Обработка и анализ на биомедицински сигнали и данни

Ръководител на секцията

проф. дтн Ивайло Христов

  • Email: Ivaylo.Christovbiomed.bas.bg
  • Телефон: (359 2) 9793635
  • Факс: (359 2) 8723787
  • Адрес: ул. “Акад. Г. Бончев”, блок 105, стая 202
    София 1113, България

Състав на секцията

Основни научни направления

  • Разработен е комплексен подход за отвеждане, обработка, анализ и визуализация на ЕКГ сигнали, включващ компактни усилвателни структури за синхронен запис на 12-те стандартни отвеждания и цифрови процедури за пълно отстраняване на мрежови смущения без да се засяга ЕКГ спектър, потискане на дрейф и тремор. Разработени бяха алгоритми за детекция на границите на ЕКГ вълни, измерване на време-амплитудни параметри и диагностична класификация.
  • Използвани са подобрени методи за анализ на вариабилитета на сърдечния ритъм с по-висока точност и разширена спектрална област. Методите са приложени за ранна диагностика на автономната невропатия при болни от диабет деца, за разпознаване на лека хипертония, за изследване на реактивността на вегетативната система и др.
  • Изследван и внедрен е метод за прилагането на кратка серия от бифазни импулси при електрохемотерапия, позволяващ по-ефикасно и по-лесно поносимо лечение на злокачествени кожни тумори.
  • Изследвани са ефикасни и щадящи дефибрилационни импулси – бифазни, с автоматично регулиране на параметрите на накъсани модулирани импулси според трансторакалното съпротивление на пациента. Формата им беше оптимизирана с помощта на модели на торакса, трансмембранния потенциал на сърдечните клетки и редица клинични експерименти. Импулсите бяха внедрени в нови серии дефибрилатори.
  • Измерени са значителен брой морфологични показатели на сърдечни контракции в международно признати и анотирани бази данни. Измерванията са използвани за автоматична класификация на сърдечните контракции при анализ на аритмии. Класификацията се извършва с невронни мрежи, дискриминантен анализ, най-близките K-съседи и др.
  • Създадени са методи за автоматично разпознаване на сърдечните контракции в ЕКГ. Детекцията се извършва в един или произволен брой отвеждания. Статистическите показатели са по-високи от, или съизмерими с, известните в научната литература.
  • Синтезиран е обобщен индекс на сърдечен риск в спешната несърдечна хирургия по данни за исхемия от ЕКГ.
  • Въз основа на прецизно автоматично измерване на времеви интервали в електрокардиограмата е разработен метод за анализ на важен изчислим електрокардиографски показател (QT дисперсия). Резултатите от прилагане на метода в кардиохирургията показват, че достоверното намаляване на QT дисперсията след направен байпас е признак за подобряване на камерната реполяризация след операцията. При съвместни изследвания с кардиолози е установена отрицателна корелация между QT дисперсията и реактивността на брахиалната артерия при пациенти с ангина пекторис, миокардна исхемия и с ангиографски доказано заболяване на коронарната артерия.

Изследователски проекти

Текущи проекти

  1. Оценка на влиянието на неинвазивната вентилаторна терапия върху невро-вегетативния статус при пациенти със синдром на обструктивна сънна апнея посредством 16-канален апаратно-програмен комплекс за високочестна електрокардиография и дихателен сигнал
    Споразумение за сътрудничество между БАН и Schiller AG, Швейцария, 2013-2014.
    Ръководител: проф. Михаил Матвеев
  2. Проектиране и разработка на 16-канален електрокардиографски симулатор за директно възпроизвеждане на стандартизирани бази данни
    Споразумение за сътрудничество между БАН и Schiller AG, Швейцария, 2013-2014.
    Ръководител: доц. Татяна Добрева
  3. Промени на QRS комплекса и Т вълната на пациента в зависимост от натоварването по време на стрес тест ECG (задача от рамков договор Анализ на цифрови
    електрокардиографски данни)

    Споразумение за сътрудничество с CNR – Italy, St George’s University of London, UК, 2010-2015.
    Ръководител от ИБФБМИ: проф. Ивайло Христов
  4. Анализ на цифрови електрокардиографски данни
    Съвместен проект с Университет “St George”, Лондон и Институт по биомедицинско инженерство – Италиански национален съвет за научни изследвания (ISIB-CNR), 2010-2015.
  5. Методи и алгоритми за регистриране, обработка, анализ и класификация на биомедицински данни, сигнали и образи и реализацията им в електронна клинична и животоспасяваща апаратура
    Съвместен проект с Schiller AG, Баар, Швейцария, от 2006.

Приключили проекти

Международно сътрудничество

  • Institute of Biomedical Technology, Патра, Гърция
  • Schiller-Medical SA, Висамбур, Франция
  • Schiller AG, Баар, Швейцария
  • Tampere international center for signal processing, Тампере, Финландия
  • Institute of Biomedical Engineering, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Падуа, Италия
  • Cancer Institute “Regina Elena”, Рим, Италия
  • St George’s University of London, Лондон, Великобритания

Патенти

  • Cansell A., Daskalov I. (2003) Modulated defibrillation elementary pulse train. European patent 20010934083, Assignee: Schiller Medical (Fr)
  • Cansell A., Daskalov I. (2003) Impulses or a series of impulses for defibrillation and device to generate them. United States Patent 20030078622, Assignee: Schiller Medical (Fr)
  • Mudrov N., Daskalov I., Peicheva E., (2002) Method and instrumentation for electrochemotherapy, № 63712.

Награди

  • 2008 – Михаил Матвеев – Награда за високи научни постижения, Съюз на учените в България
  • 2008 – Михаил Матвеев – Награда за най-добро представяне на конференция Computers in Cardiology
  • 2008 – Ивайло Христов – 1во място на международен конкурс “Откриване и оценка на периодични изменения на Т-вълната” организиран от Physionet/Computers in Cardiology
  • 2007 – Весела Кръстева – Награда за високи научни постижения на млади учени, Съюз на учените в България
  • 2007 – Ирена Жекова – Награда за високи научни постижения на млади учени, Съюз на учените в България
  • 2006 – Ивайло Христов – 2ра награда в международен конкурс “Измерване на QT интервали” организиран от Physionet/Computers in Cardiology: Раздел 1: “Ръчни и полуавтоматични методи” и Раздел 3: “Напълно автоматизирани методи с предоставяне на кода на програмата”
  • 2006 – Весела Кръстева – Награда “Марин Дринов” за млади учени на БАН
  • 2006 – Весела Кръстева – Диплома за съществени научни приноси на Министерство на образованието и науката
  • 2005 – Съвместна награда на учени от секцията и от Schiller-Medical SAS, France, “L’Invention de Strasbourg” от Асоциацията на Изобретателите и Индустриалците във Франция за изделието “Easy port defibrillator”
  • 2005 – Иван Даскалов и Николай Мудров, диплома за изделие “Неинвазивен монитор за дихателна дейност“ от Българска Стопанска Камера

Провеждани обучения

  • Информационни технологии в медицината – Технически университет – София
  • Обработка и анализ на биомедицински сигнали – Технически университет – София
  • Обработка на медицински образи – Технически университет – София
  • Изкуствен интелект – Технически университет – София
  • Компютърна периферия– Технически университет – Варна
  • Цифров дизайн – Технически университет – Варна

Избрани публикации