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Biomedical signal processing and interpretation

About

The group’s research addresses the design and development of advanced signal processing techniques and the interpretation of biomedical signals to improve non-invasive monitoring, diagnosis, disease prevention and pathology treatment.

The group focuses its research in a translational way to promote the transfer of our scientific and technological contributions.

Currently, our prototypes are used in hospitals for research purposes and for future industrial developments. 

Our main objective is to improve diagnosis capability through the characterization of physiological phenomena and to enhance early detection of major cardiac and respiratory diseases and sleep disorders. We propose and design new signal processing algorithms and develop new biosignal databases, with the collaboration of our hospital partners.

To validate the clinical information of new surface signals, we have developed specific invasive/non-invasive protocols and animal models.

Obstructive Sleep Apnea and Chronic Obstructive Pulmonary Disease  

  • Novel non-invasive measurements of neural inspiratory drive and time from invasive and noninvasive recordings of respiratory activity (Scientific Reports 2018, 8:16921; IEEE Journal Biomed Health Informatics 2018; IEEE-EMBC 2018: 3342-3345 ) 
  • Evaluation of a wearable device to determine physiological parameters from surface diaphragm electromyography (IEEE Journal Biomed Health Informatics 2018) acquired by concentric ring electrodes (IEEE-EMBC 2018:  3350-3353)
  • Characterization of the microvascular cerebral blood flow response to obstructive apneic events (Neurophotonics 2018, 5: 045003) with the ICFO and the  Hospital de Sant Pau. 
  • Improvement of a front-end step for a wearable device for  biosignals recording for COPD and OSA patients (IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems 2018, 12: 774 – 783) with the imec, Eindhoven (NL). 

Cardiac and cardiorespiratory diseases  

  • Novel eingvalue-based method for time delay estimation of respiratory signals in patients with chronic heart failure (Digital Signal Processing 2018, 75: 107-119), with Lund University,Sweden, and University of Zaragoza.
  • Cardirespiratory phase synchronization during mental stimuli in healthy subjects (IEEE-EMBC 2018: 5298-5301) 
  • Estimation of sinus arrhythmia to classify ischemic cardiomyopathy (IEEE-EMBC 2018, 4860-4863) and artifact reconstruction of blood pressure signals (IEEE-EMBC 2018, 4864-4867) 

Neurorehabilitation 

  • Characterization of upper limb muscle’s EMG activity during reaching and grasping (NeuroRehabilitation-ICNR 2018) 

Staff

Projects

INTERNATIONAL PROJECTSFINANCERPI
DEEPDREAM · A Data-drivEn computational mEthod for PersonalizeD healthcare in chronic REspiratory diseases through big-dAta analytics and dynamical Modelling (2020-2022)European Comission · Marie CurieDaniel Romero
NATIONAL PROJECTSFINANCERPI
SappHiRES · Ecosistema de salud inteligente para la medicina personalizada y la asistencia sanitaria en enfermedades respiratorias y trastornos del sueño (2019 – 2021)Ministerio de Ciencia, Innovación y UniversidadesRaimon Jané
FINISHED PROJECTSFINANCERPI
M-OLDOSA Multimodal analysis and m-Health tools for diagnostic and monitoring improving of Obstructive Lung Disease and Obstructive Sleep Apnea patientsCIBER-BBN, SpainRaimon Jané
MultiTools2Heart Multiscale computational tools to improve diagnosis, risk assessment and treatment in prevalent heart diseasesCIBER-BBN, SpainJuan Pablo Martínez Cortés
Health Risk Assessment and Stratification of patients admitted in the Home Hospitalization & Early Discharge (2019-2020)Fundació EURECATRaimon Jané
Multimodal invasive and non-invasive biomedical signal interpretation and modelling in cardiac, respiratory and neurological disordersMINECO, I+D-Investigación fundamental no orientadaRaimon Jané
M-Bio4Health Biomarcadores fisiológicos multimodales para la monitorización no-invasiva y cuidado a domicilio de pacientes EPOC con comorbilidadesMINECO, Retos investigación: Proyectos I+DRaimon Jané
Study on software comparison of audio recordings and correlation to SAHS eventsR+D contract with Audiodontics, funded by the NIH (USA)Raimon Jané
Novel m-Health tools for unobtrusive sensing and management improving of Obstructive Sleep Apnea patients at homeObra Social La CaixaRaimon Jané
Non-invasive multimodal physiological biomarkers for monitoring COPD patients with comorbidities (2017-2018)With King’s College London, funded by the European Respiratory Society (ERS-LTRF 2017)Raimon Jané

Publications

Equipment

  • Research laboratory with full equipment for acquisition and processing of biomedical signal to test new sensors and to define clinical protocols (preliminary tests and control subjects)
  • Non-invasive Vital Signs Monitor for small lab animals (mice and rats) (Mouse-Ox Plus)
  • BIOPAC system for multichannel cardiac and respiratory biomedical signal acquisition
  • Databases of biomedical signals from hospitals and animal laboratories
  • Snoring analyzer equipment (SNORYZER)
  • Sensors, electrodes and microphones to obtain cardiac, respiratory, neural, muscular and sleep biomedical signals
  • Polisomnographic equipment available in the Sleep Laboratory of collaborator hospital
  • Beat to beat arterial blood pressure and haemodynamic monitor equipment
  • Computing server for high performance biomedical signals
  • Threshold™ IMT (Inspiratory Muscle Trainner) for respiratory muscle training (Phillips™)
  • Robust wearable wireless sensor device Shimmer3 (Shimmer Research Ltd., Dublin, Ireland).

Collaborations

  • Dr. J. Mark Ansermino
    Department of Anesthesiology, Pharmacology and Therapeutics, University of British Columbia, Vancouver, Canada
  • Prof. Antonio Bayes Genis
    Grup ICREC, Servei Cardiología Hospital Universitari Germans Trias i Pujol, Barcelona
  • Dr. Salvador Benito
    Hospital de la Santa Creu i Sant Pau, Barcelona
  • Prof. Dr. Konrad Bloch
    Pulmonary Division, University of Zurich, Switzerland
  • Prof. Armin Bolz
    Institute of Biomedical Engineering, University of Karlsruhe, Germany
  • Prof. Manuel Doblaré
    Grupo de Mecánica Estructural y Modelado de Materiales, Universidad de Zaragoza, Spain
  • Prof. Guy Dumont
    Department of Electrical and Computer Engineering, University of British Columbia, Vancouver, Canada
  • Prof. Ramon Farré
    Unitat de Biofísica i Bioenginyeria, Facultat de Medicina, Barcelona
  • Dr. Javier García-Casado
    Instituto Interuniversitario de Investigación en Bioingeniería y Tecnología Orientada al Ser Humano, Universidad Politécnica de Valencia
  • Dr. Joaquim Gea
    Servei Pneumologia, Hospital del Mar-IMIM, Barcelona
  • Dr. Alfredo Hernández
    Laboratoire Trataiment du Signal et de l’Image, Université de Rennes 1, Instituto Francés de Salud (INSERM), France
  • Dr. Eric Laciar
    Departamento de Electrónica y Automática, Universidad Nacional de San Juan, Argentina
  • Prof. Pablo Laguna
    Instituto de Investigación de Aragón (I3A), Universidad de Zaragoza, Spain
  • Dr. Barry Mersky
    Audiodontics, LLC, Bethesda, Maryland, USA
  • Prof. Dr. Thomas Penzel
    Interdisciplinary Sleep Center, Charité University Hospital, Berlin, Germany
  • Dr. Josep Morera Prat
    Servicio de Neumología, Hospital Germans Trias i Pujol, Badalona, Spain
  • Prof. Winfried J. Randerath
    Institut für Pneumologie, Klinik Bethanien, Solingen, Germany
  • Dr. Juan Ruiz
    Servei de Pneumología de l’Hospital Germans Trias i Pujol de Badalona
  • Dr. Matthias Schwaibold
    MCC-Med GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Germany
  • Prof. Dr. Lotfi Senhadji
    Laboratoire Traitement du Signal et de l’Image (LTSI), Université de Rennes 1, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), France
  • Prof. Leif Sörnmo
    Signal processing group, Lund University, Sweden
  • Prof. Dr. Jaume Veciana
    Grupo de Nanociencia Molecular y Materiales Orgánicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (NANOMOL-CSIC), Barcelona
  • Prof. Andreas Voss
    University of Applied Sciences, Jena, Germany
  • Dr. Pierluigi Casale
    Laboratory for advanced research in microelectronics (IMEC), Eindhoven, The Netherlands
  • Dr. Francky Catthoor
    Laboratory for advanced research in microelectronics (IMEC), Leuven, Belgium
  • Dr. Miquel Domenech
    Dep. of Social Psychology, Universitat Autònoma de Barcelona
  • Dr. Caroline Jolley / Dr. John Moxham
    King’s College London, UK

News

Raimon Jané, investigador principal del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y profesor de la UPC, aparece en los medios por el desarrollo de una nueva metodología, mediante ‘smartphones’, que permite determinar, de forma objetiva y cuantitativa, la función de tronco en pacientes con lesión medular.

Raimon Jané y lesiones medulares en los medios

Raimon Jané, investigador principal del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y profesor de la UPC, aparece en los medios por el desarrollo de una nueva metodología, mediante ‘smartphones’, que permite determinar, de forma objetiva y cuantitativa, la función de tronco en pacientes con lesión medular.

Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y del Institut Guttmann – Hospital de Neurorrehabilitación, desarrollan una nueva manera de relacionar de forma cuantitativa y personalizada el nivel de lesión medular con la funcionalidad del tronco.

Nueva metodología mediante smartphones para cuantificar la funcionalidad del tronco en pacientes con lesión medular

Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y del Institut Guttmann – Hospital de Neurorrehabilitación, desarrollan una nueva manera de relacionar de forma cuantitativa y personalizada el nivel de lesión medular con la funcionalidad del tronco.

Tres proyectos con el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) recibirán financiación de “la Marató de TV3” para investigar diferentes aspectos de la Covid-19. Gracias a las aportaciones recibidas, los expertos profundizarán en la comprensión de la enfermedad y sus posibles soluciones terapéuticas, estudiarán mejoras en los procesos de atención al paciente, y desarrollarán un sistema para predecir la evolución del sistema respiratorio, y avanzar en el tratamiento de pacientes con neumonía derivada de COVID19.

La Bioingeniería contra la COVID-19 acelera gracias a “La Marató” 

Tres proyectos con el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) recibirán financiación de “la Marató de TV3” para investigar diferentes aspectos de la Covid-19. Gracias a las aportaciones recibidas, los expertos profundizarán en la comprensión de la enfermedad y sus posibles soluciones terapéuticas, estudiarán mejoras en los procesos de atención al paciente, y desarrollarán un sistema para predecir la evolución del sistema respiratorio, y avanzar en el tratamiento de pacientes con neumonía derivada de COVID19.

El equipo de investigadores dirigido por Raimon Jané, líder de grupo en el IBEC e investigador del CIBER-BBN, junto con colaboradores internacionales del imec en los Países Bajos y un hospital en Bélgica, desarrolla un procedimiento innovador para evaluar enfermedades pulmonares.

Evaluar las enfermedades pulmonares de manera no invasiva

El equipo de investigadores dirigido por Raimon Jané, líder de grupo en el IBEC e investigador del CIBER-BBN, junto con colaboradores internacionales del imec en los Países Bajos y un hospital en Bélgica, desarrolla un procedimiento innovador para evaluar enfermedades pulmonares.

Un equipo de investigadores dirigido por Raimon Jané del IBEC, junto con colaboradores internacionales del imec en los Países Bajos y un hospital en Bélgica, desarrolla un procedimiento innovador para evaluar enfermedades pulmonares.

Investigadores del IBEC desarrollan un método no invasivo para evaluar enfermedades pulmonares

Un equipo de investigadores dirigido por Raimon Jané del IBEC, junto con colaboradores internacionales del imec en los Países Bajos y un hospital en Bélgica, desarrolla un procedimiento innovador para evaluar enfermedades pulmonares.

Raimon Jané, Presidente de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica (SEIB) y Jefe de Grupo en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y en CIBER-BBN, inauguró el congreso junto al Consejero de Sanidad del Gobierno de Cantabria, el Rector de la Universidad de Cantabria, el Gerente del Hospital y el Presidente del Comité Organizador del CASEIB2019.

El Congreso de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica reúne más de 200 investigadores bajo el lema “Hacia una Salud Personalizada y Universal”

Raimon Jané, Presidente de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica (SEIB) y Jefe de Grupo en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y en CIBER-BBN, inauguró el congreso junto al Consejero de Sanidad del Gobierno de Cantabria, el Rector de la Universidad de Cantabria, el Gerente del Hospital y el Presidente del Comité Organizador del CASEIB2019.

El grupo de Procesamiento e interpretación de señales biomédicas del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) ha desarrollado un sistema que permitiría diagnosticar de manera económica, fiable y no invasiva la apnea obstructiva del sueño (AOS), un trastorno del sueño que se caracteriza por el cese recurrente del flujo de aire durante el sueño. Los investigadores proponen un novedoso método consistente en el análisis de señales acústicas registradas con un teléfono inteligente. Dormir, igual que respirar, es una acción que realizamos a lo largo de nuestras vidas. El sueño, que representa más del 25 % de nuestro tiempo, es el estado natural de descanso del cuerpo y constituye un factor importante para su autorregulación. Sin embargo, existen varias enfermedades que afectan a la calidad del sueño y que pueden producir síntomas de distinta gravedad.

Un teléfono inteligente para detectar la apnea del sueño en casa

El grupo de Procesamiento e interpretación de señales biomédicas del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) ha desarrollado un sistema que permitiría diagnosticar de manera económica, fiable y no invasiva la apnea obstructiva del sueño (AOS), un trastorno del sueño que se caracteriza por el cese recurrente del flujo de aire durante el sueño. Los investigadores proponen un novedoso método consistente en el análisis de señales acústicas registradas con un teléfono inteligente. Dormir, igual que respirar, es una acción que realizamos a lo largo de nuestras vidas. El sueño, que representa más del 25 % de nuestro tiempo, es el estado natural de descanso del cuerpo y constituye un factor importante para su autorregulación. Sin embargo, existen varias enfermedades que afectan a la calidad del sueño y que pueden producir síntomas de distinta gravedad.

En una entrevista en la Cope, Raimón Jané explica que han desarrollado un teléfono portátil que permite diagnosticar de manera económica, fiable y no invasiva la apnea, un trastorno del sueño que se caracteriza por el cese recurrente del flujo de aire al dormir.

Raimón Jané en la Cope habla sobre el teléfono inteligente para monitorizar la apnea

En una entrevista en la Cope, Raimón Jané explica que han desarrollado un teléfono portátil que permite diagnosticar de manera económica, fiable y no invasiva la apnea, un trastorno del sueño que se caracteriza por el cese recurrente del flujo de aire al dormir.

El grupo de Procesamiento e Interpretación de Señales Biomédicas (BIOSPIN) de IBEC ha publicado un artículo juntamente con King’s College de Londres en el cual se presentan nuevas técnicas para la monitorización de pacientes con MPOC mediante métodos no invasivo. La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (MPOC) es una enfermedad pulmonar progresiva sin cura en la cual se estrechan las vías respiratorias del paciente. Junto con otras alteraciones mecánicas, esta obstrucción de las vías respiratorias aumenta la carga de los músculos respiratorios. Este hecho, en combinación con la debilidad de los músculos respiratorios en pacientes con MPOC, incrementa el desequilibrio de la capacidad de carga y contribuye a la presencia de dificultad respiratoria. En el artículo del grupo de IBEC se presenta una nueva forma de evaluar la función muscular inspiratoria, se utiliza la mecanomiografia, una técnica no invasiva para medir la vibración muscular asociada a la contracción muscular, conjuntamente con la electromiografía de superficie.

IBEC celebra el Día Mundial de la MPOC con nuevos adelantos sobre la enfermedad

El grupo de Procesamiento e Interpretación de Señales Biomédicas (BIOSPIN) de IBEC ha publicado un artículo juntamente con King’s College de Londres en el cual se presentan nuevas técnicas para la monitorización de pacientes con MPOC mediante métodos no invasivo. La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (MPOC) es una enfermedad pulmonar progresiva sin cura en la cual se estrechan las vías respiratorias del paciente. Junto con otras alteraciones mecánicas, esta obstrucción de las vías respiratorias aumenta la carga de los músculos respiratorios. Este hecho, en combinación con la debilidad de los músculos respiratorios en pacientes con MPOC, incrementa el desequilibrio de la capacidad de carga y contribuye a la presencia de dificultad respiratoria. En el artículo del grupo de IBEC se presenta una nueva forma de evaluar la función muscular inspiratoria, se utiliza la mecanomiografia, una técnica no invasiva para medir la vibración muscular asociada a la contracción muscular, conjuntamente con la electromiografía de superficie.

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