Dr.-Ing. Marko Helbig

• Microwave and ultra-wideband sensor technology (UWB) in medical diagnostics
• Acquisition and analysis of biosignals
• Time-variant spectral and bispectral analysis
• Measurement electronics and software development in medical technology

Listed below you will find a selection of important publications. For a complete overview please use the University Bibliography of the Technischen Universität Ilmenau.

Helbig, M.: Entwicklung zeitvarianter Verfahren der Bispektral- und Bikohärenzanalyse zur Detektion und Quantifizierung transienter quadratischer Phasenkopplungen. Dissertation, Isle-Verlag Ilmenau, 2007, ISBN 978-3-938843-31-4

Helbig, M.: UWB for Medical Microwave Breast Imaging. In Sachs, J.: "Handbook of High-Resolution Short-Range Sensing - Basics, Principles and Applications of Ultra Wideband Sensors”, Berlin: Wiley-VCH, 2012, 726-744, ISBN 978-3527408535

Hilger, I., Dahlke, K., Rimkus, G., Geyer, C., Seifert, F., Kosch, O., Thiel, F., Hein, M., Scotto di Clemente, F., Schwarz, U., Helbig, M., Sachs, J.: ultraMEDIS – Ultra-Wideband Sensing in Medicine. In Thomä, R., Knöchel, R.H., Sachs, J,. Willms, I., Zwick, T.: "Ultra-Wideband Radio Technologies for Communications, Localization and Sensor Applications”, Rijeka: Intechopen.com, 2013, 257-322, ISBN 978-953-51-0936-5

Helbig, M., Dahlke, K., Hilger, I., Kmec, M., Sachs, J.: Design and test of an imaging system for UWB breast cancer detection. Frequenz, 66 (2012), 387-394

Sachs, J., Helbig. M., Hermann, R., Kmec, M., Schilling, K., Zaikov, E.: Remote vital sign detection for rescue, security, and medical care by ultra-wideband pseudonoise radar. Ad Hoc Networks, ELSEVIER, 2012, dx.doi.org/10.1016/j.adhoc.2012.07.002

Nowak, K., Gross, W., Niksch, K. Hanusch, C., Helbig, M., Hohenberger, P., Gebhard, M., Schaefer, M.: Intraoperative lung edema monitoring by microwave reflectometry. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery, 12 (2011), 540-544.

Nacke, T., Barthel, A., Beckmann, D., Pliquett, U., Friedrich, J., Peyerl, P., Helbig, M., Sachs, J.: Messsystem für die impedanzspektroskopische Breitband-Prozessmesstechnik. Technisches Messen, 78 (2011), 3-14

Thiel, F., Helbig, M., Schwarz, U., Geyer, C., Rimkus, G., Kaiser, W.A., Hilger, I., Hein, M.A., Sachs, J., Seifert, F.: Implementation of ultra-wideband sensors for biomedical applications. Frequenz, 63 (2009), 221-224

Helbig, M., Schwab, K., Leistritz, L., Eiselt, M., Witte, H.: Analysis of time-variant quadratic phase couplings in the trace alternant EEG by recursive estimation of 3rd – order time-frequency distributions. Journal of Neuroscience Methods, 157 (2006), 168-177

Schwab, K., Eiselt, M., Putsche, P., Helbig, M., Witte, H.: Time-variant parametric estimation of transient quadratic phase couplings between heart rate components in healthy neonates. Med. & Biol. Eng. & Comput., 40 (2006), 1077-1083

Schwab, K., Putsche, P., Eiselt, M., Helbig, M., Witte, H.: On the rhythmicity of quadratic phase coupling in the trace alternant EEG in healthy newborns. Neuroscience Letters, 369 (2004), 179-182

Witte, H., Putsche, P., Schwab, K., Eiselt, M., Helbig, M., Suesse, T: On the spatio-temporal organisation of quadratic phase-couplings in „trace alternant” EEG pattern in full-term newborns. Clinical Neurophysiology, 115 (2004), 2308-2315.

Schack, B., Witte, H., Helbig, M., Schelenz, Ch., Specht, M.: Time-variant non-linear phase-coupling analysis of EEG burst patterns in sedated patients during electroencephalic burst-suppression period. Clinical Neurophysiology, 112 (2001), 1388-1399

Witte, H., Schack, B. Helbig, M., Putsche, P. Schelenz, Ch., Schmidt, K., Specht, M.: Quantification of transient quadratic phase couplings within EEG burst patterns in sedated patients during electroencephalic burst-suppression. Journal of Physiology (Paris), 94 (2000), 427-434

Helbig, M., Hein, M.A., Herrmann, R., Kmec, M., Sachs, J., Schilling, K., Scotto di Clemente, F., Hilger, I., Dahlke, K., Rauschenbach, P.: Experimental active antenna measurement setup for UWB breast cancer detection. IEEE International Conference on Ultra-Wideband (ICUWB), Syracuse, USA, 2012, 111-114

Kmec, M., Helbig, M, Sachs, J., Rauschenbach, P.: Integrated ultra-wideband hardware for MIMO sensing using pn-sequence approach. IEEE International Conference on Ultra-Wideband (ICUWB), Syracuse, USA, 2012, 333-337.

Kmec, M., Helbig, M., Herrmann, R., Rauschenbach, P., Sachs, J., Schilling, K.: Toward Integrated µNetwork Analyzer. Euro Electromagnetics (EUROEM), 2-6 July 2012, Toulouse, France

Sachs, J., Kmec, M., Fritsch, H. C., Helbig, M., Herrmann, R., Schilling, K., Rauschenbach, P.: Ultra-Wideband Pseudo-Noise Sensors. Noise Radar Technology, NRT-2012, 27-29 September, 2012, Yalta, Crimea UKRAINE

Sachs, J., Kmec, M., Hermann, R., Helbig, M., Schilling, K.: Integrated Pseudo-Noise Device with Network Analyzer Performance for UWB Sensing and Component Test. Proceedings of the International Symposium on Signals, Systems and Electronics (ISSSE), Potsdam, Germany, 2012, 1-6

Sachs, J., Kmec, M., Rauschenbach, P., Herrmann, R., Schilling, K., Helbig. M.: Toward Integrated Ultra-Wideband MIMO-Sensors. Proceedings of the German Microwave Conference (GeMIC), Ilmenau, Germany, 2012, 1-4

Helbig, M., Dahlke, K., Hilger, I., Kmec, M., Sachs, J.: UWB microwave imaging of heterogeneous breast phantoms. Biomedizinische Technik, doi:10.1515/bmt-2012-4237, 46. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik, Jena, 2012, 1-4

Helbig, M., Hilger, I., Kmec, M., Rimkus, G., Sachs, J.: Experimental phantom trials for UWB breast cancer detection. Proceedings of the German Microwave Conference (GeMIC), Ilmenau, Germany, 2012, 1-4

Helbig, M., Kmec, M., Sachs, J., Geyer, C., Hilger, I., Rimkus, G.: Aspects of antenna array configuration for UWB breast imaging. Proceedings of the European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), Prague, 2012, 1737-1741

Hein, M. A., Helbig, M., Kmec, M., Sachs, J., Scotto di Clemente, F., Stephan, R., Hamouda, M., Ussmueller, T., Weigel, R., Robens, M., Wunderlich, R., Heinen, S.: Ultra-Wideband Active Array Imaging for Biomedical Diagnostics. IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2012, 367-370

Dahlke, K., Geyer, C., Dees, S., Helbig, M., Sachs, J., Scotto di Clemente, F., Hein, M.A., Kaiser, W.A., Hilger, I.: Effects of cell structure of Gram-positive and Gram-negative bacteria based on their dielectric properties. Proceedings of the German Microwave Conference (GeMIC), Ilmenau, Germany, 2012, 1-4

Scotto di Clemente, F., Helbig, M., Sachs, J., Schwarz, U., Stephan, R., Hein, M.A.: Permittivity-matched compact ceramic ultra-wideband horn antennas for biomedical diagnostics. Proceedings of the 5th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), Rome, Italy, 2011, 2386-2390

Sachs, J., Helbig. M., Hermann, R., Kmec, M., Schilling, K., Zaikov, E.: Trapped Victim Detection by Pseudo-Noise Radar. Proceedings of the International Conference on Wireless Technologies for Humanitarian Relief (ACWR), India, 2011, 265-272.

Hilger, I., Geyer, C., Rimkus, G., Helbig, M., Sachs, J., Schwarz, U., Hein, M.A.; Kaiser, W.A.: Could we use UWB sensing for breast cancer detection? Proceedings of the 3rd European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), Barcelona, Spain, 2010, 657-660

Kmec, M., Helbig, M., Herrmann, R., Rauschenbach, P., Sachs, J., Schilling, K.: M-Sequence Based Single Chip UWB-Radar Sensor. ANTEM/AMEREM 2010 Conference, July 5–9, 2010, Ottawa, Canada

Sachs, J., Helbig, M., Herrmann, R., Kmec, M., Schilling, K., Rauschenbach, P.: Non-Destructive Testing and Super Resolution Imaging with Ultra Wideband M-Sequence Radar. Proceedings of the 8th European Conference on Synthetic Aperture radar (EuSAR), Aachen, Germany, 2010, 4 pages

Schilling, K., Sachs, J., Kmec, M., Herrmann, R., Helbig, M., Bonitz, F., Rauschenbach, P.: System on Chip M-Sequence Sensor for Moisture Sensing and Impedance Spectroscopy. Proceedings of Aquametry, Weimar, Germany, 2010

Sachs, J., Helbig, M., Herrmann, R., Kmec, M., Schilling, K.: On the range precision of UWB radar sensors. Proceedings of the 11th IEEE International Radar Symposium, Vilnius, 2010, 236-239

Sachs, J., Helbig, M., Herrmann, R., Welge, R., Bollow, E.: Merkmalsextraktion und semantische Integration von Ultrabreitband-Sensoren zur Erkennung von Notfällen. 3. Deutscher AAL-Kongress 2010 Assistenzsysteme im Dienste des Menschen, Berlin, 26.-27. 01. 2010, ISBN 978-3-8007-3209-8

Hein, M.A., Geyer, C., Helbig, M., Hilger, I., Sachs, J. Schwarz, U., Seifart, F., Stephan, R., Thiel, F.: Antennas for ultra-wideband medical sensor systems. Proceedings of the 3rd European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), Berlin, 2009, 1868-1872.

Schwarz, U., Helbig, M., Sachs, J., Stephan, R., Hein, M. A.: Design and application of dielectrically scaled double-ridged horn antennas for biomedical UWB radar applications. 2009 IEEE International Conference on Ultra-Wideband ICUWB 2009, Vancouver, Canada, 150-154

Helbig, M., Geyer, C., Hein, M.A., Herrmann, R., Hilger, I., Schwarz, U., Sachs, J.: Improved Breast Surface Identification for UWB Microwave Imaging. IFMBE Proceedings of the World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering, Munich, 2009, 853-856

Helbig, M., Geyer, C., Hein, M.A., Hilger, I., Schwarz, U., Sachs, J.: A Breast Surface Estimation Algorithm for UWB Microwave Imaging. IFMBE Proceedings 4th European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering, Antwerpen, 2009, 760-763

Sachs, J., Bonitz, F., Kmec, M., Helbig, M., Herrmann, R., Schilling, K., Rauschenbach, P., Zaikov, E.: Ultra-wideband pseudo-noise sensors and their application for medical engineering, non-destructive testing and for search and rescue. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, Technische Universität Ilmenau, 2009, 1-13

Nacke, T., Barthel, A., Beckmann, D., Friedrich, J., Helbig, M., Peyerl, P., Pliquett, U., Sachs, J.: Messtechnik-Konzept für die breitbandige impedanzspektroskopische Prozess-Sensorik. 9. Dresdner Sensor-Symposium, Dresden, 2009, 209-213, ISBN 978-3-941298-44-6

Helbig, M., Hein, M.A., Schwarz, U., Sachs, J.: Preliminary investigations of chest surface identification algorithms for breast cancer detection. Proceedings of the IEEE International Conference on Ultra-Wideband ICUWB), Hannover, Germany, 2008, 195-198.

Sachs, J., Badstübner, A., Bonitz, F., Eidner, M., Helbig, M., Herrmann, R., Kmec, M., Rauschenbach, P., Solas, H.: High resolution non-destructive testing in civil engineering by ultra-wideband pseudo-noise approaches. Proceedings of the IEEE International Conference on Ultra-Wideband ICUWB), Hannover, Germany, 2008, 137-140

Schwarz, U., Helbig, M., Sachs, J., Seifert, F., Stephan, R., Thiel, F., Hein, M.A.: Physically small and adjustable double-ridged horn antenna for biomedical UWB radar applications. Proceedings of the IEEE International Conference on Ultra-Wideband (ICUWB), Hannover, Germany, 2008, 5-8

Geyer, C., Helbig, M., Schwarz, U., Sachs, J., Hein, M.A., Kaiser, W.A., Hilger, I.: Ultrabreitband (UWB)-Radar-Technologie in der Bildgebenden Tumordiagnostik - erste Untersuchungen. 89. Deutscher Röntgenkongress, Berlin, 2008, in RöFo, Thieme, , Bd. 180 (2008), 1S.

Thiel, F., Hoffmann, W., Wojcik, F., Hein, M.A., Sachs, J., Schwarz, U., Helbig, M., Seifert, F.: Evaluation of a combined magnetic resonance (MR)/ultra-wideband (UWB)-Radar technique. Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 16, 2008, p. 349

Sachs, J., Helbig, M., Renhak, K.: Unsichtbares wird sichtbar – Mit Radar den Insekten auf der Spur. Dokumentation zum Kongress des Deutschen Holz- und Bautenschutzverbandes in Kooperation mit der WTA 30. und 31. Oktober 2008, Landschaftspark Duisburg-Nord. Hrsg.: Deutscher Holz- und Bautenschutzverband e.V. -DHBV-, Köln, 45-48

Sachs, J., Zetik, R., Helbig, M., Zaikov, E.: Capturing Vital data by Ultra-Wideband Sensors: An Overview. 1st GI/ITG FG APS+PC Workshop "Ambient Assisted Living - Human centric Assistance Systems", ARCS 2008, February 25-28, Dresden, Germany, 2008

Nacke, T., Land, R., Barthel, A., Friedrich, J., Peyerl, P., Helbig, M., Sachs, J., Schäfer, M., Pliquett, U.: Process instrumentation for impedance spectroscopy - a modular concept. Proceedings of the IEEE International Biennial Baltic Electronics Conference, Tallin, 2008, 235-238

Helbig, M., Sachs, J., Schwarz, U., Hein, M., Schaefer, M.: Ultrabreitband-Sensorik in der medizinischen Diagnostik. 41. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik, Aachen, 2007, 2 S.

Nacke, T., Barthel, A., Friedrich, J., Helbig, M., Sachs, J., Schäfer, M., Peyerl, P., Pliquett, U.: A new hard and software concept for impedance spectroscopy analysers for broadband process measurements. Proceedings of the 13th International Conference on Electrical Bioimpedance (ICEBI), Graz, Austria, 2007, 194-197

Sachs, J., Herrmann, R., Kmec, M.. Helbig, M., Schilling, K.: Recent Advances and Applications of M-Sequence based Ultra-Wideband Sensors. Proceedings of the IEEE International Conference on Ultra-Wideband (ICUWB), Singapore, 2007, 50-55.

Perez, D., Helbig, M., Kirlangic, M. E., Ivanova, G.: Coherence Algorithms in Single-Trial: A Dynamic Analysis. Proceedings of the 27. Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine andBiology Society (IEEE/EMBC), Shanghai, China, Sept. 1-4, 2005

Boymann, S., Jannek, D., Hensel, F., Helbig. M., Maschotta, R.: Validierung dynamischer Kohärenzschätzungen zur Berechnung kortiko-muskulärer Kohärenz. Biomedizinische Technik 49, Ergänzungsband 2 (Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik in Ilmenau), 2004, 324 325

Helbig, M., Husar, P.: FFT-basiertes Verfahren zur Detektion periodischer Komponenten in Rauschen. Biomedizinische Technik 49, Ergänzungsband 2 (Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik in Ilmenau), 2004, 328 329

Helbig, M., Witte, H., Schack, B.: Zeitvariante Kreuzbispektralanalyse in der Biosignalanalyse. Biomedizinische Technik 48, Ergänzungsband 1 (Gemeinsame Jahrestagung der Deutschen, Österreichischen und Schweizerischen Gesellschaft für Biomedizinische Technik in Salzburg), 2003, 184-185

Helbig, M., Witte, H., Schack, B.: Rekursive Wigner-Spektralanalyse höherer Ordnung. Biomedizinische Technik 48, Ergänzungsband 1 (Gemeinsame Jahrestagung der Deutschen, Österreichischen und Schweizerischen Gesellschaft für Biomedizinische Technik in Salzburg), 2003, 416 417

Helbig, M., Grießbach, G., Schack, B., Witte, H.: Application of time-variant bicoherence estimation in biosignal analysis. Proceedings of the European Medical & Biological Engineering Conference EMBEC ’02 in Vienna, 2002, 608-609

Steuer, D., Helbig, M., Boymann, S., Maschotta, R., Schack, B.: Comparative study for different calculation methods of adaptive recursive estimation of coherence. Proceedings of the European Medical & Biological Engineering Conference EMBEC ’02 in Vienna, 2002, 1448-1449

Schlegelmilch, F., Helbig, M., Natchkova, V., Ivanova, G., Schellhorn, K., Detschew, V., Mandler, D., Grießbach, G.: A multi-channel approach for online-identification of QRS-regions using adaptive recursive estimators. Proceedings of the European Medical & Biological Engineering Conference EMBEC ’02 in Vienna, 2002, 568-569

Helbig, M., Grießbach, G., Witte, H., Schack, B.: Zeitvariante Bispektralanalyse auf der Basis einer adaptiv rekursiven Fouriertransformation. Biomedizinische Technik 47, Ergänzungsband 1 (Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik in Karlsruhe), 2002, 585-587

Helbig, M., Grießbach, G., Witte, H., Schack, B.: Numerisch Stabile Normierung des indirekt geschätzten Bispektrums. Biomedizinische Technik 46, Ergänzungsband 1 (Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik in Bochum), 2001, 318 319

Witte, H., Schack, B., Helbig, M., Putsche, P., Schelenz, Ch., Schmidt, K., Specht, M.: Quantification of transient quadratic phase couplings between EEG components. Biomedizinische Technik 46, Ergänzungsband 1 (Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik in Bochum), 2001, 316 317

Helbig, M., Grießbach, G., Schack, B., Witte, H.: Nutzung der Biphaseninformation in der zeitvarianten Bispektralanalyse. Biomedizinische Technik 45, Ergänzungsband 2 (Biosignalanalyse-Workshop, Universität der Bundeswehr in Neubiberg), 2000, 109-114

Helbig, M., Grießbach, G., Schack : Objektorientierte Programmierung von Methoden der zeitvarianten Bispektralanalyse in der Biosignalverarbeitung. Biomedizinische Technik 45, Ergänzungsband 1 (Gemeinsame Jahrestagung der Deutschen, Österreichischen und Schweizerischen Gesellschaft für Biomedizinische Technik in Lübeck), 2000, 198 199

Helbig, M., Grießbach, G., Schack, B., Witte, H.: Time-variant bispectrum and its application in biosignal analysis. In: Victor, N., Blettner, M., Edler, L., Haux, R., Knaup-Gregori, P., Pritsch, M., Wahrendorf, J., Windeler, J., Ziegler, S. (Eds.): Medical Informatics, Biostatistics and Epidemiology for Efficient Health Care and Medical Research (85), Contributions from the 44-th Annual Conference of the GMDS, Heidelberg September 1999, 212-215

Helbig, M., Grießbach, G., Schack, B., Witte, H.: Methods for the investigation of time-variant phase couplings (Abstract), NeuroImage 10, No. 3, Sept. 99, Part 2 (4. International Hans Berger Congress in Jena), 1999, 86

Helbig, M., Grießbach, G., Schack,B., Witte, H.: Application of time-variant bispectrum in biosignal analysis. Med. & Biol. Eng. & Comp. 37 (1999), Supplement 2 (Proceedings of the European Medical & Biological Engineering Conference EMBEC ’99 in Vienna), 392 393

Helbig, M., Grießbach, G. , Detschew, V.: Erkennung und Quantifizierung autonomer Funktionsstörungen mit Hilfe moderner Zeitreihenanalyse. In W. Gens (ed.): 42. Internationales wissenschaftliches Kolloquium der Technischen Universität Ilmenau 1997, Band 2, 121-126

Helbig, M., Detschew, V., Grießbach, G., Jannek, G., Süß, M.: Einsatz moderner Zeitreihenanalyse bei der Erkennung und Quantifizierung autonomer Funktionsstörungen. Biomedizinische Technik 42, Ergänzungsband 2 (Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Biomedizinische Technik in München), 1997, 25-26