Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Komunikacja między neuronami jako wzór dla gęstej sieci bezprzewodowej

Kryszkiewicz Paweł

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2020

|

nr 7-8

295--299, CD

PL

Znaczący wzrost liczby urządzeń wykorzystujących komunikację bezprzewodową wymusza jej nieustanny rozwój. Jedną z dróg jest naśladowanie rozwiżzań występujących w naturze. W przypadku gęstych sieci Internetu Rzeczy można rozważyć ich analogię do sieci komórek nerwowych w organizmie człowieka. W artykule przeanalizowano metodę transmisji sygnału wewnątrz komórek nerwowych. Wydzielono poszczególne elementy dla których określono ich odpowiedniki w świecie komunikacji bezprzewodowej. Zaproponowana sieć Internetu Rzeczy została przebadana symulacyjnie w kanale Rayleigha potwierdzając wysoką efektywność transmisji przy zapewnieniu dużej gęstości rozmieszczenia urządzeń

EN

Rapidly growing number of wireless connected devices requires fast technology development. One of solutions is to follow features observed in the nature. Dense IoT networks can be mapped to neural networks in a human body. The paper presents communications mechanisms observed in the neurons. These are partitioned into separate mechanisms and for each mechanism its analog in the wireless technology was found. The proposed IoT network was tested in the Rayleigh channel confirming its high transmission efficiency for dense nodes deployment.

2

EEG i fMRI – czynnościowe metody badania czynności mózgu

Karpiel Ilona

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2020

|

Vol. 9, nr 4

293--295

PL

Praca przedstawia krótki opis dwóch wybranych metod obrazowania mózgu: EEG (elektroencefalografia, ang. electroencephalography) oraz fMRI (funkcjonalny rezonans magnetyczny ang. functional magnetic resonace imaging). Ponadto omawia główne aspekty pozwalające lepiej zrozumieć obydwie formy obrazowania oraz poznania tej części diagnostyki obrazowej. Metody fMRI i EEG to podejścia, które w bardzo szybkim tempie rozwijają się na całym świecie. Aktualnie najszerzej stosowaną nieinwazyjną metodą mapowania czynności mózgu jest funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego wykorzystujące fakt, że lokalna intensywność przepływu krwi ma ścisły związek z aktywnością mózgu. Zdecydowanie częściej i szerzej stosowana jest elektroencefalografia, która pozwala na ocenę czynności bioelektrycznej ludzkiego mózgu. Stosuje się ją w diagnozowaniu oraz monitorowaniu zaburzeń padaczki, a także snu, czy chorób mających podłoże bezpośrednio w ośrodkowym układzie nerwowym. Podjęto się tego tematu, ponieważ mamy do czynienia z nieustającym rozwojem wielu dziedzin nauki, co pozwala na ciągłe udoskonalanie metody magnetycznego rezonansu jądrowego, poprzez stosowanie nowych rozwiązań technicznych i algorytmów obliczeniowych. W literaturze nie jest jednoznacznie wskazane, która metoda powinna być stosowana do analizy pewnych grup pacjentów, co również powinno być usystematyzowane.

EN

The paper presents a short description of two selected methods of brain imaging: EEG (electroencephalography) and fMRI (functional magnetic resonance imaging). Paper presents the main aspects that allow to better understand both forms of imaging and to get to know this part of imaging diagnostics. The fMRI and EEG methods are developing rapidly all over the world. Currently, the most widely used non-invasive method of mapping the brain activity is functional magnetic resonance imaging using the fact that local blood flow intensity is closely related to a brain activity. The electroencephalography allows to assess the bioelectric function of the human brain. It is much more frequently and widely used in the diagnosis and monitoring of epilepsy and sleep disorders or diseases directly related to the central nervous system. This topic has been undertaken because there is a continuous development of many scientific fields, which allows for continuous improvement of the magnetic resonance imaging using new technical solutions and computational algorithms. It is not clearly indicated in the literature which method should be used for analysis of particular patient groups, which should also be systematized.

3

Analysis of longitudinal and rotational accelearations for different setups using american footbal helmet and head model

Dymek Mateusz, Peliński Jakub

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2020

|

z. 19

12--19

PL

Artykuł ma na celu zaprezentowanie symulacji zderzenia kasków do futbolu amerykańskiego z użyciem modelu głowy. Celem pracy jest analiza przyspieszeń wzdłużnych i kątowych oddziałujących na głowę. Zaprezentowano dwa ustawienia kasków, każde ustawienie jest podzielone na dwie symulacje przedstawiające różne wariacje prędkości. Nacisk w tej pracy jest położony na zbadanie wartości przyspieszeń wzdłużnych oraz kątowych podczas prezentowanych zderzeń. W tym celu został stworzony model dyskretny (obliczeniowy) kasku oraz głowy. Zaprezentowane rezultaty pokazują wykresy przyspieszeń wzdłużnych i kątowych oddziałujących na środek ciężkości głowy oraz analizę parametru HIC.

EN

The article presents simulations of the professional model of an American football helmet with a head-neck model. The aim of the research is the analysis of longitudinal and rotational accelerations acting on the head. Presented are two setups, each with two different aspects of velocities. Investigated parameters are angular and longitudinal accelerations acting on the head during a collision. Finite Element discrete model was prepared and explicit format of the simulation was performed. Presented results include graphs of longitudinal and rotational accelerations measured with respect to head’s center of gravity and HIC analysis.

4

Quantitative impact of label noise on the quality of segmentation of brain tumors on MRI scans

Marcinkiewicz Michał, Mrukwa Grzegorz

Annals of Computer Science and Information Systems

|

2019

|

Vol. 18

61--65

EN

Over the last few years, deep learning has proven to be a great solution to many problems, such as image or text classification. Recently, deep learning-based solutions have outperformed humans on selected benchmark datasets, yielding a promising future for scientific and real-world applications. Training of deep learning models requires vast amounts of high quality data to achieve such supreme performance. In real-world scenarios, obtaining a large, coherent, and properly labeled dataset is a challenging task. This is especially true in medical applications, where high-quality data and annotations are scarce and the number of expert annotators is limited. In this paper, we investigate the impact of corrupted ground-truth masks on the performance of a neural network for a brain tumor segmentation task. Our findings suggest that a) the performance degrades about 8% less than it could be expected from simulations, b) a neural network learns the simulated biases of annotators, c) biases can be partially mitigated by using an inversely-biased dice loss function.

5

A Detailed Study of EEG based Brain Computer Interface

Sharma G., Sharma N., Singh T., Agrawal R.

Annals of Computer Science and Information Systems

|

2018

|

Vol. 14

137--143

EN

Brain Computer Interface (BCI) generate a direct method to communicate with the outside world. Many patients are not able to communicate. For example:- the patient who are suffered with the several disease like post stroke - the process of thinking, remembering \& recognizing can be challenging. Because of spinal cord injuries or brain stem stroke the patient loss the monitoring power. EEG based brain computer interface (BCI) feature is beneficial to scale the brain movement \& convert them into a instruction for monitoring. In this paper our objective is to study about various applications of EEG based signal of the different disease like spinal cord injury, post stroke and ALS (amyotrophic lateral sclerosis) etc.

6

Using a priori data for segmentation anatomical structures of the brain

Avrunin O. G., Tymokhovyvh M. Y., Moskovko S. S., Romanyuk S. O., Kotyra A., Smailova S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 5

102--105

EN

The paper presents a method for providing a segmentation of the anatomical structures of the brain at the image. The proposed method of segmentation makes the analysis of tomographic slices based on the stage of the provisional classification. Furthermore, for the segmentation of brain CT slices, it is proposed to use as the information about the position and the shape of structures and the X-ray density.

PL

Artykuł prezentuje metodę segmentacji struktur anatomicznych mózgu. Przedstawiona metoda segmentacji wykorzystuje etap wstępnej anlizy przekrojów tomograficznych. Dodatkowo informacji uzyskana na etapie segmentacji obrazów CT mózgu, może być wykorzystana do określania kształtu o położenia struktur mózgowych, jak również określenia wiązki promieniowania X podczas zabiegu operacyjnego.

7

Przezczaszkowa stymulacja stałoprądowa tDCS w badaniach naukowych mózgu człowieka

Budzisz J., Szczepanowski R., Kruk P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 4

42--45

PL

W artykule przedstawiono przezczaszkową stymulację stałoprądową (tDCS), którą uznaje się za bezpieczną i nieinwazyjną metodą stymulacji mózgu człowieka. W pracy zawarto parametry techniczne niezbędne do przeprowadzenia stymulacji tDCS, jak również opisano zjawiska biologiczne i elektryczne zachodzące podczas stymulacji prądem stałym. Ponadto omówiono wykorzystanie tDCS w badaniach naukowych psychologicznych oraz medycynie, jak również innowacyjne zastosowania metody tDCS w leczeniu chorób neurologicznych i zaburzeń psychiatrycznych.

EN

The paper provides an overview of transcranial direct current stimulation (tDCS) which is safe, non-invasive method of stimulating the human brain. We discussed basic information how to perform tDCS stimulation (specifications) and biological as well as electrical phenomena occurring in the brain when stimulated. We also briefly reviewed application of tDCS in psychological and medical research along with innovative approaches of tDCS therapies in the treatment of neurological and psychiatric disorders.

8

Widmo protonowej spektroskopii rezonansu magnetycznego (1H MRS) mózgu dorosłego człowieka

Cichocka M., Urbanik A.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2017

|

Vol. 6, nr 3

193--196

PL

Protonowa spektroskopia rezonansu magnetycznego (1H MRS) umożliwia uzyskanie informacji o składzie biochemicznym w wybranych lokalizacjach organizmu in vivo w sposób bezinwazyjny. Pozwala na ocenę obecności i stężenia szeregu metabolitów w badanej tkance, m.in. N-acetyloasparaginianu, kreatyny, choliny, glutaminy i glutaminianu, mio-inozytolu oraz kwasu gamma-aminomasłowego, a także lipidów i mleczanów. Technika 1H MRS jest obecnie standardowo stosowana szczególnie w diagnostyce mózgu.

EN

Proton magnetic resonance spectroscopy (1H MRS) provides information on biochemical composition in selected body locations in vivo in a noninvasive way. It allows the assessment of the presence and concentration of several metabolites in the studied tissue, including N-acetylparagi nate, creatine, choline, glutamine and glutamate, myo-inositol and gamma-aminobutyric acid as well as lipids and lactates. 1H MRS technology is currently used as a standard especially in brain diagnostics.

9

Składniki żywności a aktywność psychofizyczna człowieka

Czernecki T., Brodziak A.

Przemysł Spożywczy

|

2016

|

T. 70, nr 2

37--40

PL

Funkcjonowanie układu nerwowego, w tym mózgu, warunkuje samopoczucie, stany emocjonalne i sprawność intelektualną człowieka. W dużej mierze zależy od składników dostarczanych w diecie. W artykule przedstawiono główne składniki żywności i wybrane produkty mające zdolność wpływania na aktywność psychofizyczną organizmu. Omówiono kwasy tłuszczowe, aminokwasy, węglowodany, witaminy oraz składniki mineralne. Szczególnie niebezpieczne są ich niedobory, ponieważ u osób młodych prowadzą do zaburzenia funkcji poznawczych, a u starszych do chorób psychicznych i przyspieszenia rozwoju chorób neurodegeneracyjnych. Na aktywność psychofizyczną człowieka wpływają również substancje bioaktywne zawarte, m.in. w miłorzębie japońskim, żeń-szeniu, gałce muszkatołowej, chmielu czy dziurawcu.

EN

Functioning of the nervous system, including the brain, determines well-being, emotional and intellectual abilities of human. It largely depends on the components supplied in the diet. The publication presents the main food constituents and the selected products that are able to influence the psychophysical activity of the body. Fatty acids, amino acids, carbohydrates, vitamins and minerals were discussed. Their deficiencies are especially dangerous because they lead to impairment of cognitive functions in the case of young people and in elder ones to mental illness and acceleration of development of neurodegenerative diseases. The psychophysical activity of human is also affected by bioactive substances contained, among others, in Japanese ginkgo, ginseng, nutmeg, hop or Saint John’s wor

10

Możliwości zastosowania techniki kosmicznej w szkoleniu spawaczy

Jastrzębski R., Padula G., Cenin M., Yalinkilicli B., Brindel P., Jastrzębska K.

Dozór Techniczny

|

2016

|

z. 2

26--31

PL

W artykule omówiono wykonane dla techniki kosmicznej i wykorzystujące zmysł dotyku interfejsy do połączenia mózgu z komputerem. Urządzenie Elektroftalm za pomocą 300 igieł wibrujących odpowiednio do pikseli kamery cyfrowej na czole niewidomego umożliwiało widzenie. Urządzenie pojechało do Moskwy na wystawę i już nie wróciło do Polski. Urządzenie USPJ poprzez podrażnienie elektryczne opuszków palców pozwalało na wprowadzenie do mózgu pilota obrazu wskaźników zegarowych samolotu. Jak wykazał doktorat Mieczysława Cenina, czas reakcji na zagrożenie był trzy razy szybszy niż w przypadku, gdy pilot obserwował wskaźnik zegarowy z zaznaczonym niebezpiecznym obszarem. Elektronika, do której zasilacz w roku 1975 ważył 30 kg, nie miała większych możliwości niż procesor dzisiejszego telefonu komórkowego. Autorzy proponują wykonanie na podstawie tego przez wiele lat tajnego rozwiązania technicznego stworzenie elektrodotykowych rękawic spawalniczych, które współpracując z maską z komputerowym przetwarzaniem obrazu i systemem pomiarowym spawarki, odciążałyby zmysł wzroku spawacza, a nawet go zastępowały.

EN

The article discusses the tactile brain-computer interfaces developed for cosmic technology. The "Elektroftalm" device helped a blind person's orientation by means of 300 needles vibrating based on the pixel image of the digital camera placed on the person's forehead. This device was sent to Moscow for an exhibition and has been never returned to Poland. The USPJ device was developed to enable forwarding into a pilot 's brain the image of the aircraft dial indicators by electrical stimulation of finger tips. In his doctoral thesis PhD M. Cenin proved that thanks to the USPJ device the emergency response time was 3 times shorter than when the pilot had been observing the dial indicator with the emergency range marked on it In 1975 the electronics (with the power supplies alone exceeding 30 kg) was less capable than a processor of a modern mobile phone. Based on these technical solutions that were kept in secret for many years the authors propose the development of electrotactile welding gloves which would cooperate with the welding helmet with computer image processing and the measuring system of the welding machine thus relieving or even replacing a welder's eyes.

11

On ultrasound classification of stroke risk factors from randomly chosen respondents using non-invasive multispectral ultrasonic brain measurements and adaptive profiles

Wrobel M., Dabrowski A., Kolany A., Olak-Popko A., Olszewski R., Karlowicz P.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2016

|

Vol. 36, no. 1

19--28

EN

In this paper, we present a new brain diagnostic method based on a computer aided multispectral ultrasound diagnostics method (CAMUD). We explored the standard values of the relative time of flight (RIT), as well as the attenuation, ATN, of multispectral longitudinal ultrasound waves propagated non-invasively through the brains of a standard Caucasian volunteer population across different ages and genders. For the interpretation of the volunteers health questionnaire and ultrasound data we explored various clustering and classification algorithms, such as PCA and ANOVA. We showed that the RIT and ATN values provide very good estimators of possible physiological changes in the brain tissue and can differentiate the possible high-risk groups obtained by other groups and methods (Russo et al. [1]; Lloyd-Jones et al. [2]; Medscape [3]). Special attention should be given to the subgroup which included almost 39% of the volunteers. Respondents in this group have a significantly increased minimum ATN value (see Classification Trees). These values are strongly correlated with the identified risk of stroke factors being: age, increased alcohol consumption, cases of heart disease and stroke in the family as already shown by Rusco and as incorporated into Lloyd-Jones et al., ‘‘Heart Disease and Stroke Statistics – 2009 Update’’, by the American Heart Association (AHA) and American Stroke Association (ASA), as updated recently in the 2015 ‘‘Stroke Prevention Guidelines’’.

12

Automatic brain hemorrhage segmentation and classification algorithm based on weighted grayscale histogram feature in a hierarchical classification structure

Shahangian B., Pourghassem H.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2016

|

Vol. 36, no. 1

217--232

EN

Brain hemorrhage is the first cause of death in ages between 15 and 24, and the third after heart diseases and cancers in other ages. Saving the lives of such patients completely depends on detecting the correct location and type of the hemorrhage in an early stage. In this paper, an automatic brain hemorrhage detection and classification algorithm on CT images is proposed. To achieve this purpose, after preprocessing, a modified version of Distance Regularized Level Set Evolution (MDRLSE) is used to detect and separate the hemorrhage regions. Then a perfect set of shape and texture features from each detected hemorrhage region are extracted. Moreover, we define a synthetic feature that is called weighted grayscale histogram feature. In this feature, valuable information from shape, position and area of the hemorrhage are integrated with the grayscale histogram of hemorrhage region. After that a synthetic feature selection algorithm is applied to select the most convenient features. Eventually, the seg- mented regions are classified into four types of the hemorrhages such as EDH, ICH, SDH and IVH by a hierarchical structure of classification. Our proposed algorithm is evaluated on a perfect set of CT-scan images and obtains the accuracy rate of 96.15%, 95.96% and 94.87% for the segmentation of the EDH, ICH, and SDH types, respectively. Also our proposed classification structure provides the accuracy rate of 92.46% and 94.13% for the first and second classifiers of the hierarchical classification structure for classifying the IVH from normal class and the EDH, ICH and SDH hemorrhage classes, respectively.

13

An analysis of the effect of impact loading on the destruction of vascular structures in the brain

Ratajczyk M., Sąsiadek M., Będziński R.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2016

|

Vol. 18, no. 3

21--31

EN

Subdural hematomas are one of the frequent complications of head injuries. Such hematomas result from exceeding the border strength values of bridging veins. Subdural haemorrhages are life-threatening and are a frequent cause of considerable pathologies. Traffic participants and also soldiers who participate in armed conflicts are the most vulnerable to head injuries. Although hematomas have been studied for many years the mechanism of hematoma formation has not been fully clarified as yet. In the paper, the effort of brain tissue structures due to the propagation of shock wave was analyzed. Particular attention was paid to the deformation ability and changes in the energy of bridging veins. This research was concerned with changes in mechanical properties of these veins in the frontal, parietal and occipital regions of the brain. For the present research the authors have constructed finite element models of brain tissue fragments and conducted numerical studies taking into account the boundary conditions arising from violent overloads that result from combat operations. As a result of the numerical analysis conducted, critical values of strain and stress have been obtained. The analysis showed high diversity in the properties of the different regions of the brain tissue. The studies carried out by the authors rendered it possible to assess the effort of the tissue structures of veins in connection with mechanical parameters, including geometrical parameters, in particular in relation to the likelihood of hematoma formation.

14

Wpływ hiperbarycznej terapii tlenowej na układ nerwowy. Przegląd badań

Kujawski S., Kujawska A., Kozakiewicz M., Olszański R., Siermontowski P., Zalewski P.

Polish Hyperbaric Research

|

2015

|

nr 4(53)

19--27

EN

Hyperbaric oxygen therapy (HBOT) is found among the interests of researchers who seek new methods of treatment of diseases of the nervous system. An increase of the partial pressure of oxygen in arterial blood within the appropriate range leads to numerous changes in the cells of the brain tissue. In this paper we analyse the results of selected articles describing HBOT used on pathologies of the nervous system such as stroke, autism, multiple sclerosis and cerebral palsy as well as in the course of research on animal models. The results are promising, although some studies struggled with numerous methodological problems and differences in the applied protocols, which resulted in conflicting results in individual interventions. In consequence, the need for further studies in randomised control trials and determination of the protocol by an international group of researchers dedicated to the use of HBOT was emphasised.

PL

Hiperbaryczna terapia tlenowa znajduje się w kręgu zainteresowań badaczy poszukujących nowych metod leczenia chorób układu nerwowego. Podwyższenie ciśnienia parcjalnego tlenu we krwi tętniczej w odpowiednim zakresie, prowadzi do licznych zmian w komórkach tkanki mózgowej. W niniejszej pracy przeanalizowano wyniki wybranych artykułów opisujących terapię HTL w przypadku patologii układu nerwowego takich jak udar mózgu, autyzm, stwardnienie rozsiane oraz mózgowe porażenie dziecięce jak i w przypadku badań na modelach zwierzęcych. Rezultaty są obiecujące, chociaż niektóre badania borykały się z licznymi problemami metodologicznymi, jak i różnicami w zastosowanych protokołach poszczególnych badań, co wpłynęło na uzyskanie sprzecznych wyników w pojedynczych interwencjach. Podkreślona została potrzeba prowadzenia dalszych badań w randomizowanych warunkach oraz ustalenie protokołu przez międzynarodową grupę badaczy zajmującą się wykorzystywaniem leczzenia tlenem hiperbarycznym, co w konsekwencji być może zapobiegłoby uzyskiwaniu sprzecznych wyników.

15

The significance of freehand drawing in the teaching process in general construction project classes

Mełges M.

Czasopismo Techniczne. Architektura

|

2015

|

Y. 112, iss. 4-A

203--211

EN

As you know, the first requirement faced by the candidate wishing to study at the Faculty of Architecture is freehand drawing; passing the examination in it is the basis for admission. Freehand drawing in both the teaching process, and then in the professional activity is an expression of artistic and spatial sensitivity of every student and architect. It also has a high priority in the design process, especially at the stage of an idea, concept and architectural creation. Before there appeared the possibility of using the computer, concepts and student projects had been performed manually during the teaching of all design subjects. It was a rule to prepare designs in pencil techniques, in ink, and other tools and techniques ‒ e.g. watercolor, tempera, feather, etc. The creative process required understanding and analysis of the developed vision or architectural issue in the context of brain ‒ eye ‒ hand relations. In the era of universal computerization these relations and correlations have been weakened, which, as can be seen in practice, does not always produce good ‒ expected ‒ results in the teaching process. First of all, probably, due to the deterioration of the function of imagination (including aesthetic one) among entrants and the strengthening of their tendency to laziness (including taking "shortcuts"), which in a sense is ‒ for artistic professions ‒ even murderous. Therefore, observing messages of creativity among students of architecture, one can state that the computer can, of course, be an aid, but it cannot be the main tool in mental, emotional and creative development process.

PL

Jak wiadomo, pierwszym wymogiem, z którym styka się kandydat do studiów na Wydziale Architektury, jest rysunek odręczny; zdanie z niego egzaminu jest podstawą przyjęcia na studia. Rysunek odręczny w procesie dydaktycznym i w działalności zawodowej jest wyrazem wrażliwości plastycznej i przestrzennej każdego studenta i architekta. Ma też priorytetowe znaczenie w procesie projektowym, a zwłaszcza na etapie pomysłu, koncepcji i kreacji architektonicznej. Do momentu pojawienia się możliwości użycia komputera koncepcje i projekty studenckie wykonywane były manualnie w trakcie nauczania wszystkich przedmiotów projektowych. Obowiązywała zasada wykonywania projektów w technikach ołówkowych, w tuszu oraz innych narzędziach i technikach plastycznych ‒ np. akwareli, tempery, piórka itp. Proces tworzenia wymagał pojmowania i analizy opracowywanej wizji lub zagadnienia architektonicznego w kontekście relacji mózg‒oko‒ręka. W dobie powszechnej komputeryzacji te relacje i korelacje zostają osłabione, co, jak widać w praktyce, nie zawsze przynosi w procesie dydaktycznym dobre ‒ oczekiwane — rezultaty. Przede wszystkim, prawdopodobnie, na skutek osłabiania u adeptów zawodu funkcji wyobraźni (także estetycznej) oraz wzmacniania w nich tendencji do wygodnictwa (w tym obierania dróg "na skróty"), które w pewnym sensie jest ‒ dla zwodów artystycznych ‒ wręcz mordercze. Dlatego, obserwując przekazy inwencji twórczej studentów na studiach architektonicznych, stwierdza się, że komputer może być, oczywiście, narzędziem pomocniczym, ale nie może stanowić narzędzia głównego przy procesie myślowo-emocjonalnego i twórczego rozwoju.

16

Badanie elektroencefalograficzne wybranych reakcji ośrodków mózgowych spowodowanych efektem otwarcia oczu

Kościuszko P., Ciesielka W., Gołaś A.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2014

|

Vol. 20, nr 3

144--155

PL

W pracy opisano badania i analizę sygnałów elektroencefalograficznych zarejestrowanych w trakcie czynności otwierania oczu. Eksperyment rejestracji w określonych przedziałach czasowych zmian sygnału EEG, spowodowanych otwieraniem oczu przez badanego. W eksperymencie wykorzystano metodę 10-20 rozmieszczenia elektrod oraz wykorzystano 19 elektrod do rejestracji aktywności bioelektrycznej mózgu na czterech częściach kresomózgowia (czołowej, ciemieniowej, potylicznej oraz skroniowych). Zaproponowano algorytm procesu określenia wektora symptomów. Do określenia elementów niniejszego wektora wykorzystano wartości: maksymalne, minimalne oraz ich przyrost, przeprowadzono analizę za pomocą krótkoczasowej transformaty, analizę za pomocą ciągłej i dyskretnej transformacji falkowej. Badania wykazały możliwość wyodrębnienia pewnych sygnałów, w których wartości poszczególnych parametrów są do siebie zbliżone i znacząco się różnią od innych parametrów sygnałów. Uzyskane wyniki badań mają charakter poznawczy i stanowią podstawę do przeprowadzania kolejnych eksperymentów.

EN

The paper presents an analysis of electrophysiological signals recorded in the course of eye-opening. The EEG signals are registered at certain intervals and changes caused by opening eyes are monitored. In the experiment the method 10-20 for electrodes placement (19 electrodes) was exploited for recording bioelectric activity of the brain in four parts of the forebrain (frontal, parietal, occipital and temporal lobes). An algorithm for determining the symptom’s vector was proposed. To determine the elements of this vector the following values were used: maximum, minimum, and increase. For the analysis, short-time Fourier transform and continuous and discrete wavelet transform were used. Studies have shown the ability to isolate certain signals, in which the values of individual parameters are similar and differ significantly from the other signal parameters. The results described in the article are purely cognitive and provide the basis for conducting further experiments.

17

Zintegrowane badania struktury i czynności mózgu

Zalewska E.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2013

|

Vol. 2, nr 3

119--122

PL

Poznanie anatomii i funkcji mózgu zawsze fascynowało badaczy. Do końca XIX wieku jedyną możliwość stwarzały badania autopsyjne. Dopiero wiek XX przyniósł możliwości obrazowania struktur mózgu z dużą rozdzielczością: CT (Computed Tomography), MRI (Magnetic Resonance Imaging) i rejestracji jego czynności bioelektrycznej EEG (Electroencephalography), a pod koniec – możliwość jednoczesnego badania struktury, funkcji i czynności fMRI (Functional Magnetic Resonance Imaging) i EEG [1-3]. Oba kierunki badań rozwijały się równolegle, ale z różną dynamiką. Naukowcom pracującym nad rozwojem metod neuroobrazowania przyznawano Nagrodę Nobla, jednak w rozwoju badań czynnościowych nie było tak spektakularnych osiągnięć. Pomimo tych dysproporcji, są to badania komplementarne i ich znaczenie dla rozwoju wiedzy o zależności struktury i czynności mózgu jest równie ważne. Połączenie metod fMRI i EEG stwarza całkowicie nowy obszar badań podstawowych i diagnostycznych [4, 5].

18

What Can a Mathematician do in Neuroscience?

Karbowski J.

Mathematica Applicanda

|

2012

|

Vol. 40, No. 1

27-37

EN

Mammalian brain is one of the most complex objects in the known universe, as it governs every aspect of animal’s and human behavior. It is fair to say that we have a very limited knowledge of how the brain operates and functions. Computational Neuroscience is a scientific discipline that attempts to understand and describe the brain in terms of mathematical modeling. This user-friendly review tries to introduce this relatively new field to mathematicians and physicists by showing examples of recent trends. It also discusses briefly future prospects for constructing an integrated theory of brain function.

PL

Mózg ssaków jest jednym z najbardziej złożonych obiektów we wszechświecie. Jest odpowiedzialny za sterowanie wszystkimi aspektami zachowań zwierzęcia i człowieka. Obecnie usprawiedliwione wydaje się stwierdzenie, ze nasza wiedza na temat pracy mózgu i jego funkcjach jest dość ograniczona. Neurobiologia obliczeniowa jest dyscyplina naukowa, która próbuje zrozumieć i opisać mózg w kategoriach modelowania matematycznego. W tej pracy zawarto przyjazny dla czytelnika przegląd zagadnień, który ma na celu wprowadzenie w ten stosunkowo nowy dla matematyków i fizyków obszar badawczy, pokazując przykłady najnowszych trendów w tej dziedzinie. Artykuł omawia także krótko przyszłe perspektywy dla budowy zintegrowanej teorii funkcji mózgu. Neurobiologia Obliczeniowa ma wiele osiągnięć w modelowaniu procesów neurofizjologicznych. W szczególności, realistyczne modelowanie dynamiki pojedynczych neuronów osiągnęło wysoki poziom wierności z danymi eksperymentalnymi. Wielkim wyzwaniem pozostaje natomiast kluczowe zagadnienie, jak przejść od opisu dynamiki pojedynczych neuronów do realistycznego opisu dynamiki całej sieci neuronów. Generalnie, poznanie i zrozumienie funkcjonowania mózgu w oparciu o modele matematyczne może mieć kolosalne znaczenie praktyczne dla społeczeństwa. Po pierwsze, w medycynie w radzeniu sobie z neurologicznymi schorzeniami takimi jak autyzm, schizofrenia, czy Alzheimer, które są coraz powszechniejsze. Mechanizmy biofizyczne tych chorób nie są znane, i być może dobra teoria funkcjonalna mogłaby w tym pomóc. Po drugie, w technologii tzw. inteligentnych urządzeń. Obecnie nawet najszybsze superkomputery nie są w stanie poradzić sobie z wydawało by się prostym zadaniem takim jak efektywne rozpoznawanie twarzy czy obiektów, z czym dość wolny ludzki mózg nie ma żadnych problemów. Bez wątpienia, inteligentne urządzenia skonstruowane na bazie mózgu miałyby bardzo wiele zastosowań, w różnych sferach działalności człowieka. Wydaje się, że zintegrowana teoria pracy mózgu mogłaby wiele wnieść w tym kierunku

19

On cerebrospinal fluid segmentation from CT brain scans using interactive graph cuts

Węgliński T., Fabijańska A.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2012

|

nr 4b

7-9

EN

Inaccuracy of the manual assessment of brain diseases forces medicine to look for a new solutions. The key factor in the diagnosis of many brain lesions is an accumulation, volume and pressure of the cerebrospinal fluid (CSF) in ventricles and cavities of the brain. In this paper, the problem of segmentation of the CSF is regarded. Specifically, the min-cut/max-flow algorithm is investigated and applied to several CT scans. The results reveals that this approach may provide a basis for further quantitative analysis of brain lesions.

PL

Niedoskonałość manualnych metod diagnostycznych w ocenie zmian chorobowych w obszarze mózgu sprawia, że współczesna medycyna poszukuje nowych rozwiązań. Jednym z kluczowych wskaźników postępu choroby jest nagromadzenie, objętość i ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego (PMR). Artykuł rozważa problem segmentacji PMR z obrazów tomograficznych. Prezentowane podejście bazuje na interaktywnym algorytmie segmentacji opartym na grafach, którego skuteczność daje podstawy do późniejszej, wiarygodnej analizy ilościowej danego schorzenia.

20

Functional magnetic resonance imaging of a brain - example results of examination

Cichocka M.

Journal of Medical Informatics & Technologies

|

2011

|

Vol. 17

309--312

EN

The article describes a functional magnetic resonance imaging (fMRI) examination and the further data analysis. Inspiration to take an interest in fMRI diagnostics was its cognitive and clinical use which was observed by the author during the student practice at the Cracow University Hospital Department of Radiology (1.5 T SIGNA EXCITE 2 Echospeed MR System). The author of the paper participated in fMRI study of a patient diagnosed with right brain hemisphere tumour. In this case it was necessary to determine active regions responsible for limbs' movement. The obtained diagnostic data were the object of further analysis (digital processing). The images of an anatomical structure of patient's brain (in greyscale) with colourful active areas were obtained by analyzing images using specialized software NordicICE 2.3.1 and Functool 2.6.6. Looking at such images, it is possible for a doctor to determine the changes in the brain at the molecular level and to plan eventual neurosurgery.