Detail projektu

Optické snímání akčních potenciálů a jeho využití v kardiologii

Období řešení: 01.01.2001 — 31.12.2003

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Standardní projekty

- plně financující (2001-01-01 - 2003-12-31)

O projektu

Snímání akčních potenciálů buněk myokardu poskytuje důležitou informaci především pro diagnostiku poruch vzniku a vedení vzruchu v srdečním svalu. Jedním ze základních nástrojů výzkumu elektrofyziologie tohoto orgánu je mapování snímáním akčních potenciálů z více bodů na povrchu srdce. Následná analýza nasnímaných dat umožňuje odhalit změny způsobené některými závažnými patologickými stavy, např. ischemií. Optické mapování je novou technikou, která používá napěťově citlivých barviv a optických a elektrických obvodů. Optický systém navrhovaný v projektu používá technologie optických vláken, která umožňuje (oproti stávajícím systémům) globální mapování myokardu. Systém se stává pružným a neomezuje snímání jen na určité lokality. Tato netradiční metodika snímání akčních potenciálů přímo z povrchu srdce může zaujmout významné místo mezi registračními metodami v základním kardiologickém výzkumu. Její přínos lze spatřovat především v tom, že se jedná o neinvazivní získání dat, a to navíc z libovolného místa povrchu srdce. Zkoumaný orgán není traumatizován a získaná data jsou přesně experimentálně definována. Systém je navíc odolný proti nežadoucímu rušení. V projektu bude systém ověřen a využit ve sledování ischemických stavů a účinků farmak na srdeční sval. Z technického hlediska se jedná o špičkové zařízení využívající moderních optických a elektronických technologií.

Popis anglicky
Action potentials recording in cardiac myocytes is an important source of information for diagnosis of pathological changes of excitation and conduction in the heart muscle. Mapping of electrical activity in the heart by means of simultaneous action potentials recording from multiple sites on the heart surface is an essential tool of electrophysiology. Analysis of recorded data can reveal changes caused by serious changes in cardiac status such as ischemia. Optical mapping is a new technique that uses voltage sensitive dyes applied to the tissue, optics and electronic circuits. The optical recording system proposed in the project exploits fiberoptics that allows global mapping of the heart which is not available with conventional electrode systems. The system is flexible and recording is not restricted to selected sites. Optical mapping is potentially powerful technique that can become an important method in basic cardiology research. Its main advantage is that it acquires the data noninvasively from arbitrary site of the heart. The heart is not traumatized and recorded data are precisely defined. Also, the system is not influenced by common noise (e.g. powerline noise). The system will be tested and used for detection of ischemia and pharmacological studies in this project. From the technical point of view, the system uses cutting edge electrooptical technologies and will serve as an excellent source of experimental data.

Klíčová slova
optické snímání

Klíčová slova anglicky
optical recording

Označení

GA102/01/1494

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Provazník Valentine, prof. Ing., Ph.D. - hlavní řešitel
Blaha Milan, Ing., Ph.D. - spoluřešitel
Chmelař Milan, doc. Ing., CSc. - spoluřešitel
Kozumplík Jiří, doc. Ing., CSc. - spoluřešitel
Nováková Marie, prof. MUDr., Ph.D. - spoluřešitel
Szabó Zoltán, Ing., Ph.D. - spoluřešitel

Útvary

Ústav biomedicínského inženýrství
- příjemce (01.01.2001 - 31.12.2003)

Výsledky

NOVÁKOVÁ, M., PROVAZNÍK, I., BARDOŇOVÁ, J. Wavelet Analysis of the Effect of Sigma Ligand Haloperidol on Isolated Rat Heart. In Medicon 2001, iX Mediterranean Conference on Medical and BIological Engineering and Computing. Pula, Chorvatsko: International Federation for MEdical and Biological Engineering, 2001. p. 418 ( p.)
Detail

PROVAZNÍK, I., BARDOŇOVÁ, J., NOVÁKOVÁ, M., NOVÁKOVÁ, Z., KOZUMPLÍK, J. Changes in Time-Frequency Phase Spectra vs. ST-Segment Deviation For Detecting Acute Coronary Artery Occlusion. In Computers in Cardiology. Rotterdam: IEEE, Inc., 2001. p. 305 ( p.)ISBN: 0-7803-6557-7.
Detail

PROVAZNÍK, I.; KOZUMPLÍK, J.; KOLÁŘOVÁ, J.; NOVÁKOVÁ, Z.; NOVÁKOVÁ, M. Time-Frequency Analysis of Electrocardiograms. Lékař a technika, 2003, vol. 34, no. 2, p. 60 ( p.)ISSN: 0301-5491.
Detail

VESELÝ, Z., PROVAZNÍK, I. Optical Recording System of Action Potentials. In Proceedings of 8th Conference STUDENT EEICT 2002 Volume 2. Brno: Ing. Zdeněk Novotný CSc., Ondráčkova 105,Brno, 2002. p. 64 ( p.)ISBN: 80-214-2115-0.
Detail

BARDOŇOVÁ, J., PROVAZNÍK, I. Skryté Markovovy modely a jejich parametry v oblasti zpracování EKG signálů. In MediFórum. Brno: Kongresové centrum Brno, 2002. s. 26 ( s.)ISBN: 80-86607-01-1.
Detail

NOVÁKOVÁ, M., PROVAZNÍK, I. Time- And Time-Frequency Analysis Of Contractility And Desensitization In Multicellular Heart Preparations. In IFMBE Proceedings of EMBEC'02. Vienna, Austria: Verlag der Technischen Universitat Graz, 2002. p. 554 ( p.)ISBN: 3-901351-62-0.
Detail

BARDOŇOVÁ, J., PROVAZNÍK, I. Dynamic Time Warping For Adjustment Of Wavelet Description Of ECG Signals. In Student EEICT 2002. Brno: VUT Brno, 2002. p. 10 ( p.)ISBN: 80-214-2115-0.
Detail

ZADRAŽIL, M., KOZUMPLÍK, J., KOLÁŘ, R. Denoising of ECG Signal with Real and Complex Wavelets. In Elektrotechnika a informatika 2002. Zapadočeská univerzita v Plzni: Zapadočeská univerzita v Plzni, 2002. p. 329 ( p.)ISBN: 80-7082-904-4.
Detail

KOZUMPLÍK, J., KOLÁŘ, R. Wavelet Denoising of Electrocardiograms. In Analysis of Biomedical Signals and Images. Brno: Vutium Press, 2002. p. 220 ( p.)ISBN: 80-214-2120-7.
Detail

BARDOŇOVÁ, J., PROVAZNÍK, I., NOVÁKOVÁ, M., NOVÁKOVÁ, Z. Application Of Dynamic Time Warping In ECG Description For Recognition Of Myocardial Ischemia. In Analysis of Biological Signals and Images. Analysis of Biological Signals and Images Vol. 16. Brno: VUTIUM Press, 2002. p. 236 ( p.)ISBN: 80-214-2120-7.
Detail

BARDOŇOVÁ, J., PROVAZNÍK, I. The Number of States of the Hidden Markov Model in ECG Signal Processing. In Elektrotechnika a informatika 2002. Plzeň: Západočeská Univerzita, 2002. p. 95 ( p.)ISBN: 80-7082-904-4.
Detail

ZELINKA, L., SZABÓ, Z. Lossy ECG compression using different approximation algorithms. In POSTER 2001, Book of Extended abstracts. 2001. p. E34 ( p.)
Detail

ŠNAJDAR, J., SZABÓ, Z. EXTERNAL FORCE DEFINITION USED IN ACTIVE CONTOUR MODEL. In POSTER 2001 Book of Extended Abstracts. 2001. p. IC43 ( p.)
Detail

PETRŽELA, R., SZABÓ, Z. POLIGONAL SHAPE-COMPRESSION IN CONTEXT WITH MPEG-4 STANDARD. In POSTER 2001 Book of Extended Abstracts. 2001. p. C11 ( p.)
Detail

ZELINKA, L., SZABÓ, Z., FEDRA, P. Lossy ECG compression using different approximation algorithms. In Proceedings of BMEEDU 2001. Praha: 2001. p. 0 ( p.)
Detail

VESELÝ, Z., PROVAZNÍK, I., BLAHA, M., NOVÁKOVÁ, M. The Acquisition System for Simultaneous Recording of Action Potentials and ECG Signals in Isolated Heart. In Proceedings of the 2nd IEEE EMBSS UK & RI Postgraduate Conference in Biomedical Engineering & Medical Physics. 2003. p. 37 ( p.)ISBN: 0-9543157-1-5.
Detail

BARDOŇOVÁ, J., PROVAZNÍK, I., NOVÁKOVÁ, M. Detection of Myocardial Ischemia Using Hidden Markov Models. In Proceedings of Annual International Conference IEEE EMBS 2003. Cancun: IEEE, 2003. p. 1 ( p.)
Detail

KIČMEROVÁ, D., PROVAZNÍK, I. Wavelet Detection of Significant Points in ECG Signals. In RADIOELEKTRONIKA 2003 Conference Proceedings. Brno: 2003. p. 395 ( p.)ISBN: 80-214-2383-8.
Detail

PROVAZNÍK, I.; NOVÁKOVÁ, M.; VESELÝ, Z.; BLAHA, M.; CHMELAŘ, M. Electro-Optical Recording System for Myocardial Ischemia Studies in Animal Experiments. In Computers in Cardiology. Danvers, USA: IEEE, 2003. p. 573-576. ISBN: 0-7803-7266-2.
Detail

ZADRAŽIL, M., KOZUMPLÍK, J. Filtrace EKG pomocí pyramidové tranfomce s medianovými bloky. In Měřící a řídící technika v biomedicíně. VŠB- Technická univerzita Ostrava: VŠB- Technická univerzita Ostrava, 2003. s. 290 ( s.)ISBN: 80-248-0432-8.
Detail

ZADRAŽIL, M., KOZUMPLÍK, J. Filtrace signálů EKG s využitím mediánové pyramidové transformace. In EDS 2003 Electronic Devices and Systems Conference. FEKT 2003, VUT v Brně: VUT Brno, 2003. p. 158 ( p.)ISBN: 80-214-2452-4.
Detail

ZADRAŽIL, M., KOZUMPLÍK, J. Filtrace signálů EKG s využitím vlnkové transformace. In Sborník příspěvků konference Raděšín 2003. VUT v Brně, FEKT: VUT v Brně, FEKT, 2003. s. 62 ( s.)ISBN: 80-214-2479-6.
Detail

BLAHA, M., PROVAZNÍK, I. Neural Network Based Detection of Myocardial Ischemia. In Proceedings of 9th Conference and Competition STUDENT EEICT 2003. Brno: FEKT VUT BRNO, 2003. p. 17 ( p.)ISBN: 80-214-2378-1.
Detail

ZADRAŽIL, M., KOZUMPLÍK, J. Denoising of ECG with Wavelet Transform and Median Thresholds. In Proceedings of 9th Conference and Competition STUDENT EEICT 2003, Volume 1. Brno: FEKT VUT Brno, 2003. p. 194 ( p.)ISBN: 80-214-2378-1.
Detail

ZADRAŽIL, M., KOZUMPLÍK, J. Wavelet filtering with median thresholds. In Radioelektronika 2003. Brno: FEKT VUT v Brne, 2003. p. 249 ( p.)ISBN: 80-214-2383-8.
Detail

ČERVINKA, T. Stochastický vlnkový filtr pro potlačení rušení v obrazech. In Proceedings of 9th Conference and Competition STUDENT EEICT 2003. Brno: 2003. s. 23 ( s.)ISBN: 80-214-2377-3.
Detail

PROVAZNÍK, I., BARDOŇOVÁ, J., NOVÁKOVÁ, M., NOVÁKOVÁ, Z., KOZUMPLÍK, J. High Resolution Methods For Detection Of Electrophysiological Changes In The Ischaemic Heart. Scripta medica, 2002, vol. 75, no. 5, p. 223 ( p.)ISSN: 1211-3395.
Detail

CHMELAŘ, M.; VESELÝ, Z.: Optický detektor; Snímač změn osvětlení z optického vlákna (pro fluoroskopii). UBMI. (prototyp)
Detail

PROVAZNÍK, I.; CHMELAŘ, M.; VESELÝ, Z.; BLAHA, M.: EOS-AP; Elektro-optický snímač akčních potenciálů srdce (realizace v rámci projektu GAČR 102/01/1494 "Optické snímání akčních potenciálů a jeho využití v kardiologii" pro společné pracoviště ÚBMI FEKT VUT v Brně a FÚ LF MU Brno). ÚBMI FEKT VUT v Brně. (funkční vzorek)
Detail

Odpovědnost: Provazník Valentine, prof. Ing., Ph.D.