Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Mathematical oncology – what is it ?

100%

Roterman-Konieczna I.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2007

|

tom Vol. 3, no. 6

37--39

EN

The large-size medical databases describe in details many medical phenomena including carcinogenesis in particular. The integrative analysis of the detailed information is highly expected nowadays. The development of interdisciplinary teaching is necessary to reach this goal. The construction of the algorithm simulating the all functions of organism (cell) is the aim of the proteomics. The properly (correctly) working proteom reconstructing processes in the cell when disturbed in aim-oriented form may produce as the result the system characteristic for particular disease. It is assumed to recognize in this way the processes leading to carcinogenesis in particular. This why even the new discipline is postulated: mathematical oncology linking the knowledge of medical problems with the ability of the applicability of mathematical methods.

PL

Rozwój technik analitycznych w medycynie spowodował znaczący wzrost rozmiarów baz danych szczegółowych dotyczących zjawisk medycznych w tym analiz procesów nowotworzeni w szczególności. Oczekuje się, że potrzebą chwili jest integracyjna analiza tych szczegółowych danych, która – jak się zakłada – może doprowadzić do systemowego modelu procesu kancerogenezy. W tym celu jednak istnieje pilna konieczność nauczania integracyjnego łączącego dyscypliny medyczne z naukami komputerowymi. Konstrukcja systemu algorytmicznego odwzorowującego funkcjonowanie organizmu żywego prowadząca do konstrukcji proteomu umożliwiłaby symulacje procesów świadomie zaburzonych. Uzyskanie zgodności rezultatów symulacji takiego układu z obserwacjami eksperymentalnymi, które nazywamy symptomami chorobowymi pozwoliłaby na uzyskanie systemowej odpowiedzi na pytania o źródła procesów chorobowych w tym nowotworzeni w szczególności. Do tego celu potrzeba jest interdyscyplinarnej edukacji. Postuluje się wręcz nauczanie onkologii matematycznej łączącej medycynę z matematyką.

2

E-Learning As A New Tool In Medicine Teaching On The Example Of An Introductory Statistics Course

63%

Kononowicz A. A. , Roterman-Konieczna I.

|

tom Vol. 2, no. 3

61--65

EN

In this paper we present a short e-learning course concerning basic statistical concepts which represent quite an unattractive branch of knowledge for the medicinal students. Applets presented in this paper have been worked out in a manner linking the physician’s intuition with methods found in statistical tools. This effect has been gained by showing entities from a sample (the language of statistics) in a form of individualized images of particular patients (the language of medicine). The demonstrated e-learning model allows the translation of the physician’s experience in contact with many patients into a generalized analysis of a set with a great amount of elements. The sophisticated mathematical mechanism is hidden from the student, however the results have an significant influence in the analysis and interpretation of the data. The learning module presented in this paper has been judged by students.

PL

W pracy przedstawiono krótki kurs e-learningowy dotyczący podstawowych pojęć statystycznych, które reprezentują dyscyplinę mało atrakcyjną dla studentów medycyny. Przedstawione w pracy aplety opracowane zostały w sposób łączący intuicję lekarza z metodami implementowanymi w narzędziach statystycznych. Uzyskano to dzięki prezentacji elementów zbioru( język statystyki) w postaci zindywidualizowanych obrazów poszczególnych pacjentów (język medycyny). Zaprezentowany model e-learningu pozwala przełożyć doświadczenie lekarza kontaktów z wieloma pacjentami na uogólnioną analizę zbioru o dużej liczbie elementów. Skomplikowany aparat matematyczny jest dla studenta niewidoczny aczkolwiek wyniki uzyskane mają istotne znaczenie dla analizy i interpretacji wyników. Przedstawiony w pracy moduł dydaktyczny poddany został ocenie studentów.

3

Forensic voice comparison by means of artificial neural networks

51%

Sałapa K. , Trawińska A. , Roterman-Konieczna I.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2013

|

tom Vol. 9, no. 4

191--197

EN

This article examines the effectiveness of artificial neural networks (ANNs) as forensic voice comparison techniques. This study specifically considers feed-forward multilayer perceptron (MLP) and radial basic function (RBF) network models. Formant frequencies of Polish vowel e (stressed or unstressed) in selected contexts were used as predictors. This has already been confirmed in an earlier investigation that determined that dynamic formant frequencies of vowels are powerful elements in distinguishing the voice. It has been concluded that neural networks might assist in distinguishing speakers from the others with very good accuracy, reaching 100%. MLP models should be given preference. The results of the investigation have shown the influence of vowel e triads on the effectiveness of correct classification rates. In addition, the authors have determined that the accuracy of classification is greater when based on a single context than for similar input data aggregated over several different contexts.

4

Hydrophobic core structure of macromomycin – the apoprotein of the antitumor antibiotic auromomycin – fuzzy oil drop model applied

51%

Roterman-Konieczna I. , Banach M. , Konieczny L.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2015

|

tom Vol. 11, no. 3

177--181

EN

The fuzzy oil drop model was applied to analyze the structure of macromomycin, the apoprotein of the antitumor antibiotic auromomycin, revealing the differentiation of β-structural fragments present in β-sandwich. The seven-stranded antiparallel β-barrel and two antiparallel β-sheet ribbons represent the highly ordered geometry of the structure. However, participation in hydrophobic core formation appears different. The structure of the complete domain represents the status of the irregular hydrophobic core; however, some β-structural fragments appear to represent the hydrophobicity density distribution accordant with the idealized distribution of hydrophobicity as expected using the fuzzy oil drop model. Four β-structural fragments generating one common layer appear to be unstable in respect to the general structure of the hydrophobic core. This area is expected to be more flexible than other parts of the molecule. The protein binds the ligand – chromophore, two 2-methyl-2,4-pentanediol – in a well- defined cleft. The presence of this cleft makes the general structure of the hydrophobic core irregular (as it may be interpreted using the fuzzy oil drop model). Two short loops generated by two SS bonds fit very well to the general distribution of hydrophobicity density as expected for the model. No information about the potential amyloidogenic character of this protein is given in the literature; however, the specificity of the hydrophobicity distribution profile is found to be highly similar to the one observed in transthyretin (Banach M, Konieczny L, Roterman I. The fuzzy oil drop model, based on hydrophobicity density distribution, generalizes the influence of water environment on protein structure and function. J Theor Biol 2014;359:6–17), suggesting a possible tendency to turn to the amyloid form. A detailed analysis of macromomycin will be given, and a comparable analysis with other proteins of β-sandwich or β-barrel will be presented.

5

Wspomagany komputerowo wielościeżkowy system egzaminowania studentów medycyny

51%

Kononowicz A. , Żabińska-Popiela M. , Roterman-Konieczna I. , Krzysiek J.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2005

|

tom Vol. 1, no. 1/2

165--170

PL

Wadą wielu współczesnych metod egzaminacyjnych w medycynie jest wyrywkowe sprawdzanie wyuczonej wiedzy książkowej. Sposób ten odbiega od praktyki lekarskiej, w której lekarz musi przede wszystkim umieć właściwie postępować z pacjentem, a nie odpowiadać na szczegółowe pytania teoretyczne. W opracowanym przez nas komputerowym systemie egzaminowania student konfrontowany jest z pewnym przypadkiem medycznym (pacjentem indywidualnym), a jego zadaniem jest samodzielny wybór właściwej metody leczenia pacjenta. Podejmowane decyzje wpływają na to, jakie pytania będą stawiane podczas dalszego przebiegu testu. Niewłaściwe odpowiedzi mogą spowodować dalekie odejście osoby egzaminowanej od właściwej ścieżki postępowania w leczeniu pacjenta. Opis egzaminów w realizowanym przez nas systemie jest niezależny od aplikacji służącej do ich przeprowadzania. Opracowane modele testów mają strukturę grafów skierowanych. Opisy przechowywane są w formacie XML, co sprzyja prostemu tworzeniu nowych egzaminów i łatwej ich wymianie. Utworzony został przykładowy wielościeżkowy test sprawdzający wiedzę z dziedziny położnictwa. Omawiany przez nas wspomagany komputerowo system eg- zaminowania może stać się cennym uzupełnieniem klasycznych metod egzaminacyjnych przeznaczonych dla studentów medycyny.

EN

Randomized check of detailed medical facts is a disadvantage of many present examination methods in medicine. In fact this approach diverges from the practical medicine, where a physician should know how to deal with patients and not answer detailed theoretical questions. Hence in our computer-based assessment system we present a medical case and the student's task is to choose the correct treatment steps. Student's decisions influence what questions will be asked during further examination process. Wrong answers may lead the student far away from the correct treatment path. In our approach, examination descriptions are independent of the testing application. The examination models have the structure of a directed graph. Models are stored in XML format which enables us to create, extend, and exchange examinations easily. We have created an exemplary examination model for testing knowledge in midwifery. Our computer-based examination system may become a useful extension of classical examinations for students of medicine.

6

Grid Systems And Their Applications To Biomedical Science

51%

Malawski M. , Szepieniec T. , Roterman-Konieczna I.

|

tom Vol. 2, no. 3

43--46

EN

In this paper we briefly introduced the current developments in e-science and the potential the Grid technology can bring to the scientific community in terms of sharing computing power, access to scientific data and supporting collaboration. After high energy physics, which was the pioneering science exploiting the benefits of grid systems, now also the biomedical sciences are beginning to join the Grid community. The important issue is that the adaptation of applications to the grid requires some effort; therefore a close collaboration between computer scientists (grid experts) and domain scientists becomes a crucial factor to success. What makes the collaboration between biomedical and grid computing community especially promising and challenging is the fact that the complexity of the biological systems is so high, that even the largest computing infrastructure such as EGEE project is not powerful enough to solve all the problems of biomedical science. This still requires a lot of interesting scientific work in the development of new bio-algorithms and grid technologies to support them.

PL

Celem artykułu jest przedstawienie podstawowych zagadnień dotyczących systemów gridowych i ich zastosowań w naukach biologicznych i medycznych. Ideą systemów gridowych jest współdzielenie zasobów pomiędzy rozproszonymi ośrodkami komputerowymi na świecie, w celu efektywniejszego wykorzystania ich mocy obliczeniowej i umożliwienia realizacji zadań wymagających współpracy pomiędzy wieloma grupami naukowców. Aplikacje mogące wykorzystać potencjalne możliwości gridu to takie obliczenia, które dają się wykonać w sposób równoległy, czyli dają się podzielić na większą ilość zadań do wykonania. Systemy gridowe umożliwiają automatyczne przydzielanie zadań do dostępnych zasobów obliczeniowych oraz przesyłanie danych w obrębie gridu. Obecnie największa na świecie infrastruktura gridowa projektu EGEE dysponuje 30000 procesorów i 14 PB danych w 180 ośrodkach w 42 krajach świata. Przykładami biomedycznych aplikacji gridowych są symulacje struktury białek, testowanie leków przeciwko wirusom ptasiej grypy, symulacje przepływu w układzie krwionośnym pacjenta a także analizy statystyczne i epidemiologiczne na dużych klinicznych zbiorach danych.

7

Advanced measurement of saccadic eye movements – study of invariable and significant physiological features

51%

Walecki P. , Lasoń W. , Roterman-Konieczna I.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2008

|

tom Vol. 4, no. 8

81--92

EN

Precise measurements of rapid eye movements (saccades) are becoming more widespread. Because is important to answer the question whether how is a measurement error. This paper presents the measurement of about 3000 saccades in one person. It was performed in 14 times the same set of tests. For each of the 14 studies calculated mean and standard deviations of each parameter of the dynamics of eyeball movement, i.e. duration, peak velocity, average velocity, slope, sharpness, Q, and amplitude. These parameters were calculated depending on the amplitude, the type of the task and direction of eyeballs movement (left or right). The results show that the saccadic parameters are a good indicator to assess psychophysical functions.

8

Involvement of medical experts in legal proceedings: an e-learning approach

51%

Dygut J. , Płonka S. , Roterman-Konieczna I.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2014

|

tom Vol. 10, no. 3

159--165

EN

E-learning programs based on the “Virtual Patient” paradigm familiarize students with the process of combining information derived from different branches of medical science. In addition, medical practice often requires paralegal knowledge – for example, when determining the degree of disability or taking part in medical malpractice proceedings. This paper serves as an introduction to inclusion of modern IT tools in teaching curricula. Such tools are available to almost every student of medical sciences and frequently employ the “Virtual Patient” concept mentioned above. For the purposes of our study, we have prepared a selection of training materials using the CASUS software. The specific features of our study include involvement in legal proceedings based on a retrospective approach, i.e., reconstruction of past events.

9

A method of predicting the secondary protein structure based on dictionaries

51%

Roterman-Konieczna I. , Fabian P. , Stąpór K.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2015

|

tom Vol. 11, no. 3

163--170

EN

The shape of a protein chain may be analyzed at different levels of details. The ultimate shape description contains three-dimensional coordinates of all atoms in the chain. In many cases, a description of the local shape, namely secondary structure, is enough to determine some properties of proteins. Although obtaining the full threedimensional (3D) information also defines the secondary structure, the problem of finding this precise 3D shape (tertiary structure) given only the amino acid sequence is very complex. However, the secondary structure may be found even without having the full 3D information. Many methods have been developed for this purpose. Most of them are based on similarities of the analyzed protein chain to other proteins that are already analyzed and have a known secondary structure. The presented paper proposes a method based on dictionaries of known structures for predicting the secondary structure from either the primary structure or the so-called structural code. Accuracies of up to 79% have been achieved.

10

Genetic traces of never born proteins

45%

Piwowar M. , Matczyńska E. , Malawski M. , Szapieniec T. , Roterman-Konieczna I.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2017

|

tom Vol. 13, no. 2

79--87

EN

The presented results cover issues related to proteins that were “never born in nature”. The paper is focused on identifying genetic information stretches of protein sequences that were not identified to be existing in nature. The aim of the work was finding traces of “never born proteins” (NBP) everywhere in completely sequenced genomes including regions not expected as carrying the genetic information. The results of analyses relate to the search of the genetic material of species from different levels of the evolutionary tree from yeast through plant organisms up to the human genome. The analysis concerns searching the genome sequences. There are presented statistical details such as sequence frequencies, their length, percent identity and similarity of alignments, as well as E value of sequences found. Computations were performed on gLite-based grid environment. The results of the analyses showed that the NBP genetic record in the genomes of the studied organisms is absent at a significant level in terms of identity of contents and length of the sequences found. Most of the found sequences considered to be similar do not exceed 50% of the length of the NBP output sequences, which confirms that the genetic record of proteins is not accidental in terms of composition of gene sequences but also as regards the place of recording in genomes of living organisms.

11

Zastosowanie kryptografii w telekonsultacji kardiologicznej

38%

Sarapata K. , Bilo G. , Pyrczak W. , Kononowicz A. , Roterman-Konieczna I. , Kawecka-Jaszcz K.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2005

|

tom Vol. 1, no. 1/2

365--368

PL

W niniejszej pracy przedstawiamy prototyp sieciowego systemu umożliwiającego prowadzenie bezpiecznych i poufnych telekonsultacji kardiologicznych. Zaletą tego systemu jest możliwość kontroli stanu pacjenta niezależnie od miejsca jego przebywania. Ponieważ lekarz nie może ustalać rozpoznania nie widząc i nie badając pacjenta, dlatego nasz system służy jedynie do monitorowania stanu pacjenta z już ustalonym rozpoznaniem i leczeniem. Jako zastosowanie takiego systemu wybrano monitorowanie leczenia przeciwkrzepliwego. Podstawową informację przekazywaną lekarzowi jest tzw. wskaźnik INR (Czas protrombinowy), który jest miarą skuteczności leczenia. (Pacjent jest zobligowany do regularnego oznaczania INR w laboratorium). Na jego podstawie lekarz modyfikuje dawkowanie. Komunikacja pomiędzy lekarzem i pacjentem dokonuje się przez medyczny serwer w sieci Internet. Każda ze stron posiada parę kluczy kryptograficznych. Pacjent na przypisanym sobie terminalu wypełnia formularz, który zawiera pytania stawiane pacjentowi w czasie wywiadu lekarskiego (tutaj będzie to wskaźnik INR oraz informacje dodatkowe). Lekarz odbiera wprowadzone informacje od pacjenta i wpisuje pod nimi swoje wnioski, które podpisuje elektronicznie i przesyła pacjentowi. Pacjent i lekarz posiadają certyfikaty podpisane przez niezależne centrum autoryzacji, które umożliwiają dostęp na specjalnie do tego celu dedykowany serwer z określonym przydziałem ról (pacjenci lub lekarze). Zdobyte przez nas doświadczenie może być wykorzystane przy realizacji koncepcji e-recepty (elektroniczne recepty). Nasza prezentacja ma na celu przedstawienie możliwości technicznych i prawnych bezpiecznego monitorowania stanu pacjenta w kardiologii.

EN

A prototype of a web-based system enabling secure confidential teleconsultation in cardiology is presented. Advantage of our system is the possibility to control the patient's state regardless of his or her current location. Since the visual contact of doctors with patients is necessary to make a diagnosis, our system is ocused on monitoring patient's state on condition of earlier recognised diagnosis. Anticoagulant treatment has been selected as the field of application of our system. The basic information transmitted to the physician is the INR value (prothrombin time), which estimates treatment efficiency. (A patient is obliged to test INR regularly in a laboratory). On the basis of INR, the physician is able to modify patient's drug dosage. Communication between physician and patient is implemented through a medical server connected to the Internet. Each pair-pair. The patient fills out a form on his computer, which contains questions to be asked to the patient during the anamnesis (in our case it is INR and additional information). The physician receives information from patient, adds his findings, puts the digital signature and sends everything back to the patient. Both the patient and the physician are equipped with digital certificates verified by an independent certification authority, which enables access to a dedicated medical server with identified roles of the participants (patient, physician). Experience gained may be useful in accomplishment of the eprescription project. The goal of our presentation is to show the technical and legal significance of secure monitoring of patient's state in cardiology.

12

A serious game – a new training addressing particularly prospective memory in the elderly

32%

Laskowska I. , Zając-Lamparska L. , Wiłkość M. , Malicki M. , Szałkowska A. , Jurgielewicz A. , Lewandowski P. , Węgrzyn P. , Roterman-Konieczna I. , Izdebski P.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2013

|

tom Vol. 9, no. 3

155--165

EN

A training in the form of a computer game that aims at improving five cognitive functions in the elderly has been developed: visuospatial memory, attention, memory for prose, working memory and prospective memory. It was devised as a collaboration among the Department of Cognitive Psychology in Warsaw, Department of Individual Differences Psychology in Bydgoszcz, Faculty of Physics, Astronomy and Applied Computer Science – Game Academy in Cracow, and Department of Human Psychology and Department of Psychiatry of Ludwik Rydygier Collegium Medicum in Bydgoszcz. This software is an example of the so-called serious games. To the best of our knowledge it is the first one to focus particularly on prospective memory. This is the first report concerning the present training, which is currently being elaborated. The next step in its development will be testing its validity.

13

Tworzenie i rozdział kompleksów białek surowicy z barwnikami supramolekularnymi w elektroforezie dwukierunkowej - próba opracowania komputerowej techniki analizy obrazu rozdziałowego

32%

Rybarska J. , Spólnik P. , Drozd A. , Konieczny L. , Piekarska B. , Stopa B. , Zemanek G. , Król M. , Roterman-Konieczna I.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2005

|

tom Vol. 1, no. 1/2

133--138

PL

Praca przedstawia badania eksperymentalne mające na celu wykrycie zmian w składzie białkowym zmienionej chorobowo surowicy ludzkiej. Dla wykrycia zmian opracowano dwukierunkową technikę elektroforetyczną umożliwiającą tworzenie kompleksów przez barwniki o charakterze ciekłokrystalicznym z białkami. Taśmowe micele barwnika mogą przylegać do szkieletu łańcucha polipeptydowego w obszarach jego ekspozycji, tworząc kompleksy. Warunki elektroforetyczne pozwalają na usunięcie nadmiaru oraz puli słabo związanego z białkami barwnika. Tworzenie kompleksów w elektroforezie pozwala na ujawnienie kompleksów białek z barwnikami, które wędrują szybciej niż białka niezaangażowane w wiązanie barwnika. Nieprawidłowe oraz przejściowo zdestabilizowane natywne białka mogą być podatne na penetrację i wiązanie dużych supramolekularnych ligandów. Do grupy białek wiążących należą białka szpiczakowe oraz serpiny, haptoglobiny i immunoglobuliny, ulegające przegrupowaniu podczas tworzenia kompleksów ze swoimi fizjologicznymi ligandami. Elektroforeza surowicy prowadzona jest dwuetapowo w prostopadłych względem siebie kierunkach. Pierwszy rozdział jest standardowy. Drugi modyfikowany jest przez kontakt i ewentualną interakcję rozdzielonych uprzednio białek z dodanym barwnikiem. Szybciej wędrujący barwnik, którego punkt nałożenia znajduje się poniżej białek, napotyka w trakcie wędrówki i wyprzedza białko. Białka zdolne do tworzenia kompleksów zabarwiają się w takich warunkach oraz wędrują szybciej od swoich nieskompleksowanych z barwnikiem odpowiedników. Po redukcji barwników dwutioninem sodowym z następowym zabarwieniem błękitem bromofenolowym, można uzyskać kompletny proteinogram rozdzielanej surowicy. Próby opracowania pół-automatycznej i automatycznej analizy uzyskiwanego w elektroforezie rozdziału plam zostały ostatnio podjęte.

EN

Two-dimensional agarose electrophoresis was used to create suitable conditions for the formation of protein complexes with supramolecular dyes. Ribbon-shaped dye molecule ligands adhere during complexation to the polypeptide backbone of β-conformation within protein clefts. The electrophoresis helps to remove the dye excess and the dye weakly attached to protein molecules. It simultaneously allows for the exposure of protein-dye complexes migrating faster than proteins not engaged in complexation. Abnormal and transiently destabilized native proteins become susceptible to penetration and binding by large supramolecular dye ligands. This includes many myeloma proteins as well as serpins, haptoglobins and immunoglobulins engaged in their natural complexes. Electrophoresis of serum proteins is conducted in two steps: the first is a standard electrophoresis while the second (perpen-dicular run) is modified by the contact and interaction of separated serum proteins (during the first step) with the added dye. The fast migrating dye, for which the starting position is retreated versus to that of proteins, meets and overruns the proteins. The proteins which are susceptible to dye penetration and binding become stained and their migration is accelerated. The complete proteinogram including the binding and non-binding dye proteins may be revealed by standard staining with bromophenol blue after removal of the supramolecular dye. An attempt for semi-automatic or automatic analysis of spots distributed in electrophoresis has been undertaken.