Jun 24, 2019   10:08 p.m. Ján
Academic information system

Summary of topics offered - Slovak university of technology in Bratislava


Basic information

Type of work: Dissertation thesis
Topic: Metóda výpočtu, spriemerňovania, zobrazovania a vyhodnocovania povrchových izochrónnych máp elektrického poľa srdca
Title of topic in English: Method of calculating, averaging, displaying and evaluating of body surface isochronous maps of the electric heart field
State of topic: approved (prof. Ing. Viktor Smieško, PhD. - Chairperson of Departmental Board)
Thesis supervisor: doc. RNDr. Katarína Kozlíková, CSc.
Faculty: Faculty of Electrical Engineering and Information Technology
Supervising department: Institute of Electrical Engineering - FEEIT
Max. no. of students: 1
Academic year:2019/2020
Proposed by: doc. RNDr. Katarína Kozlíková, CSc.
External educational institution: Institute of Measurement Science of the Slovak Academy of Science
Annotation: Povrchové mapovanie elektrického poľa srdca je neinvazívna metóda mnohozvodovej elektrokardiografie. Na rozdiel od štandardného 12-zvodového vyšetrenia so 6 hrudníkovými elektródami sa na hrudník prikladá veľký počet elektród a namiesto jednotlivých kriviek sa zobrazujú a analyzujú dvoj- alebo trojrozmerné obrazy nazývané mapy. Z matematického hľadiska ide o matice. Počet a poloha elektród závisia od konkrétneho použitého zvodového systému. Mapy zobrazujú rozloženie elektrického napätia na hrudníku v jednom časovom okamihu (izopotenciálové mapy - IPM), počas vhodne vybranej časti – intervalu srdcovej akcie (izointegrálové mapy - IIM) alebo zobrazujú časové hodnoty súvisiace s rozložením elektrického napätia na hrudníku (izochrónne mapy - ICHM), ktoré zodpovedajú určitým vybraným dejom v elektrickej činnosti srdca. Môžu to byť napríklad časové hodnoty súvisiace s tzv. prahovým napätím, s maximálnym napätím (R peak, T vlna), s intrisikoidným kmitom (minimálna negatívna derivácia), s trvaním depolarizácie a repolarizácie komôr (ARI interval). IIM a IPM reprezentujú spojité rozloženia, zatiaľ čo ICHM môžu byť nespojité, respektíve neúplné v zmysle, že v niektorých prvkoch matice nie je údaj definovaný. Treba preto vyriešiť, ako ďalej pracovať s takýmito údajmi, aby sme mohli získať napríklad priemerné ICHM pre tvorbu etalónov, ktoré zohľadnia tieto špecifiká ICHM bez skreslenia výsledku. Cieľom dizertačnej práce je vyvinúť vedecky podloženú metódu výpočtu, spriemerňovania, zobrazovania a vyhodnocovania (analýzy) povrchových izochrónnych máp elektrického poľa srdca, ktoré zohľadnia ich špecifiká bez skreslenia výsledku. Súčasťou metódy, prípadne viacerých metód, je aj príprava vhodného softvéru, ktorý v užívateľsky priateľskom prostredí umožní výpočet, zobrazenie a analýzu ICHM pre všetky zvodové systémy implementované v meracom zariadení ProCardio, s ktorým musí byť kompatibilný. Funkčnosť softvéru je potrebné overiť na vhodných súboroch zdravých osôb aj pacientov s rôznymi kardiovaskulárnymi ochoreniami. Od doktoranda sa očakáva záujem o túto tému, schopnosť logického a matematického myslenia, schopnosť samostatného štúdia odbornej literatúry v anglickom jazyku, zvládnutie vhodného programovacieho prostredia (napríklad MATLAB), schopnosť pracovať v tíme. Základná literatúra: • P. W. MACFARLANE et al. (Eds,): Comprehensive Electrocardiology. Second edition. London : Spinger Verlag. 2011. ISBN 978-1-84882-047-0. – vybrané kapitoly • K. KOZLÍKOVÁ et al.: Body surface isochrone maps of peak R in normal adolescent girls. In: Physiological Research 1993; 42(2): 99-102. ISSN 0862-8408. • K. KOZLÍKOVÁ et al.: Môžu izochrónne mapy komorovej aktivácie merané na povrchu tela odhaliť infarktové ložisko? In: Lékař a technika 1994; 25(3): 51-56. - ISSN 0301-5491. • K. KOZLÍKOVÁ: Povrchové integrálové mapy, ich charakteristiky a metódy kvantitatívnej analýzy. In: Bratislavské lekárske listy 1991; 91(11): 815-823. ISSN 0006-9248.
Annotation in English: The body surface mapping of the electric heart field is a non-invasive method of multi-lead electrocardiography. Unlike the standard 12-lead examination using 6 electrodes, a large number of electrodes are attached to the chest and two- or three-dimensional images called maps are displayed and analysed instead of individual curves. Mathematically, maps are matrices. The number and position of the electrodes depends on the particular lead system used. The maps show the distribution of the chest electrical voltage in one time instant (isopotential maps - IPM), during an appropriately selected part of the heart beat – an interval (isointegral maps - IIM), or display the time values associated with the distribution of chest electrical voltage (isochronous maps - ICHM) that correspond to certain action in the electrical activity of the heart. For example, it may be time values related to so-called threshold voltage, with maximum peak voltage (R peak, T wave), intrinsicoid deflection (minimal negative derivation), duration of ventricular depolarization and repolarization (ARI interval). IIM and IPM represent continuous distributions, while ICHM may be discontinuous or incomplete in the sense that there is no data defined in some matrix elements. It is therefore necessary to solve how to work with such data in order to obtain, for example, the average ICHM for the creation of standards that take into account these ICHM specifics without distorting the result. The aim of the PhD dissertation is to develop a scientifically based method of calculating, averaging, displaying and analysing body surface isochronous maps of the electric heart field, which take into account their specificities without distorting the result. Part of the method or several methods is also the preparation of suitable software that in a user-friendly environment allows the calculation, display and analysis of such ICHMs for all lead systems implemented in the ProCardio measuring device, with which it must be compatible. The functionality of the software needs to be verified at appropriate sets of both healthy persons and patients with various cardiovascular diseases. The PhD student is expected to be interested in this topic, to have the ability of logical and mathematical thinking, the ability to study the professional literature independently in English, to master a suitable programming environment (such as MATLAB), to work in a team. Basic literature: • P. W. MACFARLANE et al. (Eds,): Comprehensive Electrocardiology. Second edition. London : Spinger Verlag. 2011. ISBN 978-1-84882-047-0. – vybrané kapitoly • K. KOZLÍKOVÁ et al.: Body surface isochrone maps of peak R in normal adolescent girls. In: Physiological Research 1993; 42(2): 99-102. ISSN 0862-8408. • K. KOZLÍKOVÁ et al.: Môžu izochrónne mapy komorovej aktivácie merané na povrchu tela odhaliť infarktové ložisko? In: Lékař a technika 1994; 25(3): 51-56. - ISSN 0301-5491. • K. KOZLÍKOVÁ: Povrchové integrálové mapy, ich charakteristiky a metódy kvantitatívnej analýzy. In: Bratislavské lekárske listy 1991; 91(11): 815-823. ISSN 0006-9248.
Further information: u školiteľky



Limitations of the topic

To sign up for a topic it is necessary to fulfil one of the following restrictions

Limit to study programme
The table shows limitations of study programme, field, track the student has to be enrolled in to be able to register for a given topic.

ProgrammeTrackTrack
D-MT Measurement Technology-- not entered -- -- not entered --