Последна редакция 10 сеп.09
Аз съм инженер. Роден съм 1949г. На 11 години си направих детекторен приемник и оттогава радиото ми е хоби (радиолюбител съм LZ1AQ) и част от професията ми. Завърших софийското ВМЕИ през 1967 год. – специалност Далекосъобщителна техника. Спомням си, че при приемния изпит за малко не ми стигна бала за Радиотехника. Впоследствие разбрах, че специалността няма особено значение. Не бях добър студент – т.е. нямах добри оценки на изпитите, но за сметка на това имах сериозен интерес към техниката (и спорта). Лекциите ме отегчаваха и аз обикновено заспивах на 5-ата минута. Известна част от преподавателите бяха посредствени и правеха всичко възможно да се загуби интерес към преподавания предмет. За радост, природата си знае своето - убеден съм, че във всеки випуск има 5-10% студенти, които действително имат чист и алтруистичен интерес към това, което изучават и въпреки образователната система стават много добри инженери независимо от успеха им по време на следването.
Спомям си, че защитих дипломна работа на тема „Слухът като анализатор на информация” – темата беше много интересна и бях навлязъл доста надълбоко. Сам си я избрах. Бях направил хардуерен модел на слухов нервен рецептор. Защитата ми беше провал –получих оценка 3. Комисията се мотивира с това, че дипломната работа е само 17 страници заедно с кориците. Това още повече затвърди убеждението ми, че съм на правилен път – трябва да се пише максимално кратко и ясно – без талаш!
Реших, че бъдещето е в приложенията на техниката в биологията и медицината - този извод е тривиален; истината беше, че ми беше много, много интересно. Моят по-възрастен приятел и съмишленик Стефан Дунев ми каза за едно място, където се работи по този въпрос – Централна лаборатория за електронна медицинска апаратура (ЦЛЕМА) към Мед.Академия. Шеф беше покойният вече Иван Даскалов. Отидох там, но нямаше свободно място – Даскалов взимаше само проверени хора. Разбрахме се, че мога да работя по някаква тема без заплащане. Тогава постъпих на работа в сервиза за медицинска апаратура. Занимавах се с ремонт на лабораторна техника и си спомям, че ходех по обектите за сервиз само с една отвертка. Едновременно разработвах (на теория) един многоканален усредняващ анализатор на ЕЕГ. Изглежда, че теоретичните ми напъни са били оценени, защото след 1 година ( около1977г.) обявиха конкурс за научен сътрудник. Спечелих го (не си спомням дали имаше други кандидати) и така оттам-нататък изкарах до 1991 г.
Работата в ЦЛЕМА беше много творческа – правеха се уникални апарати за изследвания на човека – главно електрофизиологични. Хората бяха супер и атмосферата беше свободна. Там направих и повечето си изследвания и инженерни решения. Заедно с колегите разработихме цяла фамилия от български електрокардиографи, които бяха произвеждани серийно в периода 1985-1994 г. През 1987 г защитих дисертация за Доктор на техническите науки без да имам кандидатска дисертация преди това. Бях на 37 години, бях уверен в себе си, не се страхувах от предстоящите битки и знаех, че заслужавам титлата. Защитата мина успешно, но след това ВАК реши, че има нещо гнило – назначиха суперрецензент – теоретик електротехник, който даде отрицателна рецензия. Една от тезите на тази отрицателна рецензия беше, че докторската дисертация трябва да е „венецът на една дълга научна кариера...” Преборихме се и с това. През 1991 година напуснах „социализЪма” и създадох частна фирма Сигнакор (www.signacor.com) с ясната цел да си оправя материалното положение. Идеята беше да се направи търговска ЕКГ Холтер система (24 часов запис и анализ на електрокардиограмата). Тогава това бяха много скъпи апарати и записваха кардиограмата на портативно магнетофонче. Заедно с колегите ( Р.Арнаудова, Ст. Дунев, Х. Бакъджиян и по-късно Г. Нешев) направихме чисто електронен холтер – първата памет за ЕКГ беше с големина 1 Мбайт статичен RAM. Сега ми се струва, че съм бил доста луд да се захвана с това. Имах си осигурено академично бъдеще – бях доктор на науките и току-що бях станал старши научен сътрудник. Но времената бяха такива - фирмата излезе успешна и повече от половината холтери в България са наши– и са много добри.
Тъй като техническото любопитство ми е в кръвта, все още се занимавам с полу-научни изследвания в свободното от фирмени задължения време. Покрай фирмените разработки направих няколко добри работи, които публикувам само на ежегодната конференция на ВМЕИ в Созопол - времето, мястото и атмосферата са приятни и се виждам с много приятели. Освен това да публикуваш в международни списания отнема много време и е скъпо! Науката стана много комерсиална и предмет на кариера на прекалено много хора – затова и повечето от това, което се публикува, почти няма трайна стойност.
Като инженер съм забелязъл, че в областта, в която работя, всъщност повечето от научните публикации (и в световен план) представляват доста предварителни, съзнателно или несъзнателно недовършени решения или изследвания. И една допълнителна подробност – тези решения не са част от краен продукт, който да докаже себе си в реалния живот. Подобни предварителни решения, и даже още много други, винаги присъстват в главите на способните инженери. Всеки добър инженер ще ви каже, че често има много решения на даден проблем – някои от тях даже много добри, но се избира едно, което върши работа. Всички тези потенциални решения могат да се превърнат в огромно количество „стабилни” научни публикации – и какво от това! Изобщо това размиване и дребно-темие е сериозен проблем в т.нар. „научно-приложни области”. Струва ми се, че се губи големият им смисъл - да подхранват инженерите, създаващи конкретна апаратура. Такъв вид смислени изследвания вече на практика се правят само във фирмите и обикновено не се публикуват преди патентоване (ако изобщо се публикуват). За да бъда ясен, като казвам инженер, не разбирам някакъв чичо практик, който се отнася с насмешка към теоретичните напъни на своите колеги (въпреки, че понякога може би има право). Опростачването в България винаги е било силно и човекът на действителния умствен труд винаги е гледан с недоверие от „народа” и от по-пробивните си колеги от гилдията. Тези, за които е написано това, ще ме разберат.
Напоследък интелектуално се занимавам главно с моята стара страст – радиото. Правя неща – теоретични и хардуерни (непрофесионално), които нямат никаква комерсиална стойност. Интересите ма са в SDR (Software Defined Radio), проектиране на антени ( някои с CAD система) и експерименталната им проверка. За справка отидете на моя любителски сайт. (www.lz1aq.signacor.com)
В настоящата страница публикувам само работи в областта на биомедицинското инженерство, които смятам, че са добри и са издържали проверката на времето. Някои от тях е възможно да са все още актуални, така че този самиздатски напън да може да има не е само историческа стойност. Списъкът е хронологичен. Главите от дисертацията са от оригиналния текстов DOS файл без никакви фактически корекции с добавени снимки на фигурите.
Levkov, Ch. (1982) Amplification of biosignals by body potential driving. Medical & Biol. Engineering & Computing, 20, 248-250.
Amplification_BPD_1.pdf
Това е първата публикация за този прост и елегантен метод за намаляване на синфазният потенциал на тялото на човека, предизвикан от електрическото поле на мрежата (50 Хц). Става възможно да се използват обикновени , а не диференциални усилватели на биопотенциали. Чудейки се как да опростя теоретичния анализ на схемата, извъднъж осъзнах, че влиянието на мрежата може да се представи доста точно с генератори на ток. Оттук нататък анализът беше тривиален. Имам патент върху този метод, който е с изтекъл вече срок.
Levkov, Ch., Michov, G., Ivanov, R., Daskalov, I. (1984). Subtraction of 50 Hz interference from the electrocardiogram. Medical & Biol. Engineering & Computing 22, 371-373.
Subtr_50Hz_from_ECG.pdf
Първата публикация за тази много ефектна и полезна „субтракционна” процедура за цифрово премахване на мрежовите смущения от електрокардиограмата (ЕКГ). Всъщност свежата и плодотворна идея за използването на линейните (не само равнинните) учъстъци на електрокардиограмата, за да се изчисли смущението, е на Георги Михов. По този начин процедурата става регулярна, а не евристична. Този метод беше развит по-нататък в годините, като развитието на пълната теория в общи линии може да се проследи в публикациите на Г. Михов и сътрудници. Мисля, че досега това е най-добрата известна процедура за премахване на мрежовите смущения без да се влияе полезният ЕКГ сигнал.
Ч.Л. Левков , Нелинейна филтрация за премахване на мрежови смущения в ЕКС Гл.3.4 от Инженерно осигуряване на автоматизираната електрокардиография.
София. 1989 г. ДИСЕРТАЦИЯ за доктор на техн. науки.
Levkov_G34-35.pdf
Това е глава 3.4 от дисертацията ми. Тук е показано главно експерименталното изследване на „Субтракционната процедура за цифрово премахване на мрежовите смущения от електрокардиограмата”. Използвана е сравнително голяма база данни от реални ЕКГ записи. Методът трябваше да се приложи в серийно произвеждани електрокардиографи и беше изключително важно да се убедим, че всичко е наред и няма да има изненади.
Levkov, Ch. (1987) Orthogonal electrocardiogram derived from the limb and chest electrodes of the conventional 12-lead system. Medical & Biol. Engineering & Computing MBEC, 25, 155-164.
Ortogonal_from_12Leads.pdf
Първата публикация за решаване на този проблем. След това има доста автори, които са се занимавали с него, но прогресът е несъществен. В една публикация на Rubel P. Et al., Quantitative Assesment of Eight Diffrerent Methods for Synthesizing Frank VCGs from simultaneously recorded standard leads. Journal of Electrocardiology vol.24, Supplement, p-p 197-202. е направено независимо изследване: 8 трансформации от различни автори са изпробвани експериментално върху повече от 1300 записа от CSE Diagnostic data base. Като най-добри резултати се посочват трансформациите на М6 (Levkov Т3) и М5 на Kors et al. За съжаление, конкретната трансформация от Kors et al. никога не е била публикувана в официалния печат ?! и така остава неизвестна за мен. Статията на Rubel завършва с доста категорично твърдение: „ Morphological changes of the spatial VCG loops are almost independent of the morphological changes in the scalar leads. Spatial VCG synthesized by M4(T1 Levkov) , M5(Kors) and M6(T3 Levkov) are not significantly different from the original. Measurement changes obtained for synthesis M6 are within the limits of month-to-month variability and performances are almost independent of the composition of the test set. Although the mean quadratic deviation WQMOD has not been designed to assess the reproducability of the semantic information content of the reconstructed VCGs given our experience in serial analisys we may conclude that all three methods M4- M6, may be considered for routine use.“
Последните години наблюдавам, че интересът към този проблем са възражда, защото има тенденция да се реконструират електрокардиографски отвеждания за целите на мониторинга и Холтер системите. Има значително много публикации и патенти на тази тема. Виж също и следваща моя публикация през 2002 г.
Levkov, Ch. (1982) Amplification of biosignals by body potential driving. Analysis of the circuit perormance. Medical & Biol. Engineering & Computing, 26,389-396.
Amplification_BPD_2.pdf
Това е допълнително по-прецизно изследване на метода за премахване на синфазният потенциал на тялото на човека, преизвикан от електрическото поле на мрежата (50 Хц). Направено е пълно количествено сравнение с класическите диференциални усилватели и е показано, че новия метод има редица преимущества. Между другото с такъв усилвател работят българските електрокардиографи ECG1213, 1222, 1223, от които вероятно са произведени няколко хиляди броя. Този метод не получи съществено разпостранение въпреки някои негови преимущества. Два фактора изиграха роля – вероятно недоверие към радикалното решение (първоизточникът е „no name”) и това, че сложността на една схема в модерните технологии вече почти няма значение – цената е една и съща.
Ч. Л. Левков, Хибриден двупосочен филтър за премахване на СНЧ смущения в ЕКС. Гл. 3.2 от Инженерно осигуряване на автоматизираната електрокардиография. София. 1989 г. ДИСЕРТАЦИЯ за доктор на техн. науки.
Levkov_G31-32.pdf
Проста и елегантна процедура за премахване на бавните (СНЧ) смущения в електрокардиограмата (дрейф) . Двупосочният метод за получаване на филтри с линейна фазова характеристика беше известен, но конкретното решение за аналого-цифрова реализация при ЕКГ е много просто и ми допада. С такъв филтър работят българските електрокардиографи ECG 1222, 1223, 322.
Levkov Ch. Derived 12-channel electrocardiogram from 4-channel Holter Electrocardiogram. ELECTRONICS’ 2002 20 – 22 September, Sozopol, BULGARIA
Derived 12 Channel Electrocardiogram from 4 Channel Holter Electrocardiogram.pdf
Описвам метода за реконструкция на стандартните 12 отвеждания от 4-те отвеждания на Холтер системата на фирма Сигнакор. Успешната реконструкция показва, че електрокардиографското 4-канално отвеждане, прилагано във фирмата, е сполучливо и от гледна точка на съдържание на ЕКГ информация. Методиката е същата, която съм приложил в публикацията от 1987. Коефициентите на трансформацията не са публикувани поради търговски съображения. Може би ще ги публикувам в бъдеще.
Chavdar Levkov, Rositsa Arnaudova, Stephan Dunev, Hovagim Bakardjian, Grigor Neshev, ECG Holter Systems – Development and Perspectives, Electronics’ 2006 20 – 22 September, Sozopol, BULGARIA
ECG_Holter_system_Signacor.pdf
Това е единственото публично (и то доста повърхностно) описание на нашата Холтер система и как се е развивала фирмата ни. В списъка на авторите са всички колеги, които са работили и имат съществен принос за създаването на българската ЕКГ Холтер система.
Chavdar Lev Levkov , Multilead Signal Preprocessing by Linear Transformation to Derive an ECG Lead where the Atypical Beats are Enhanced. ELECTRONICS’ 2008 24 – 26 September, Sozopol, BULGARIA
Multilead_proc_Enhance_Atypical.pdf
Много интересен и засега многообещаващ метод за подобряване на автоматичното и визуално разпознаването на някои патологични сърдечни съкращения. Поне засега не ми е известно да е публикуван подобен начин за предварителна обработка. Мисля, че ще има интересно развитие, защото отваря и една вратичка за оценка на произхода на ектопичните съкращения. Трябва да бъде проверен върху големи ЕКГ масиви и също така да се изпробва трансформация от 12-те стандартни отвеждания. Трябва да се намалят съществено необходимите изчислителните ресурси с оптимизирани алгоритми. С колеги работим по въпроса. Интересно е да се знае, че имах подобна идея още 1986 г., когато правех трансформацията на Франк от 12-те стандартни отвеждания. Двата метода се много близки и е логично да се дойде до подобна идея. Но тогава този метод беше неприложим поради огромните изчислителни ресурси, които са необходими. Дори сега, когато прових първите предварителни експерменти с 4 отвеждания, времето беше от порядъка на десетки минути с 2 GHz dual core PC.
С най-добри пожелания,
Чавдар Левков
www.levkov.signacor.com
info@signacor.com