Event Driven and Time Triggered Event techniques arc used in the LON nodes operating systems as complementary tools for control and diagnosing.

8

Zastosowanie sieci immunologicznej do drążenia danych

Wajs W., Święcicki M., Wais P., Wojtowicz H., Janik P.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2005

|

Vol. 1, no. 1/2

51--56

PL

W artykule zostanie przedstawione wykorzystanie sztucznej sieci immunologicznej do klasyfikacji wielowymiarowych danych medycznych. Stworzono sztuczną sieć immunologiczną, której zadaniem jest klasyfikacja parametrów gazometrii krwi tętniczej (pH, pCOa, pO2, HCOs), która została poddana procesowi uczenia. Dane do procesu uczenia pochodzą z Oddziału Intensywnej Terapii Noworodka Polsko-Amerykańskiego Instytutu Pediatrii Collegium Medicum UJ w Krakowie.

EN

In the paper, application of artificial immune system for classification of multidimensional medical data is presented. An artificial immune network was created for the purpose of blood gasometry parameters classification. Training data originate from the Infant Intensive Care Ward of the Polish- American Institute of Pediatry, Collegium Medicum of the Jagiellonian University in Krakow.

9

Reinforcement learning algorithm based on psychological model of autonomous system

Święcicki M., Wais P., Wajs W.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2005

|

Vol. 1, no. 1/2

37--44

EN

In this paper we describe the mechanism of a learning system, which is based on psychological model of autonomous system. The control autonomous agent has recently been the subject of intense research. A variety of approaches from engineering and artificial intelligence have been used to study different aspects of robot control. Many of these efforts are aimed at the developing of simple intelligent behavior. The paper presents autonomous agent as mobile robot controllers based on conception of autonomous agent as a cybernetic model of an autonomous system. It is based on psychological and biological phenomena which may be observed in living organisms. Our autonomous system is characterized by robust and reliable self-adaptation to the characteristic of the environment without external supervision or control. In this paper we describe implementation of an autonomous system to control mobile robots and preliminary results of experiment.

PL

W pracy tej model autonomicznego agenta przedstawiono jako cybernetyczny model systemu autonomicznego. Model ten był wzorowany na zjawiskach psychicznych oraz biologicznych, które występują w żywych organizmach. W opisie systemu zostały wyodrębnione trzy podstawowe bloki funkcjonalne - korelator, homeostat, akumulator - wraz z dokładnym omówieniem ich funkcji. Na proces uczenia tego typu modelu istotny wpływ mają interakcje pomiędzy torem informacyjnym i torem energetycznym, co zostało pokazane w tej pracy. W tym artykule została przedstawiona i omówiona przykładowa realizacja systemu.

10

Modelowanie efektu elektrohydrodynamicznego przy użyciu sieci neuronowych

Wajs W., Gancarz J.

Computer Science

|

2004

|

Vol. 6

49-64

PL

Artykuł opisuje efekt elektrohydrodynamiczny wykorzystywany w badaniach geofizycznych oraz metody jego symulacji przy użyciu sieci neuronowych typu 'feedforward' ze wsteczną propagacją, sieci radialnych oraz sieci realizujących regresję uogólnioną.

EN

This paper presents currently achieved results concerning methods of electrohydrodynamic effect used in geophysics simulated with feedforward networks trained with backpropagation algorithm, radial basis function networks and generalized regression networks.

11

Optimistic and pessimistic result of planning and scheduling dynamic processes

Wajs W.

Computer Science

|

1999

|

Vol. 1

43-55

EN

The combinatorial optimization is aimed at finding the optimum sequence for a given form of the performance index. This paper deals with the problems of combinatories optimization. Here are set forth three forms of the performance index for the optimization tasks. We can consider the scheduling problem. The loss of the profit depends on the resources volume. Special attention is paid at finding polynomial algorithms used for combinatories optimization tasks. Those optimization tasks may be solved for a large number of dynamic processes. The optimization algorithms set forth are based upon the sorting procedure. The performance index is assiimed to be additive. The performance index value, after having completed a number of dynamic processes, determines the initial condition for the successive dynamic problem under realization In real physical or economic processes it is necessary to know a determined time interval for carrying out the elementary technical, technological or economic operation.

PL

Celem pracy jest symulacja i modelowanie zjawisk dynamicznych realizowanych w sekwencji. Liniowa forma funkcji jest modelem oceny procesu dynamicznego. W pracy zawarto algorytm optymalizacji kombinatorycznej. Istotnym rezultatem pracy jest podanie algorytmu wielomianowego dla zagadnienia z dziedziny optymalizacji procesów dynamicznych realizowanych w sekwencji. Wskazano na metody statystyczne pomocne w budowie funkcji celu dla zadania optymalizacji kombinatorycznej.