پردازش سیگنالهای حیاتی
محسن ناجی؛ سید محمد فیروزآبادی؛ صدیقه کهریزی
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، ، صفحه 13-20
چکیده
سیگنالهای الکترومایوگرام (EMG) که از عضلات تنه، مانند عضله راست شکمی و عضله مایل خارجی، برداشت میشوند؛ غالباً تحت تأثیر فعالیت الکتریکی عضله قلب (ECG) قرار میگیرند. در این مقاله روشی جدید برای حذف تداخل ECG از EMG بر اساس تجزیه سیگنال به حالت تجربی معرفی شده است. روش پیشنهادی با روش فیلتر بالاگذرباترورث مقایسه شد و نتایج حاصل از تحلیل ...
بیشتر
سیگنالهای الکترومایوگرام (EMG) که از عضلات تنه، مانند عضله راست شکمی و عضله مایل خارجی، برداشت میشوند؛ غالباً تحت تأثیر فعالیت الکتریکی عضله قلب (ECG) قرار میگیرند. در این مقاله روشی جدید برای حذف تداخل ECG از EMG بر اساس تجزیه سیگنال به حالت تجربی معرفی شده است. روش پیشنهادی با روش فیلتر بالاگذرباترورث مقایسه شد و نتایج حاصل از تحلیل سیگنالهای تداخل یافته مصنوعی و واقعی عملکرد بهتر الگوریتم پیشنهادی را برای حذف تداخل ECG ازEMG نشان داد.
بیومکانیک استخوان
محمد مهدی خانی؛ محمد تفضلی شادپور؛ فرزانه آقاجانی؛ پیمان نادری
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1390، ، صفحه 13-20
چکیده
تحلیل تنش، ابزار مناسبی در براورد نواحی آسیبپذیر در مقابل بارگذاریهای متناوب ناشی از جویدن و دیگر کارکردهای فیزیولوژیک بافت دندانی است. این مطالعه تأثیرویژگی ویسکوالاستیسیته اجزای دندانی را در توزیع تنش دردندان سانترال فک بالا، تحت بارگذاری دینامیکی بااستفاده از مدلسازی اجزای محدود بررسی کرده است. حساسیت تنش به خاصیت ویسکوالاستیک ...
بیشتر
تحلیل تنش، ابزار مناسبی در براورد نواحی آسیبپذیر در مقابل بارگذاریهای متناوب ناشی از جویدن و دیگر کارکردهای فیزیولوژیک بافت دندانی است. این مطالعه تأثیرویژگی ویسکوالاستیسیته اجزای دندانی را در توزیع تنش دردندان سانترال فک بالا، تحت بارگذاری دینامیکی بااستفاده از مدلسازی اجزای محدود بررسی کرده است. حساسیت تنش به خاصیت ویسکوالاستیک بررسی شده ونتایج بیانگر کاهش دامنةتنشدینامیک به ازای افزایش خاصیت ویسکوالاستیک استکه بیشترین تأثیردرمحل اتصال مینا با سمان و سپس در اتصال با عاج مشاهده شده است. خاصیت ویسکوالاستیک به توزیع یکنواختتر تنش در دندان کمک میکند و این امر به دلیل کاهش دامنة موج تنش و کاهش نسبت بیشینه به کمینة موج تنش است. افزایش خاصیت ویسکوالاستیک باعث اختلاف فاز بین موج بار و تنش میشودکه این امر با توجه به میرایی موج تنش و انتشار آهستة این موج به مقدار بیشینه کمتر تنش پس از انعکاس موج تنش در مرزهای اجزا میانجامد.
انتقال حرارت زیستی
سید علیرضا ذوالفقاری؛ مهدی معرفت؛ امیر امیدوار
دوره 4، شماره 1 ، خرداد 1389، ، صفحه 13-21
چکیده
در اغلب مدل های پاسخ حرارتی بدن، مدلسازی بر اساس پارامترهای فردی و محیطی انجام می گیرد و تاثیر برخی از پارامترهای فرعی نظیر صرف غذا در این مدلسازی ها لحاظ نمی شود. این در حالیست که نتایج برخی تحقیقات نشان می دهد که صرف غذاهای سرد و گرم اثر قابل ملاحظه ای بر شرایط حرارتی بدن دارد. در این تحقیق پاسخ حرارتی بدن در شرایط گذرا تحت تاثیر صرف ...
بیشتر
در اغلب مدل های پاسخ حرارتی بدن، مدلسازی بر اساس پارامترهای فردی و محیطی انجام می گیرد و تاثیر برخی از پارامترهای فرعی نظیر صرف غذا در این مدلسازی ها لحاظ نمی شود. این در حالیست که نتایج برخی تحقیقات نشان می دهد که صرف غذاهای سرد و گرم اثر قابل ملاحظه ای بر شرایط حرارتی بدن دارد. در این تحقیق پاسخ حرارتی بدن در شرایط گذرا تحت تاثیر صرف غذاهای سرد و گرم مدلسازی شده است. بدین منظور با افزودن ترمی به مدل ناپایای گایج سعی شده است تا پاسخ حرارتی بدن در مقابل صرف غذای سرد یا گرم در شرایط مختلف محیطی مورد بررسی قرار گیرد. این بررسی ها برای سه حالت حرارتی مختلف بدن (گرم، خنثی و سرد) در شرایط گوناگون صرف غذا انجام شده است. نتایج نشان می دهد که در بازه زمانی صرف غذا و حتی مدتی پس از آن، از اثرات غذای صرف شده بر شرایط حرارتی بدن نمی توان صرف نظر نمود. به طوری که احساس افراد در شرایط حرارتی خنثی نسبت به صرف غذاهای گرم بیشتر از غذاهای سرد متاثر می شود. صرف غذاهای گرم می تواند احساس حرارتی افراد را از حالت خنثی به حالت احساس گرما تغییر دهد. در حالی که صرف غذاهای سرد نمی تواند تغییر چشمگیری بر احساس حرارتی افراد و خروج آن از منطقه خنثی داشته باشد. همچنین معلوم شد که صرف غذای سرد دمای مرکز بدن را بیشتر تحت تاثیر قرار می دهد، در حالی که صرف غذای گرم بر دمای پوست اثر بیشتری دارد.
پردازش سیگنالهای حیاتی
فرزانه داسار؛ مجید قشونی؛ قاسم صادقی بجستانی
دوره 14، شماره 1 ، اردیبهشت 1399، ، صفحه 13-22
چکیده
اوتیسم یک بیماری عصبی رشدی شامل اختلال در تعامل و ارتباطات اجتماعی و رفتار تکراری یا کلیشهای است. در تعدادی از کودکان مبتلا به اوتیسم (تندکار) میزان حساسیت به تحریکهای صوتی بسیار بیشتر از حد نرمال و در بعضی دیگر از این کودکان (کندکار) این حساسیت کمتر از حد نرمال است. هدف پژوهش حاضر ارائهی راهکاری برای ارزیابی سیستم شنیداری ...
بیشتر
اوتیسم یک بیماری عصبی رشدی شامل اختلال در تعامل و ارتباطات اجتماعی و رفتار تکراری یا کلیشهای است. در تعدادی از کودکان مبتلا به اوتیسم (تندکار) میزان حساسیت به تحریکهای صوتی بسیار بیشتر از حد نرمال و در بعضی دیگر از این کودکان (کندکار) این حساسیت کمتر از حد نرمال است. هدف پژوهش حاضر ارائهی راهکاری برای ارزیابی سیستم شنیداری کودکان تندکار وکندکار با استفاده از پتانسیلهای وابسته به رویداد مغزی (ERPs) است. سیگنال مغزی از 10 کودک مبتلا به اوتیسم (2 دختر) با میانگین سنی 7/7 سال و انحراف استاندارد 31/2 سال اخذ شده است. به منظور ثبت ERP، 2000 تحریک شنیداری بر اساس الگوی منفیگرایی عدم انطباق (MMN) برای شرکت کنندگان پخش شده است. این تحریکها شامل 1600 تحریک استاندارد با فرکانس 1000 هرتز، تحریک انحرافی با فرکانس 1300 هرتز و تحریک نویز با فرکانسهای 500، 1000، 1500 و 2000 هرتز میباشد. به منظور تحلیل دادهها، 18 ویژگی زمانی در هر سه نوع تحریک (استاندارد، انحرافی و نویز) از مولفههای ERP استخراج شده و در نهایت ویژگیهای معنیدار برگزیده شده است. بر اساس نتایج حاصل از تحریکهای انحرافی، افزایش معنیداری در مجموع ناحیهی مثبت کانال Pz (028/0=p) در گروه تندکار نسبت به گروه کندکار مشاهده شده است. همچنین در تحریکهای نویز، افزایش معنیداری در مجموع ناحیهی مثبت کانال C4 (028/0=p) و مجموع ناحیهی مثبت کانال Pz (009/0=p) در گروه کندکار نسبت به گروه تندکار مشاهده شده است. در نتیجه در کودکان مبتلا به اوتیسم تندکار، هنگام مواجهه با صداهای انحرافی، فعالیت نورونی در ناحیهی آهیانهای افزایش یافته، اما در کودکان مبتلا به اوتیسم کندکار، هنگام مواجهه با صداهای نویز، افزایش فعالیت نورونی در نواحی مرکزی و آهیانهای رخ داده است. بنابراین روش ارائه شده در این مقاله در ارزیابی کودکان طیف اوتیسم از نظر میزان حساسیت به حس شنوایی سودمند است.
دستگاههای بیومکانیکی
محمد خاوری؛ مهدی بامداد
دوره 15، شماره 1 ، اردیبهشت 1400، ، صفحه 13-27
چکیده
امروزه یکی از وسیلههای موثر برای بازگردانی قوای حرکتی و ماهیچهای بیماران استفاده از تمرینات دوچرخهی ثابت و عمل پدالزنی است. در این پژوهش با طراحی، پیادهسازی کنترلی و ساخت یک دوچرخهی تمرینی هوشمند، انجام دو روش تمرینی-درمانی در حوزهی توانبخشی اندامهای پایینتنه امکانپذیر شده است. بیمار با توجه به میزان آسیب ...
بیشتر
امروزه یکی از وسیلههای موثر برای بازگردانی قوای حرکتی و ماهیچهای بیماران استفاده از تمرینات دوچرخهی ثابت و عمل پدالزنی است. در این پژوهش با طراحی، پیادهسازی کنترلی و ساخت یک دوچرخهی تمرینی هوشمند، انجام دو روش تمرینی-درمانی در حوزهی توانبخشی اندامهای پایینتنه امکانپذیر شده است. بیمار با توجه به میزان آسیب دیدگی در یکی از دو گروه تمرینی غیرفعال و یا کمکفعال جای میگیرد. در برنامهی تمرینی غیرفعال بیمار قوای لازم برای پدال زدن روی دوچرخه را به خوبی دارا نبوده، بنابراین موتور به کمک وی آمده و تمام بار رسیدن به یک سرعت پدالزنی مشخص را بر عهده میگیرد. پای بیمار در این برنامه با سرعت ثابتی که بالاتر از توانایی وی در پدال زدن است، به صورت اجباری میچرخد. در برنامهی تمرینی کمکفعال که بیمار توانایی بالاتری از حالت درمانی اول پیدا کرده است، هدف همان پدالزنی بیمار در یک سرعت مشخص بوده با این تفاوت که وی توانایی وارد کردن نیرو را نیز دارد. میزان کمکرسانی موتور در این روش را مقدار نیروی اعمالی بیمار مشخص میکند. در این پژوهش یک تئوری کنترلی برای این دو روش درمانی با استفاده از دوچرخه، طراحی و ارائه شده است. کنترل سرعت نیز با استفاده از بازخوردهای نیرویی و سرعتی صورت گرفته است. نتایج تجربی و تئوری نشان داده که پیادهسازی و تجهیز دوچرخهی ثابت با روش پیشنهادی، پژوهش را به اهداف کنترل سرعتی برای استفادهی توانبخشی رسانده است. در نهایت دقت متوسط نتایج تجربی برای روش غیرفعال در نمونهی تست این پژوهش برابر با 71/98% و برای شش تست پس از رسیدن سرعت به حالت ماندگار برابر با 24/98% گزارش شده است. همچنین این نتایج برای حالت کمکفعال برای تست برابر با 33/96% و برای چهار تست در رسیدن به سرعت مطلوب پدالزنی برابر با 59/95% بوده است.
پردازش تصاویر پزشکی
محمدحسین میران بیگی؛ لیلا محمدی؛ سحر مقیمی؛ گیتی ترکمان
دوره 3، شماره 1 ، خرداد 1388، ، صفحه 15-24
چکیده
میزان حضور و نحوه توزیع فیبرهای کلاژن در پوست معیاری مهم از بازسازی بافت است؛ بنابراین یافتن روشی برای ارزیابی کمی فراوانی کلاژن در بافت می تواند اطلاعات عددی مفیدی را در اختیار پزشکان قرار دهد. در این مقاله تغییرات میزان حضور کلاژن در پوست در فانتوم های شبیه ساز بافت پوست و همین طور بافت زنده از طریق پردازش تصاویر اولتراسوند فرکانس ...
بیشتر
میزان حضور و نحوه توزیع فیبرهای کلاژن در پوست معیاری مهم از بازسازی بافت است؛ بنابراین یافتن روشی برای ارزیابی کمی فراوانی کلاژن در بافت می تواند اطلاعات عددی مفیدی را در اختیار پزشکان قرار دهد. در این مقاله تغییرات میزان حضور کلاژن در پوست در فانتوم های شبیه ساز بافت پوست و همین طور بافت زنده از طریق پردازش تصاویر اولتراسوند فرکانس بالای اخذ شده، بررسی شده است. از آگار محلول در آب مقطر به عنوان بافت پایه و از گرافیت برای مدل کردن کلاژن در فانتوم ها استفاده شده است. با توجه به محدوده تغییرات شیب ضریب تضعیف امواج اولتراسوند در بافت نرم و رابطه آن با درصد وزنی گرافیت، غلظت های متفاوتی از گرافیت برای شبیه سازی فراوانی های مختلف کلاژن به کار رفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش مقدار گرافیت به کار رفته در فانتوم (متناسب با فراوانی کلاژن بافت)، میزان انرژی و کنتراست تصاویر B-Mode اخذ شده از فانتوم ها نیز زیاد می شود (به ترتیب p
مهندسی عصبی عضلانی
علی استکی
دوره -1، شماره 1 ، آبان 1383، ، صفحه 15-23
چکیده
میزان دقیق تاثیر عضلات دست بر زوایای انگشتان به واسطه پیچیدگی سیستم حرکتی دست انسان روشن نیست. این امر جهت بازیابی عملکرد حرکتی از دست رفته با استفاده از تحریک الکتریکی عملکردی ضروری است. در این مطالعه، با استفاده از یک مدل سه بعدی از شست و انگشت اشاره، میزان تاثیر سطح تحریک هر یک از عضلات موثر خارجی و داخلی دست انسان بر موقعیت ...
بیشتر
میزان دقیق تاثیر عضلات دست بر زوایای انگشتان به واسطه پیچیدگی سیستم حرکتی دست انسان روشن نیست. این امر جهت بازیابی عملکرد حرکتی از دست رفته با استفاده از تحریک الکتریکی عملکردی ضروری است. در این مطالعه، با استفاده از یک مدل سه بعدی از شست و انگشت اشاره، میزان تاثیر سطح تحریک هر یک از عضلات موثر خارجی و داخلی دست انسان بر موقعیت هر یک از مفاصل آن به صورت کمی بررسی گردید. کف دست، شست و انگشت اشاره به عنوان یک زنجیره از اجسام صلب که توسط مفاصل با یک یا دو درجه آزادی چرخشی به یکدیگر متصل هستند مدل شد. به هر مفصل، گشتاور حاصل از نیروی عضله و گشتاور غیرفعال مفصل اعمال گردید. معادلات تعادل استاتیکی مفاصل بر اساس سطح تحریک هر عضله از صفر تا صد در صد با استفاده از روش مکانیک مستقیم به صورت عددی حل شدند که در آن، موقعیت هر مفصل به عنوان تابعی از میزان تحریک هر عضله محاسبه گردید. نتایج نشان داد در مفصل متصل کننده انگشت اشاره به دست، اثر فلکسیونی عضلات خارجی تقریبا دو برابر اثر عضلات داخلی است و هر یک از عضلات سیستم اکستنسور به تنهایی قوی تر از عضلات فلکسور خارجی هستند. در مفصل های دیستال انگشت اشاره، عضلات داخلی به عنوان اکستنسورهای ضعیفی عمل می نمایند. در مفصل متصل کننده شست به دست، عضلات اکستنسور قوی تر از عضلات فلکسور و اثر فلکسوری عضلات اداکتور می باشند و عضلات ابداکتور و موثرتر از عضلات اداکتور هستند. عضلات فلکسور در مفاصل دیستال شست هم پایه عضلات اکستنسور عمل مینمایند. در افرادی که از تحریک الکتریکی عضلات جهت بازیابی حرکت دست استفاده می کنند، مناسب ترین و حداقل عضلات لازم برای ایجاد زوایای مورد نظر و نیز جهت گرفتن و اعمال نیرو به اجسام تعیین گردید.
آنالیز حرکت انسان
مریم حاجی زاده؛ علیرضا هاشمی اسکویی؛ فرزان قالیچی؛ فرهاد طباطبایی قمشه؛ محمد رازی؛ گیزلا سولو
دوره 9، شماره 1 ، فروردین 1394، ، صفحه 17-31
چکیده
افراد با ناکارآمدی لیگامان صلیبی قدامی زانو برای حفظ پایداری خود در غیاب لیگامان از یک سری مکانیزمهای جبرانی حرکتی در حین انجام فعالیتهای مختلف بهره میگیرند. هدف از انجام این مطالعه، بررسی تفاوتهای درونگروهی سینماتیکی و نقاط اوج نیروی عکسالعمل زمین هنگام بالارفتن از پله در این گروه افراد میباشد. در این مطالعه، ...
بیشتر
افراد با ناکارآمدی لیگامان صلیبی قدامی زانو برای حفظ پایداری خود در غیاب لیگامان از یک سری مکانیزمهای جبرانی حرکتی در حین انجام فعالیتهای مختلف بهره میگیرند. هدف از انجام این مطالعه، بررسی تفاوتهای درونگروهی سینماتیکی و نقاط اوج نیروی عکسالعمل زمین هنگام بالارفتن از پله در این گروه افراد میباشد. در این مطالعه، 8 فرد با آسیب یکطرفهی لیگامان صلیبی قدامی شرکت کردند. پای سالم افراد آسیب دیده به عنوان گروه کنترل در نظر گرفته شد و تمامی مقایسهها بین پای سالم و پای آسیب دیده انجام گرفت. سیستم آنالیز حرکت VICON به همراه دو صفحهی نیرو برای ثبت فعالیت حرکتی افراد هنگام بالارفتن از پله با دو ارتفاع متفاوت به کار گرفته شد. محاسبات سینماتیکی تیبیافمورال با تکنیک جدید OSSCA انجام شد که ترکیبی از رویکرد SARA برای تعیین محور فانکشنال زانو، SCoRE برای تعیین مرکز مفصل ران و OCST برای کاهش آرتیفکتهای حرکتی مارکرها میباشد. براساس نتایج این مطالعه، افراد با آسیب لیگامان صلیبی برای دو ارتفاع 17 و 20 سانتیمتری پله مکانیزمهای انطباقی سینماتیکی و نقطهی اوج نیرویی متفاوتی داشتند. در ارتفاع 17 سانتیمتری و در ابتدای فاز یا مرحلهی گردشی پای آسیب دیده زاویهی واروس کمتر، چرخش محوری خارجی بیشتر و نقطهی اوج ضربهی کمتری (p<0.05) را نسبت به پای سالم تجربه کرد. در ارتفاع 20 سانتیمتری پای آسیب دیده زاویهی اکستنشن بیشتر، والگوس بیشتر و چرخش محوری خارجی بیشتری (p<0.05) را در فاز اکستنشن نهایی ایستایش نسبت به پای سالم داشت. در هر دو ارتفاع پله، تقدم رسیدن به نقطهی اوج اکستنشن در پای آسیب دیده نسبت به پای سالم مشاهده شد. نتایج این مطالعه تایید میکند که افراد با آسیب لیگامان قدامی، درجات آزادی چرخشی تیبیافمورال و نیروی عکسالعمل متفاوتی نسبت به پای سالم خود دارند. این مکانیزمهای جبرانی در نهایت به تغییر بارگذاری زانو، فرسایش غضروف و ابتلا به آرتروز زودرس این افراد منجر میشود.
پردازش تصاویر پزشکی
سعید شاکری؛ فرناز قاسمی؛ فرشاد الماسگنج
دوره 13، شماره 1 ، فروردین 1398، ، صفحه 17-30
چکیده
حذف نویز یکی از مهمترین مراحل در پردازش تصاویر دیجیتال است. امروزه از تصاویر سیتی با اشعهی مخروطی به صورت گسترده در تصویربرداری از ناحیهی فک و صورت استفاده میشود. این تصاویر به دلیل الگوریتم بازسازی متفاوت و اعمال دوز بسیار کم در مقایسه با سیتی، دارای نویز و آرتیفکتهای مختلف هستند. از این رو، استفاده از روشهای ...
بیشتر
حذف نویز یکی از مهمترین مراحل در پردازش تصاویر دیجیتال است. امروزه از تصاویر سیتی با اشعهی مخروطی به صورت گسترده در تصویربرداری از ناحیهی فک و صورت استفاده میشود. این تصاویر به دلیل الگوریتم بازسازی متفاوت و اعمال دوز بسیار کم در مقایسه با سیتی، دارای نویز و آرتیفکتهای مختلف هستند. از این رو، استفاده از روشهای کاهش نویز در این تصاویر برای افزایش نسبت سیگنال به نویز در آنها ضروری میباشد. در این مقاله از روش تحلیل مولفههای مستقل (ICA) به منظور جداسازی نویز از تصاویر سیتی با اشعهی مخروطی استفاده شده و سه الگوریتم مختلف NG-FICA، ERICA و FastICA مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین از دو روش قدرتمند کاهش نویز دیگر، آستانهگذاری تبدیل موجک گسستهی دوبعدی و فیلتر انتشار ناهمسانگرد بهینه، برای مقایسهی نتایج استفاده شده است. روش پیشنهادی روی 12 تصویر مختلف در حضور دو نویز گوسی و اسپکل بررسی شده و نتایج به دست آمده با استفاده از معیارهای زمان پردازش، PSNR، MSE و SSIM مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که روشهای ICA نسبت به سایر روشهای حذف نویز عملکرد بهتری در جداسازی نویز از تصاویر سیتی با اشعهی مخروطی داشته و از میان سه الگوریتم مورد بررسی، الگوریتم NG-FICA از نظر زمانی،حفظ کیفیت تصویر و کاهش نویز، عملکرد بهتری داشته است.
مهندسی عصبی عضلانی
رضا حاجیان؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 8، شماره 1 ، فروردین 1393، ، صفحه 19-29
چکیده
ﻟﺮﺯﺵ ﺍﺯ ﺷﺎﻳﻊﺗﺮﻳﻦ ﺍﺧﺘﻼﻻﺕ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﺍﻧﺴﺎﻥ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﻏﻴﺮﺍﺭﺍﺩی ﻭ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﺳﻴﻨﻮﺳﻰ ﺍﺳﺖ. ﻟﺮﺯﺵ، ﻣﻔﺼﻞﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻔﻰ ﺩﺭ ﺑﺪﻥ ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﻣﻔﺼﻞ ﺁﺭﻧﺞ ﺭﺍ ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻗﺮﺍﺭ ﻣﻰﺩﻫﺪ. ﻟﺮﺯﺵ ﻣﻔﺼﻞ ﺁﺭﻧﺞ ﺑﺼﻮﺭﺕ ﺣﺮﻛﺎﺕ ﺑﺎﺯ ﻭ ﺑﺴﺘﻪ ﺷﻮﻧﺪﻩ ﻭ ﭼﺮﺧﺸﻰ ﺳﺎﻋﺪ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭﻣﺎﻥﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎﻭﺗﻰ ﺑﺮﺍی ...
بیشتر
ﻟﺮﺯﺵ ﺍﺯ ﺷﺎﻳﻊﺗﺮﻳﻦ ﺍﺧﺘﻼﻻﺕ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﺍﻧﺴﺎﻥ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﻏﻴﺮﺍﺭﺍﺩی ﻭ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﺳﻴﻨﻮﺳﻰ ﺍﺳﺖ. ﻟﺮﺯﺵ، ﻣﻔﺼﻞﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻔﻰ ﺩﺭ ﺑﺪﻥ ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﻣﻔﺼﻞ ﺁﺭﻧﺞ ﺭﺍ ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻗﺮﺍﺭ ﻣﻰﺩﻫﺪ. ﻟﺮﺯﺵ ﻣﻔﺼﻞ ﺁﺭﻧﺞ ﺑﺼﻮﺭﺕ ﺣﺮﻛﺎﺕ ﺑﺎﺯ ﻭ ﺑﺴﺘﻪ ﺷﻮﻧﺪﻩ ﻭ ﭼﺮﺧﺸﻰ ﺳﺎﻋﺪ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭﻣﺎﻥﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎﻭﺗﻰ ﺑﺮﺍی ﻟﺮﺯﺵ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ﻛﻪ ﻳﻜﻰ ﺍﺯ ﺁﻥﻫﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﺭﻭﺵ ﻻﺯﻡ ﺍﺳﺖ ﺑﻪ ﻣﻮﺍﺭﺩی ﺗﻮﺟﻪ ﺷﻮﺩ ﻛﻪ ﻋﺒﺎﺭﺗﻨﺪ ﺍﺯ 1) ﺗﺤﺮﻳﮏ ﻛﻨﻨﺪﮤ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ، ﺑﻤﻨﻈﻮﺭ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺁﺯﻣﺎﻳﺶﻫﺎی ﻭﺍﻗﻌﻰ ﻭ ﺍﻋﺘﺒﺎﺭﺳﻨﺠﻰ ﻣﺪﻝ، 2) ﻣﺪﻝ ﻋﺼﺒﻰ- ﻋﻀﻼﻧﻰ- ﺍﺳﻜﻠﺘﻰ ﺑﺮﺍی ﺑﺮﺭﺳﻰ ﺩﻳﻨﺎﻣﻴﮏ ﻟﺮﺯﺵ ﻭ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯی ﺳﻴﺴﺘﻢ، 3) ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺍﻟﮕﻮ، ﻧﺤﻮﮤ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﻭ ﺭﻭﺵ ﻛﻨﺘﺮﻟﻰ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮﺍی ﻛﻨﺘﺮﻝ ﭘﺎﺭﺍﻣﺘﺮﻫﺎی ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺑﻪ ﻧﺤﻮی ﻛﻪ ﻟﺮﺯﺵ ﻛﺎﻫﺶ ﻳﺎﺑﺪ. ﻳﻜﻰ ﺍﺯ ﺭﻭﺵﻫﺎﻳﻰ ﻛﻪ ﺑﺮﺍی ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ ﻋﻀﻼﺕ ﻣﺨﺎﻟﻒ ﺑﻤﻨﻈﻮﺭ ﻛﺎﻫﺶ ﻟﺮﺯﺵ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻣﻰﺷﻮﺩ، ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺑﻪﺻﻮﺭﺕ ﻓﺎﺯ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﺭﻭﺵ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺍﻳﻨﻜﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺩﺍﺭﺍی ﺗﺄﺧﻴﺮ ﺯﻣﺎﻧﻰ، ﺍﻏﺘﺸﺎﺵ، ﺭﻭﺍﺑﻂ ﻏﻴﺮﺧﻄﻰ ﻭ ﻣﺘﻐﻴﺮ ﺑﺎ ﺯﻣﺎﻥ ﺍﺳﺖ، ﻧﻴﺎﺯﻣﻨﺪ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻛﻨﺘﺮﻝﻛﻨﻨﺪﻩﺍی ﺗﻮﺍﻧﺎ ﻭ ﻗﺪﺭﺗﻤﻨﺪ ﻫﺴﺘﻴﻢ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﭘﮋﻭﻫﺶ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻭﻳﮋﮔﻰﻫﺎی ﻛﻨﺘﺮﻝﻛﻨﻨﺪﻩ MPC، ﺍﺯ ﺍﻳﻦ ﻛﻨﺘﺮﻝﻛﻨﻨﺪﻩ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯی ﻧﺸﺎﻥﺩﻫﻨﺪﮤ ﺍﻳﻦ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ MPC ﺩﺭ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﺎ ﻛﻨﺘﺮﻝﻛﻨﻨﺪﻩ PID ﻭ Fuzzy - ﻛﻪ ﻗﺒﻼ ﺍﺯ ﺁﻧﻬﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ- ﻋﻤﻠﻜﺮﺩی ﺭﺿﺎﻳﺖﺑﺨﺶ ﺩﺍﺭﺩ ﻭ ﻧﺸﺎﻥﺩﻫﻨﺪﮤ ﺍﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮﻉ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺼﻮﺭﺕ ﺗﺌﻮﺭی ﻣﻰﺗﻮﺍﻥ ﻟﺮﺯﺵ ﺭﺍ ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ ﻛﺎﻫﺶ ﺩﺍﺩ.
مدلسازی سیستمهای اسکلتی عضلانی
الهام حضرتی؛ محمود رضا آذغانی
دوره 11، شماره 1 ، اردیبهشت 1396، ، صفحه 19-28
چکیده
پدال زدن با دوچرخة ثابت یکی از فعالیتهای فیزیکی پرکاربرد برای تقویت عضلهها است. عاملهای مختلفی بر عملکرد پدال زدن اثر میگذارند. هدف در این مطالعه، بررسی اثر تغییر سرعت پدال زدن و گشتاور مقاومتی اعمالی در برابر پدال زدن در محدودة محلهای ممکنة پدال زدن (از نظر سینماتیکی) بر فعالیت عضلهها و نیروهای مفصلی مچ پا، زانو و ران ...
بیشتر
پدال زدن با دوچرخة ثابت یکی از فعالیتهای فیزیکی پرکاربرد برای تقویت عضلهها است. عاملهای مختلفی بر عملکرد پدال زدن اثر میگذارند. هدف در این مطالعه، بررسی اثر تغییر سرعت پدال زدن و گشتاور مقاومتی اعمالی در برابر پدال زدن در محدودة محلهای ممکنة پدال زدن (از نظر سینماتیکی) بر فعالیت عضلهها و نیروهای مفصلی مچ پا، زانو و ران است. برای این منظور، از مدل بیومکانیکی حرکت انسان ارائهشده در نرمافزار انیبادی استفاده شد. توان مکانیکی پدال زدن در مقدار ثابت w 200 قرار داده شد. سرعت یا نرخ پدال زدن 40، 60، 80، 100 و rpm 120 و گشتاور مقاومتی اعمالی در برابر پدال زدن 0، 5، 10، 15 و Nm 20، در محدودة محلهای ممکنة پدال زدن درنظرگرفته شد. نتایج نشان داد که اگرچه محدودة محلهای ممکنة پدال زدن ازنظر سینماتیکی مناسب است، با تغییر سرعت پدال زدن و گشتاور مقاومتی اعمالی، تمام محلهای پدال زدن از این محدوده، بهدلیل فعالیت بیش از حد عضلهها (بیش از 95/0)، مناسب نیستند. در نرخ پدال زدن 80، 100 و rpm 120 با اعمال گشتاور مقاومتی 0 و Nm 5، بهطور تقریب تمام محلهای ممکنه مناسب هستند (فعالیت عضلهها کمتر از 95/0). با افزایش سرعت پدال زدن در یک سطح گشتاور مقاومتی ثابت، بخش بیشتر و با افزایش گشتاور مقاومتی اعمالی در یک سطح نرخ پدال زدن، بخش کمی از محدودة ممکنه، مناسب (فعالیت عضلهها کمتر از 95/0) است. نیروهای مفصلی با کاهش سرعت پدال زدن و افزایش گشتاور مقاومتی اعمالی، افزایش مییابند.
مکانیک سیالات زیستی / سیالات بیولوژیکی
پویا عبدی؛ بهمن وحیدی
دوره 17، شماره 1 ، خرداد 1402، ، صفحه 41-50
چکیده
توپوگرافی ماتریس خارج سلولی نقش مهمی در بسیاری از رویدادهای بیولوژیکی از جمله بهبود بافت، مورفوژنز و رشد دارد. مشخص شده است که ساختار ماتریس و خواص مکانیکی آن از جمله عوامل تعیین کننده در تعیین سرنوشت سلول های ساکن آن هستند. علاوه بر عوامل مستقیم مکانیکی، ماتریسها همچنین آزادسازی و جذب برخی مواد شیمیایی را تسهیل میکنند و در برهم ...
بیشتر
توپوگرافی ماتریس خارج سلولی نقش مهمی در بسیاری از رویدادهای بیولوژیکی از جمله بهبود بافت، مورفوژنز و رشد دارد. مشخص شده است که ساختار ماتریس و خواص مکانیکی آن از جمله عوامل تعیین کننده در تعیین سرنوشت سلول های ساکن آن هستند. علاوه بر عوامل مستقیم مکانیکی، ماتریسها همچنین آزادسازی و جذب برخی مواد شیمیایی را تسهیل میکنند و در برهم کنش های سلولی و سلول- ماتریس شرکت میکنند. ثابت شده است که کرنش های مکانیکی در ماتریس، مهاجرت و طویل شدن سلولهای اندوتلیال را که منجر به رگزایی میشود، هدایت میکنند و اتفاق نظر وجود دارد که سفتی ماتریس، تراکم فیبر و جهتگیری فیبر میتواند رگزایی را در جهت گرادیان سفتی افزایش دهد. در این مطالعه، به طور خاص نقش توپوگرافی در هدایت خودسازماندهی سلولهای اندوتلیال ناشی از اثر مانع در مقابل جریان مایع و تسهیل جابجایی سلولی در جهتهای خاص بررسی شد. برای این کار مدل قبلی خود از رگ زایی هدایت شده با جریان مایع را برای پاسخ های سلولی انتخاب کردیم. مدل شبکه بولتزمن جریان سیال برای مطالعه اثر الیاف یک طرفه و جهتگیری های تصادفی الیاف اتخاذ و اصلاح شد. برای مطالعه اثر جهت گیری فیبر، یک مدل پیشنهادی قبلی از تخلخل در شبکه بولتزمن را برای مطابقت با این هدف اصلاح و بهبود داده شد. این مدل میتواند اثرات جهتگیری فیبر در ماتریس را بر مهاجرت اندوتلیال و وسکولوژنز بازتولید کند. شبیهسازیها پیوستگی بهتر لومنهای تشکیلشده را زمانی که جریان محلی در جهت جهت فیبر باشد، نشان داد. این نتایج میتواند پیامدهای قابل مطالعه ای در درک نارسایی های سلول های اندوتلیال در برخی بیماری ها و همچنین در رگ زایی و متاستاز تومور داشته باشد.
پردازش سیگنالهای حیاتی
داود سعادتی؛ ستار میرزاکوچکی
دوره 16، شماره 4 ، اسفند 1401، ، صفحه 61-70
چکیده
بررسی صدای اندامهای بدن یکی از روشهای تشخیص بیماریهای مختلف است که توسط پزشکان برای تحلیل صداهای عارضهای بکار گرفته میشود، از آنجایی که بیشتر مرگ و میر ناشی از بیماری، در کشورهای فقیری رخ میدهد که کمبود تجهیزات و متخصص دارند، ایجاد روشهای تشخیصی مبتنی بر یادگیری ماشین و پردازش صوت که علاوه بر دردسترس بودن ، غیرتهاجمی و ارزان ...
بیشتر
بررسی صدای اندامهای بدن یکی از روشهای تشخیص بیماریهای مختلف است که توسط پزشکان برای تحلیل صداهای عارضهای بکار گرفته میشود، از آنجایی که بیشتر مرگ و میر ناشی از بیماری، در کشورهای فقیری رخ میدهد که کمبود تجهیزات و متخصص دارند، ایجاد روشهای تشخیصی مبتنی بر یادگیری ماشین و پردازش صوت که علاوه بر دردسترس بودن ، غیرتهاجمی و ارزان نیز میباشند با تشخیص زودهنگام میتوانند باعث نجات میلیونها انسان شوند. در مطالعات پیشین غالبا ورودیهای بازتابکنندهی ویژگیهای فرکانسی صوت مورد استفاده قرار گرفته است، دراین مقاله علاوه بر آن از یک نمایش بازگشتی استفاده میکنیم که ویژگیهای زمانی صوت را بازتاب میکند و به عنوان ورودی به شبکههای کانولوشنی داده میشود تا از مزیتهای یادگیری انتقالی آن بهرهمند شویم، با اضافه کردن مکانیزم توجه زمانی و شبکه گیتهای بازگشتی دوطرفه، توالی دادههای صوتی که یک سری زمانی است مورد بررسی قرار میگیرد و هر یک از دادهها با توجه به ارزشی که دارند وزندهی میشوند. دادههای استفاده شده در این مقاله از پایگاه داده صدای ریه ICBHI است که در مقالههای بسیاری استفاده شده است. روش ارائه شده توانست در طبقه بندی صدای ریه به سه دستهی سالم، بیماری انسداد مزمن ریوی(COPD) و سایر بیماری ها به دقت 97 درصد برسد که نتیجه بهتری نسبت به سایر روش های بکار رفته برای این پایگاه داده میباشد.
مهندسی عصبی عضلانی
داوود نادری؛ محسن صادقی مهر؛ نادر فرهپور؛ بهنام میریپور فرد
دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1387، ، صفحه 85-93
چکیده
شناخت واکنش های حرکتی انسان علاوه بر کاربردهایی رایج در رباتیک و گرافیک کامپیوتری، به محققان این امکان را می دهد که با تشریح و بررسی دقیق عکس العمل ها، ضمن کسب اطلاعات کاملی از فرایند حفظ پایداری و روند وقوع حرکت، الگوهای حرکتی مناسب و بهینه ای برای تقویت سیستم عصبی- عضلانی و کمک به حفظ پایداری انسان، پیشنهاد کنند. در این مقاله به دو ...
بیشتر
شناخت واکنش های حرکتی انسان علاوه بر کاربردهایی رایج در رباتیک و گرافیک کامپیوتری، به محققان این امکان را می دهد که با تشریح و بررسی دقیق عکس العمل ها، ضمن کسب اطلاعات کاملی از فرایند حفظ پایداری و روند وقوع حرکت، الگوهای حرکتی مناسب و بهینه ای برای تقویت سیستم عصبی- عضلانی و کمک به حفظ پایداری انسان، پیشنهاد کنند. در این مقاله به دو روش فرضیه ای و تجربی به بررسی پایداری انسان در برابر اغتشاش ناپایدار کننده ای به صورت دوران سطح زیر پا، پرداخته شده است. در روش فرضیه ای با در نظر گرفتن یک مدل رباتیکی چهار لینکی برای انسان و حل معادلات سینماتیکی و دینامیکی مدل با در نظر گرفتن اغتشاش خارجی، سعی شد به روش بهینه سازی و بر اساس معیار پایداری نقطه ممان صفر، الگوهای حرکتی برای حفظ پایداری انسان تعیین شود. در روش تجربی به منظور مشاهده عکس العمل واقعی انسان به اغتشاش دوران سطح زیر پا، دستگاه اعمال کننده اغتشاش دورانی طراحی و ساخته و آزمایش هایی بر روی 10 فرد سالم انجام شد. با اجرای این آزمایش ها واکنش سینماتیکی انسان به اغتشاش ناپایدار کننده سطح زیر پا به وسیله دوربین های فرکانس بالا ضبط شد. پس از پردازش داده ها، مشاهدات تجربی با محاسبات فرضیه حاصل از روش بهینه سازی مقایسه شدند. بررسی نتایج دو روش- با نمایش انطباق خوب نتایج تجربی و فرضیه ای- توانایی بسیار بالای روش مدلسازی و بهینه سازی در تعیین واکنش های حرکتی انسان را نشان داد. همچنین نتایج هر دو روش نشان داد که سیستم کنترل عصبی- عضلانی انسان به طور عمده استراتژی مچ پا را برای حفظ پایداری در برابر دوران سطح زیر پا فراخوانی می کند. بنابراین تقویت مفصل مچ و عضلاتی که در بکارگیری استراتژی مچ نقش کلیدی دارند یک گام مهم در جلوگیری از افتادن افراد سالخورده در اثر چنین اغتشاشی خواهد بود.
بیومکانیک قلب و عروق
مهدی معرفت؛ اصغر خوشکارشلمانی؛ منیژه مختاری دیزجی
دوره 1، شماره 2 ، شهریور 1386، ، صفحه 95-104
چکیده
مدل سازی جریان خون و جداره شریان در شریان های بزرگ از جمله شریان کاروتید و استفاده از اندازه گیری های التراسونیک، امکان ارزیابی بالینی غیرتهاجمی متغیرهای همودینامیکی را فراهم می سازد. برای دستیابی به این هدف مدل غیر خطی ریاضی برای جریان پالسی شریان با استفاده از تئوری تقریبی «جریان موضعی» پیشنهاد شده است. در مدل پیشنهادی، با ...
بیشتر
مدل سازی جریان خون و جداره شریان در شریان های بزرگ از جمله شریان کاروتید و استفاده از اندازه گیری های التراسونیک، امکان ارزیابی بالینی غیرتهاجمی متغیرهای همودینامیکی را فراهم می سازد. برای دستیابی به این هدف مدل غیر خطی ریاضی برای جریان پالسی شریان با استفاده از تئوری تقریبی «جریان موضعی» پیشنهاد شده است. در مدل پیشنهادی، با اندازه گیری شعاع لحظه ای و سرعت خون در خط مرکزی شریان می توان پروفیل سرعت جریان خون، گرادیان فشار و ضریب الاستیسیته را محاسبه کرد. در این تحقیق، یک مدل ریاضی گرادیان فشار، در یک رگ الاستیک باریک شونده، با استفاده از سرعت خط مرکزی جریان خون ارایه شده است که با استفاده از یک حل کننده معادلات ناویر- استوکس تراکم ناپذیر برای سیال نیوتنی، با مدل الاستیک یا ویسکوالاستیک پیوست شده و حل شده اند. نتایج مدل سازی و شبیه سازی نشان می دهد که با استفاده از داده های داپلر التراسوند، می توان الاستیسیته شریان را برآورد کرد. توافق خوبی میان نتایج مدل و اندازه گیری های تجربی، مشاهده شد. اجرای روش حاضر به صورت بالینی نسبتا ساده بود و با استفاده از متغیرهای قابل اندازه گیری در تصاویر حاصل از سیستم های داپلر اولتراسوند، می توان تغییرات موضعی شریان را به خوبی ارزیابی کرد.
پردازش سیگنالهای حیاتی
فریده ابراهیمی؛ محمد میکائیلی
دوره 4، شماره 2 ، شهریور 1389، ، صفحه 97-108
چکیده
سیگنالهای زیستی مختلف شامل EEG، EOGو EMGبه منظور تشخیص اختلالات خواب در آزمایشگاههای خواب ثبت میشوند. تحلیل اطلاعات ثبت شده در زمان خواب بهوسیله متخصص خواب، به صورت شهودی انجام میشود. طبقهبندی شهودی مراحل خواب به دلیل طولانی بودن ثبتها، کار زمانبر و خسته کنندهای است. تحلیل خودکار خواب میتواند این امر را تسهیل کند. مهمترین ...
بیشتر
سیگنالهای زیستی مختلف شامل EEG، EOGو EMGبه منظور تشخیص اختلالات خواب در آزمایشگاههای خواب ثبت میشوند. تحلیل اطلاعات ثبت شده در زمان خواب بهوسیله متخصص خواب، به صورت شهودی انجام میشود. طبقهبندی شهودی مراحل خواب به دلیل طولانی بودن ثبتها، کار زمانبر و خسته کنندهای است. تحلیل خودکار خواب میتواند این امر را تسهیل کند. مهمترین گام برای طبقهبندی خودکار مراحل خواب، استخراج ویژگیهای مناسب است. در این تحقیق دو دسته ویژگی از سیگنال EEGاستخراج شدند: دسته اول ویژگیهایی هستند که از روی ضرایب تبدیل بستههای موجک (WPT) محاسبه شدهاند و دسته دوم شامل تعدادی از ویژگیهای فرکانسی و یک ویژگی زمانی یعنی دامنه سیگنال EEGهستند. در ادامه این دو مجموعه از ویژگیها به طور مجزا بهوسیله شبکههای عصبی SOMبه فضای دوبعدی نگاشته شدند. نگاشت بهدست آمده نشان داد که این ویژگیها در جدا کردن خودکار مراحل خواب بسیار مفیدند. اطلاعات استخراج شده از EEGبیداری و خواب عمیق به دو ناحیه کاملاً مجزا نگاشته شدند. این نگاشت همچنین نشان داد که سیگنالEEGبهتنهایی برای جدا کردن کامل مراحل خواب کافی نیست زیرا وقتی اطلاعات مستخرج از سیگنال EEGدر خواب REMو مرحله 1 از خواب NREMبه ناحیه یکسان نگاشت شدند، اطلاعات استخراج شده از سیگنال EEGدر مرحله 2 خواب با سایر مراحل همپوشانی دارد که این نتایج منطبق با تعاریف فیزیولوژی مراحل خواب است.
پردازش گفتار
محمدبهادر نجفی؛ منصور ولی
دوره 14، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 97-107
چکیده
بیماری پارکینسون بعد از آلزایمر به عنوان رایجترین بیماری مخرب سیستم عصبی شناخته میشود. یکی از عوارض شایع این بیماری، به وجود آمدن اختلالات گفتاری است. با توجه به این که تولید گفتار در انسان شامل تولید صوت در اثر ارتعاش تارهای صوتی (بخش آوایی) و سپس عبور آن از فیلتر لولهی صوتی (بخش تلفظی) است، انتظار میرود هر کدام از این دو بخش دچار ...
بیشتر
بیماری پارکینسون بعد از آلزایمر به عنوان رایجترین بیماری مخرب سیستم عصبی شناخته میشود. یکی از عوارض شایع این بیماری، به وجود آمدن اختلالات گفتاری است. با توجه به این که تولید گفتار در انسان شامل تولید صوت در اثر ارتعاش تارهای صوتی (بخش آوایی) و سپس عبور آن از فیلتر لولهی صوتی (بخش تلفظی) است، انتظار میرود هر کدام از این دو بخش دچار اختلال شوند. در این تحقیق با استفاده از یک روش غیرتهاجمی و به کمک سیگنال گفتار فرد، به تشخیص بیماری پارکینسون پرداخته شده است. بدین منظور از گویش 3 واکهی کشیدهی زبان فارسی توسط 48 نفر (27 نفر مبتلا به بیماری پارکینسون و 21 نفر سالم) استفاده شده است تا میزان تخریب دو بخش تلفظی و آوایی ارزیابی شود. از ویژگیهای مرتبط با بخش آوایی تولید گفتار میتوان به جیتر، شیمر، فرکانس گام و طول زمانی باز و بسته شدن پالسهای چاکنایی و از ویژگیهای بخش تلفظی گفتار میتوان به فرمنتهای اول، دوم و سوم، نرخ عبور از صفر، MFCC و LPC اشاره کرد. در این تحقیق، در مجموع 38 دستهی ویژگی استخراج شده و چهار پارامتر آماری میانگین، انحراف معیار، ضریب چولگی و ضریب کشیدگی از روی آنها محاسبه شده است. در ادامه از الگوریتم ژنتیک برای شناسایی ویژگیهای بهینه استفاده شده و شناسایی بیماری پارکینسون با به کارگیری طبقهبندهای SVM، KNN و درخت تصمیمگیر انجام شده است. به عنوان شاخصهی اصلی این پژوهش، نتایج مربوط به دو بخش آوایی و تلفظی مورد مقایسه و چالش قرار گرفته است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داده که ویژگیهای آوایی با صحت 2/1±1/96% نسبت به ویژگیهای تلفظی در تشخیص بیماری پارکینسون نقش مفیدتری داشته و همچنین واکهی /او/ با میزان صحت 6/97% بهترین عملکرد را در تشخیص بیماری پارکینسون نسبت به سایر واکهها داشته است.
بیوالکترومغناطیس
سمانه صدیقی؛ کیوان کرامتی؛ علی صفری واریانی؛ احمد نیکپی
دوره 6، شماره 2 ، شهریور 1391، ، صفحه 99-106
چکیده
مواجهه مزمن با میدانهای مغناطیسی میتواند آثار نامطلوبی بر حافظه و یادگیری داشته باشد. این مطالعه با هدف بررسی اثر حفاظتی عصاره زعفران بر اختلالات تثبیت حافظه در رتهای در معرض تابش میدان مغناطیسی انجام شد. 120 موش صحرایی نر از نژاد ویستار در 12 گروه دهتایی به مدت 5 روز، هر روز به مدت 1، 3 و 5 ساعت در معرض تابش میدان مغناطیسی با شدت 5/2 ...
بیشتر
مواجهه مزمن با میدانهای مغناطیسی میتواند آثار نامطلوبی بر حافظه و یادگیری داشته باشد. این مطالعه با هدف بررسی اثر حفاظتی عصاره زعفران بر اختلالات تثبیت حافظه در رتهای در معرض تابش میدان مغناطیسی انجام شد. 120 موش صحرایی نر از نژاد ویستار در 12 گروه دهتایی به مدت 5 روز، هر روز به مدت 1، 3 و 5 ساعت در معرض تابش میدان مغناطیسی با شدت 5/2 تسلا قرار گرفتند و آثار حفاظتی عصاره زعفران با دوزهای 125 ،200 ، 300 میلیگرم برکیلوگرم در سطح معنیدار (05/0p≤) به روش یادگیری احترازی غیر فعال در دستگاه شاتل باکس در مقایسه با گروه کنترل بررسی شد. مواجهه یک ساعتی موشها با میدان مغناطیسی تأثیر معنیداری بر تثبیت حافظه نداشت. افزایش زمان مواجهه به 3 و5 ساعت در مقایسه با گروه کنترل سبب اختلال درتثبیت حافظه شد(05/0P<). تجویز درون صفاقی عصاره زعفران در دوز 300 میلیگرم عصاره بر کیلوگرم تأثیر معنیداری در بهبود تثبیت حافظه در مقایسه با گروه کنترل داشت. تابش میدان مغناطیسی 5/2 میلی تسلا و50 هرتز سبب اختلال در تثبیت حافظه شد. عصاره آبی زعفران با دوز 300 میلیگرم بر کیلوگرم ممکن است دارای آثار حفاظتی و بهبود دهنده اختلالات تثبیت حافظه شود.
بیوپلیمر / زیستبسپار
حدیث بندگانی؛ سعید حصارکی؛ مسعود علیزاده
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1388، ، صفحه 99-109
چکیده
هدف این مقاله بررسی اثر وارد کردن مقادیر مختلف یون استرانسیم (با درصد وزنی 0.19-2.23) به درون شبکه بیوسرامیک سولفات کلسیم بر خواص فیزیکی، ساختاری و زیستی در محیط in vitro و مقایسه آن با خواص نمونه سولفات کلسیم دی هیدراته (ژیپس) خالص به عنوان نمونه شاهد است. ژیپس حاوی استرانسیم (Sr-ژیپس) از مخلوط کردن پودر سولفات کلسیم نیمه هیدراته و محلول ...
بیشتر
هدف این مقاله بررسی اثر وارد کردن مقادیر مختلف یون استرانسیم (با درصد وزنی 0.19-2.23) به درون شبکه بیوسرامیک سولفات کلسیم بر خواص فیزیکی، ساختاری و زیستی در محیط in vitro و مقایسه آن با خواص نمونه سولفات کلسیم دی هیدراته (ژیپس) خالص به عنوان نمونه شاهد است. ژیپس حاوی استرانسیم (Sr-ژیپس) از مخلوط کردن پودر سولفات کلسیم نیمه هیدراته و محلول نیترات استرانسیم حاصل شد، سپس نمونه ها با آب مقطر شستشو داده شدند تا نمک های باقیمانده خارج شود. ژیپس تنها فازی بود که در ترکیب نمونه ژیپس خالص و استرانسیم دار حاصل شد و همچنین یک جابه جایی در زاویه پراش اشعه X به سمت زوایای کوتاه تر در الگوهای پراش نمونه های حاوی استرانسیم مشاهده شد. حضور استرانسیم در ساختار ژیپس استحکام ژیپس را افزایش و حلالیتش را کاهش داد. ریزساختار تمامی نمونه ها شامل بلورهای کوچک میله ای شکل و درهم فرو رفته است و در این میان بلورهای Sr-ژیپس طویل تر و ضخیم ترند. الگویEDXA نمونه ژیپس حاوی استرانسیم حضور یون های کلسیم و سولفور به عنوان عناصر اصلی ژیپس و مقدار جزئی استرانسیم را نشان داد. رهایش پیوسته استرانسیم از نمونه ژیپس حاوی استرانسیم به درون محلول شبیه سازی شده با بدن به مدت 14 روز مشاهده شد. نرخ تکثیر و فعالیت آلکالین فسفات سلول های استخوان ساز کشت داده شده روی نمونه های حاوی Sr نسبت به ژیپس خالص بهتر بود.
بیوالکترومغناطیس
رضا معصومی جهاندیزی؛ پرویز عبدالمالکی؛ سید جواد مولی
دوره 5، شماره 2 ، شهریور 1390، ، صفحه 105-115
چکیده
در این مقاله به تاثیر میدان مغناطیسی ایستا با شدتهای 15 و 30 میلی تسلا بر روی چرخه سلولی، سلولهای مزانشیمی مغز استخوان رت پرداخته شده است. سلولها بعد از کشت تحت تاثیر القاکننده های تمایز عصبی قرار گرفتند. القاء تمایز و تابش دهی به مدت 2،4 و 6 ساعت صورت گرفت. یک گروه از سلولهای القا شده با مواد القاگر عصبی، تحت تابش میدان قرار گرفتند. در ...
بیشتر
در این مقاله به تاثیر میدان مغناطیسی ایستا با شدتهای 15 و 30 میلی تسلا بر روی چرخه سلولی، سلولهای مزانشیمی مغز استخوان رت پرداخته شده است. سلولها بعد از کشت تحت تاثیر القاکننده های تمایز عصبی قرار گرفتند. القاء تمایز و تابش دهی به مدت 2،4 و 6 ساعت صورت گرفت. یک گروه از سلولهای القا شده با مواد القاگر عصبی، تحت تابش میدان قرار گرفتند. در کنار این، گروه کنترل نیز وجود داشت که بدون تابش میدان بودند. برای تابش دهی از یک مولد میدان مغناطیسی ایستا که انکوباتوری در درون آن تعبیه شده بود استفاده گردید. بعد از تابش دهی، سلولها با اتانول 70 درصد تثبیت شدند. سپس با پروپیدیوم ایوداید رنگامیزی شده و توسط دستگاه فلوسایتومتر درصد فازهای G2/M,S,G1/G0 محاسبه گردید. برای محاسبه درصد مراحل مختلف چرخه سلولی از نرم افزار WinMdi2.9 استفاده شد. نتایج به صورت میانگین و انحراف معیار بدست آمد. نتایج نشان داد که میدان مغناطیسی با شدت 15 میلی تسلا تاثیری بر چرخه سلولی در سلولهای مزانشیمی رت در هیچ یک از زمانهای تابش دهی (4،2 و6 ساعت) ندارد. میدان مغناطیسی ایستا با شدت 30 ملی تسلا و 2 ساعت تابش موجب افزایش فاز G2/M گردید. تابش 4ساعته 30 میلی تسلا بر چرخه سلولی سلولهای مزانشیمی تاثیرگذار بوده و فاز S را بطور معنی دار کاهش داد.
شبکه عصبی / شبکه عصبی بیولوژیکی و مصنوعی
حامد عباسی؛ شاهرخ شجاعی؛ نسیم نادری
دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، ، صفحه 105-115
چکیده
امروزه جهت تصمیمگیری در مورد بسیاری از عملهای جراحی قلب و بررسی شرایط و آمادگی بیمار برای انجام عمل جراحی، از روش اندازهگیری مقاومت عروق ریوی استفاده میشود. اگر مقدار این مقاومت از یک حد آستانه بالاتر باشد، بیمار به عنوان غیرقابل عمل در نظر گرفته شده و حتی گاهی درمانهایی برای کاهش مقاومت عروق ریوی در مراحل اولیهی بیماریهای ...
بیشتر
امروزه جهت تصمیمگیری در مورد بسیاری از عملهای جراحی قلب و بررسی شرایط و آمادگی بیمار برای انجام عمل جراحی، از روش اندازهگیری مقاومت عروق ریوی استفاده میشود. اگر مقدار این مقاومت از یک حد آستانه بالاتر باشد، بیمار به عنوان غیرقابل عمل در نظر گرفته شده و حتی گاهی درمانهایی برای کاهش مقاومت عروق ریوی در مراحل اولیهی بیماریهای این عروق انجام میشود که برای پیگیری کاهش مقاومت عروق ریوی نیز لازم است تا این پارامتر مجددا اندازهگیری شود. در حال حاضر تنها معیار برای اندازهگیری این پارامتر، استفاده از روشهای کاتتریسم است که روشی تهاجمی بوده و با عوارض جانبی زیادی همراه است. هدف از انجام این تحقیق، ارائهی یک روش غیرتهاجمی به جای روش تهاجمی کاتتریزاسیون قلبی، از طریق پیشبینی مقاومت عروق ریوی بر مبنای دادههای اکوکاردیوگرافی توسط شبکههای عصبی مصنوعی میباشد. این تحقیق روی 591 بیمار صورت گرفته است. پس از انجام اکوکاردیوگرافی برای تمامی بیماران، دادههای اکوکاردیوگرافی (mPAP، dPAP، sPAP، PCWP، CO) به عنوان ورودی شبکهی عصبی و مقاومت عروق ریوی تمام بیماران (حاصل از کاتتریزاسیون قلبی) به عنوان خروجی شبکهی عصبی مورد ارزیابی قرار گرفته و در نهایت ارتباط بین دادههای اکوکاردیوگرافی و PVRcath به دست آمده است. برای بررسی عملکرد شبکهی عصبی پیشنهادی، به طور معمول از 75% دادهها برای آموزش و از 25% دادهها برای آزمون استقاده شده و همچنین برای آموزش بهتر شبکهی عصبی، این نسبتها تغییر داده شده است. در نتایج پیادهسازی، میانگین مربعات خطا به ترتیب برای دادههای آموزش و آزمون شبکهی عصبی پیشنهادی در مدل اول برابر با 37/0 و 27/0، در مدل دوم برابر با 67/14 و 76/10 و در مدل سوم برابر با 82/15 و 58/9 به دست آمده است.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
سعید ناهیدی؛ علیرضا حسیننژاد؛ ناصر فتورائی؛ زهرا حیدری
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 107-120
چکیده
در لایه های دیواره شریان بوده و این تجمع نیز متأثر از LDL پارامترهای جریان خون همواره متأثر از مکان و شکل تجمع ذرات جریان فیلتراسیون خون در لایه های دیواره شریان است. در این مقاله به منظور بررسی اثر انعطاف پذیری بر روی جریان فیلتراسیون در جریان ضربانی و غیر نیوتنی خون از یک شریان کاروتید با گرفتگی متقارن و با دیواره دو لایه ای انعطاف ...
بیشتر
در لایه های دیواره شریان بوده و این تجمع نیز متأثر از LDL پارامترهای جریان خون همواره متأثر از مکان و شکل تجمع ذرات جریان فیلتراسیون خون در لایه های دیواره شریان است. در این مقاله به منظور بررسی اثر انعطاف پذیری بر روی جریان فیلتراسیون در جریان ضربانی و غیر نیوتنی خون از یک شریان کاروتید با گرفتگی متقارن و با دیواره دو لایه ای انعطاف پذیر متخلخل، از مدل استفاده شده و نتایج آن با نتایج حاصله از مدل دیواره صلب و (PFSI) حل اجزای محدود همراه با برهمکنش سیال و جامد متخلخل مقایسه شده است. پارامترهای مورد مطالعه در این بررسی برای سه شدت گرفتگی متفاوت انجام شده (Porous Rigid متخلخل (مدل کاهش داشته است. Porous Rigid نسبت به مدل PFSI است. نتایج حاصل نشان می دهد که تنش برشی دیواره حدود 22 % در مدل در نواحی قبل و بعد از Porous Rigid نسبت به مدل PFSI همچنین سرعت فیلتراسیون در دیواره متخلخل شریان حاصله از مدل ناحیه گرفتگی، افزایش زیادی در حدود 20 % داشته است، ولی تفاوت سرعت فیلتراسیون بین دو مدل، در ناحیه گرفتگی شریان بسیار ناچیز بوده است.
رباتیک در پزشکی / بیورباتیک
محیا سالم؛ سعید ابراهیمی؛ مهدی بامداد
دوره 11، شماره 2 ، مرداد 1396، ، صفحه 111-125
چکیده
در این تحقیق، یک برونپوش بالاتنه بهمنظور انجام تمرینهای توانبخشی و کمک به افراد دارای مشکل حرکتی در انجام کارهای روزانه طراحی شده است. این برونپوش قادر به دوران دو درجهی آزادی مفصل شانه به صورت فعال و یک درجهی آزادی به صورت غیرفعال است. در سیستم طراحی شده از ایدهی مکانیزم انتقال کابلی و پولی راهنما با قابلیت تغییر راستای ...
بیشتر
در این تحقیق، یک برونپوش بالاتنه بهمنظور انجام تمرینهای توانبخشی و کمک به افراد دارای مشکل حرکتی در انجام کارهای روزانه طراحی شده است. این برونپوش قادر به دوران دو درجهی آزادی مفصل شانه به صورت فعال و یک درجهی آزادی به صورت غیرفعال است. در سیستم طراحی شده از ایدهی مکانیزم انتقال کابلی و پولی راهنما با قابلیت تغییر راستای اعمال نیرو بهره برده شده است. در این طرح، بر پایهی سیستمی با ساختاری ساده تنها از یک کابل برای حرکت رفت و برگشتی هر محور استفاده شده است. مکانیزم میلهای طراحی شده در این طرح با دوران دو درجهی آزادی مفصل شانه، قابلیت حمل آن را بدون نیاز به پایهای ثابت فراهم آورده است. سیستم محرکهی هر محور مستقل از محور دیگر عمل میکند، و بدین ترتیب، میتوان تنها مکانیزم مربوط به یک محور را روی بازو نصب و از آن استفاده نمود. این برونپوش حرکت کتف را در راستای عمودی محدود نمیسازد و در ضمن، ارزان، سبک، و قابل حمل بوده و به آسانی پوشیده میشود. در این مقاله، پس از معرفی سیستم برونپوش، روابط مربوط به گشتاور موتورها برای انجام گسترهی مشخصی از وظایف بدست آورده میشود. در ادامه، معادلات سینماتیکی و دینامیکی حاکم بر سیستم برونپوش استخراج گردیده و با شبیهسازی سیستم در نرمافزارهای کتیا و متلب و ارائهی نتایج، عملکرد آن مورد ارزیابی قرار میگیرد. نتایج حاصل مشخص میکند که برونپوش طراحی شده به خوبی قادر به انجام تمرینهای توانبخشی برای مفصل شانه میباشد.
پردازش تصاویر پزشکی
سمیه ملکی بالاجو؛ داوود آسمانی؛ حمید سلطانیانزاده
دوره 12، شماره 2 ، شهریور 1397، ، صفحه 111-124
چکیده
اختلال در ارتباطات عملکردی مربوط به شبکهی حالت پیشفرض در مراحل اولیهی بیماری آلزایمر گزارش شده است. به تازگی، ویژگی غیرایستانی شبکههای مغزی، با توجه به اینکه ارتباطات عملکردی درون و مابین این شبکهها در طول زمان، حتی در شرایطی که مغز انسان در حالت استراحت است، تغییر میکند، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. بنابراین، ...
بیشتر
اختلال در ارتباطات عملکردی مربوط به شبکهی حالت پیشفرض در مراحل اولیهی بیماری آلزایمر گزارش شده است. به تازگی، ویژگی غیرایستانی شبکههای مغزی، با توجه به اینکه ارتباطات عملکردی درون و مابین این شبکهها در طول زمان، حتی در شرایطی که مغز انسان در حالت استراحت است، تغییر میکند، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. بنابراین، برای مطالعهی کامل تغییرات ارتباطات عملکردی در بیماری آلزایمر، لازم است که تغییرات اساسی الگوی دینامیک آنها نیز بررسی شود. هدف از این مطالعه، بررسی الگوهای ارتباط عملکردی دینامیک درون شبکهی حالت پیشفرض در بیماران آلزایمر نسبت به افراد سالم میباشد. در این مطالعه، روشی مبتنی بر رگرسیون منطقی تنک، برای تخمین ماتریس ارتباطات عملکردی از دادههای تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی در حالت استراحت ۲۴ بیمار آلزایمری و ۳۷ فرد سالم استفاده میشود. برای تجزیه و تحلیل شبکهی ارتباطات عملکردی دینامیک، نمرهی تغییرات زمانی الگوی عملکردی برای هر ناحیهی مغزی تعریف میشود که میتواند چگونگی تغییرات الگوی عملکردی یک ناحیهی مغزی در طول زمان با استفاده از ارتباطات عملکردی دینامیک آن ناحیهی مغزی را کمیسازی نماید. نتایج مقایسهی گروهی نشان میدهد که نمرهی تغییرات زمانی الگوی عملکردی برخی از مناطق اصلی شبکهی حالت پیشفرض مانند قشر قدامی مغز میانی و قشر تمپورال جانبی در بیماران آلزایمری به طور قابل توجهی افزایش مییابد. همچنین تجزیه و تحلیل متعارف ارتباطات عملکردی استاتیک نشان میدهد که الگوی ارتباطات عملکردی این نواحی در اثر بیماری آلزایمر مختل میشود. این یافتهها نشان میدهند که نواحی قشر قدامی مغز میانی و قشر تمپورال جانبی در بیماران آلزایمری احتمالا به سازماندهی مجدد الگوی عملکردی خود در راستای جبران کاهش کارایی عملکردی ناشی از بیماری آلزایمر، تمایل دارند.
علوم اعصاب محاسباتی
مریم مقدم؛ فرزاد توحیدخواه؛ گلناز بغدادی
دوره 15، شماره 2 ، شهریور 1400، ، صفحه 111-125
چکیده
در فیزیولوژی شناختی و علوم اعصاب، حافظهی مکانی بخشی از حافظه بوده که مسئول ثبت و بازخوانی اطلاعات دربارهی اجزای محیط، جهتگیری و ناوبری است. اعمال شناختی مغز از جمله ناوبری، از طریق فعالیتهای دارای همبستگی و دنبالهای نواحی مختلف مغز شکل گرفته و اجرا میشوند. طبق تحقیقات انجام شده، فرایند ناوبری عمدتا به عملکرد هیپوکمپ ...
بیشتر
در فیزیولوژی شناختی و علوم اعصاب، حافظهی مکانی بخشی از حافظه بوده که مسئول ثبت و بازخوانی اطلاعات دربارهی اجزای محیط، جهتگیری و ناوبری است. اعمال شناختی مغز از جمله ناوبری، از طریق فعالیتهای دارای همبستگی و دنبالهای نواحی مختلف مغز شکل گرفته و اجرا میشوند. طبق تحقیقات انجام شده، فرایند ناوبری عمدتا به عملکرد هیپوکمپ و بخش گیجگاهی میانی مرتبط است و بازیابی حافظهی مکانی از این نواحی تحت کنترل ناحیهی پیشانی و مشخصا قشر پیشپیشانی میانی انجام میشود. با توجه به عدم وجود یک مدل شناختی و محاسباتی جامع از فرایند ناوبری در مسیر یاد گرفته شده، مبهم بودن اطلاعات انتقالی بین واحدها و همچنین دور بودن بسیاری از مدلهای ارائه شده با واقعیت اتفاق افتاده در تبادل اطلاعات در این فرایند شناختی مغز، در این مقاله سعی شده است تا مدلی شناختی از این فرایند بر اساس رویکردهایی از مفاهیم محاسباتی و با تمرکز بر تعامل دوطرفه بین HPC و mPFC ارائه شود. مدل پیشنهادی در بر گیرندهی مهمترین نواحی مغزی فعال در ناوبری با استفاده از نقشهی شناختی بوده و بر اساس نحوهی عملکرد و تعاملات بین نواحی مختلف مغزی، توصیفهایی را بر مبنای مفاهیم سنکرونی بین نوسانگرها ارائه میکند. در این مدل بر اساس فرایند سنکرونی در انتقال اطلاعات و ماهیت عملکرد مبتنی بر قواعد واحد mPFC در کنترل واحدهای گیجگاهی میانی، ایدهی استفاده از مجموعههای نورونی وندرپل و پایگاه قواعد کنترلی مطرح شده است. همچنین با تحلیل و ارائهی شواهد نشان داده شده است که این مدل در راستای توجیه اختلالات عملکردی و شناختی در ناوبری و طراحی و پیشبینی اثر پروتکلهای درمانی و توانبخشی در بیماریهای مرتبط با این عملکرد شناختی نظیر آلزایمر میتواند مفید و کاربردی باشد.