پردازش سیگنالهای حیاتی
ایثار نژادقلی؛ محمدحسن مرادی؛ فاطمه عبدالعلی
دوره 4، شماره 4 ، اسفند 1389، ، صفحه 279-292
چکیده
تاکنون از روشهای بسیاری برای طبقهبندی خودکار ضربان قلب استفاده شده است؛ اما تعداد بسیار اندکی از این روشها در طبقهبندی مستقل از بیمار کارایی مناسبی داشتهاند. در این مقاله، تئوری بازسازی فضای فاز برای طبقهبندی پنج نوع ضربان قلب (طبیعی، PVC، LBBB، RBBB و PB) در حالت مستقل از بیمار به کار رفته است. در روش اول و دوم ابتدا فضای فاز به ...
بیشتر
تاکنون از روشهای بسیاری برای طبقهبندی خودکار ضربان قلب استفاده شده است؛ اما تعداد بسیار اندکی از این روشها در طبقهبندی مستقل از بیمار کارایی مناسبی داشتهاند. در این مقاله، تئوری بازسازی فضای فاز برای طبقهبندی پنج نوع ضربان قلب (طبیعی، PVC، LBBB، RBBB و PB) در حالت مستقل از بیمار به کار رفته است. در روش اول و دوم ابتدا فضای فاز به دست آمده، مدلسازی شده و سپس با کمک طبقهبند بیزین کلاسیک، طبقهبندی انجام شده است. در روش اول مدل ترکیبی گوسین و و در روش دوم مدل بین به کار رفته است. در روش سوم، از بازسازی فضای فاز مستقیماً برای تعلیم تخمینزنندة شبکه عصبی با تأخیر زمانی استفاده شده؛ سپس طبقهبندی بر مبنای کمینه خطای پیشبینی، انجام شده است. نتایج هر سه روش در مقایسه با سایر روشهای طبقهبندی مستقل از بیمار بهبود قابل توجهی داشته است. بهترین نتایج مربوط به روش اول است که صحت طبقهبندی 5/92% در حالت مستقل از بیمار را نشان میدهد.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
بهمن وحیدی؛ ناصر فتورائی
دوره 2، شماره 4 ، اسفند 1387، ، صفحه 285-296
چکیده
ترومبوآمبولی شریانی از مهم ترین عوامل مرگ و میر در بیماران قلبی است. در شریان های خون رسان مغز، ذرات جدا شده لخته های خون به صورت آمبولی به بافت مغز منتقل می شوند و سبب ضایعات عصبی یا سکته مغزی می شوند. در این تحقیق برای اولین بار یک مدل عددی ارائه شده است که در آن انسداد کامل شریان کاروتید انسان در اثر حرکت فیزیکی یک توده لخته خون با هندسه ...
بیشتر
ترومبوآمبولی شریانی از مهم ترین عوامل مرگ و میر در بیماران قلبی است. در شریان های خون رسان مغز، ذرات جدا شده لخته های خون به صورت آمبولی به بافت مغز منتقل می شوند و سبب ضایعات عصبی یا سکته مغزی می شوند. در این تحقیق برای اولین بار یک مدل عددی ارائه شده است که در آن انسداد کامل شریان کاروتید انسان در اثر حرکت فیزیکی یک توده لخته خون با هندسه کروی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مدل عددی، جریان خون گذرا در یک مجرای متقارن محوری با طول محدود در نظر گرفته شده است. از معادلات تراکم ناپذیر ناویر- استوکس به عنوان معادلات حاکم بر سیال و از یک مدل الاستیک خطی برای توده لخته خون استفاده شده است. برای مدل کردن تماس بین توده لخته خون و دیواره شریان در محل گرفتگی، یک مدل متقارن محوری تماسی صلب در نظر گرفته شده است. برای تحلیل تغییر مکان های بزرگ جامد، از فرمول بندی لاگرانژی- اویلری دلخواه (ALE) استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که در زمان تماس بین لخته و گرفتگی، نواحی جدایش و اتصال مجدد جریان به طور گسترده روی گرفتگی اتفاق می افتد که این نواحی مستعد ایجاد و توسعه ترومبوزیس شریانی هستند. با قطع تماس بین دیواره و لخته در حال عبور از گرفتگی، ناحیه پایین دست گرفتگی و زیر توده لخته در حال حرکت، جریان گردابی بسیار وسیعی ایجاد می شود. بررسی حرکت و تغییر شکل لخته نشان داد که با گذشتن کامل لخته از گرفتگی، نواحی نزدیک به قله لخته، میل شدیدی به انبساط پیدا می کنند که تمایل به واپاشی را در این نواحی نشان می دهد.
پردازش تصاویر پزشکی
هادی صباحی؛ حمید سلطانیانزاده؛ لیزا اسکارپیس؛ تام میکلسن
دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1390، ، صفحه 289-295
چکیده
در این مقاله، روش جدیدی برای پیش بینی نتیجه درمان تومور GBM با استفاده از داروی بواسیزوماب ارائه شده است. در این روش از شاخص های ناهمسانگردی انتشار و اطلاعات مکانی برای پیش بینی پاسخ هر یک از واکسل های ناحیه توموری به درمان استفاده شده است. شاخص های ناهمسانگردی (DAI) استفاده شده عبارتند از: ناهمسانگردی جزئی (FA)، متوسط انتشار (MD)، ناهمسانگردی ...
بیشتر
در این مقاله، روش جدیدی برای پیش بینی نتیجه درمان تومور GBM با استفاده از داروی بواسیزوماب ارائه شده است. در این روش از شاخص های ناهمسانگردی انتشار و اطلاعات مکانی برای پیش بینی پاسخ هر یک از واکسل های ناحیه توموری به درمان استفاده شده است. شاخص های ناهمسانگردی (DAI) استفاده شده عبارتند از: ناهمسانگردی جزئی (FA)، متوسط انتشار (MD)، ناهمسانگردی نسبی (RA) و نسبت حجمی (VR) که از تصاویر تانسور انتشار (DTI) قبل از درمان استخراج شده است. اطلاعات مکانی بصورت فاصله هر واکسل توموری از مرکز تومور تعریف می شود که از تصاویر T1-Post Contrast(PC-T1) قبل از درمان استخراج می شوند. شاخص های ناهمسانگردی انتشار بهمراه اطلاعات مکانی به عنوان بردار ویژگی برای هر واکسل در نظر گرفته می شود. تصاویر DTI و PC-T1 از 7 بیمار دارای تومور GBM قبل و بعد از درمان جمع آوری شده است. ابتدا شاخص های ناهمسانگردی از همه واکسل های مغزی و فاصله هر واکسل توموری از مرکز ناحیه تومور محاسبه می شود. سپس نگاشت های DAI پیش از درمان و تصویر PC-T1 پس از درمان به تصویر PC-T1 قبل از درمان رجیستر می شود آنگاه با استفاده از روش آستانه گذاری، ناحیه توموری از تصاویر PC-T1 استخراج می شوند. سپس واکسل هایی که کنتراستشان با گادلینیم بهبود یافته است و متعلق به تصاویر PC-T1 قبل و بعد از درمان هستند، برای برچسب گذاری بردارهای ویژگی مورد مقایسه قرار می گیرند. در این روش سه طبقه بندی کننده مختلف را مورد ارزیابی قرار دادیم که عبارتند از: SVM، KNN و ANN. نتایج طبقه بندی نشان دادند که طبقه بندی کننده KNN بر اساس معیار های معروف دارای نتایج بهتری می باشد و نتایج درمان را برای هر واکسل بهتر پیش بینی می کند.
پردازش تصاویر پزشکی
مریم دوروشی؛ ندا بهزادفر
دوره 15، شماره 4 ، اسفند 1400، ، صفحه 289-298
چکیده
تشخیص به موقع خستگی به بهبود کیفیت و تاثیرگذاری آموزش نوروفیدبک کمک میکند. در این مقاله تشخیص خستگی با استفاه از سیگنال اﻟﻜﺘﺮواﻧﺴﻔﺎﻟﻮﮔﺮام شرکت کنندگان در طی آموزش نوروفیدبک در 10 جلسهی آموزش بررسی شده است. آموزش نوروفیدبک دارای دو پروتکل مختلف به نامهای پروتکلهای یک و دو است. پروتکل اول ویژگی آموزشی ترکیبی از ویژگی ...
بیشتر
تشخیص به موقع خستگی به بهبود کیفیت و تاثیرگذاری آموزش نوروفیدبک کمک میکند. در این مقاله تشخیص خستگی با استفاه از سیگنال اﻟﻜﺘﺮواﻧﺴﻔﺎﻟﻮﮔﺮام شرکت کنندگان در طی آموزش نوروفیدبک در 10 جلسهی آموزش بررسی شده است. آموزش نوروفیدبک دارای دو پروتکل مختلف به نامهای پروتکلهای یک و دو است. پروتکل اول ویژگی آموزشی ترکیبی از ویژگی فرکانسی و غیرفرکانسی بوده اما پروتکل دو تنها شامل ویژگی فرکانسی است. در پروتکل اول زمان رخ دادن خستگی، روند شیب تغییرات توان دومین زیرباند پایین آلفا در کانال OZ کاهشی، آنتروپی جایگشتی در کانال FZ افزایشی و روند شیب تغییرات امتیاز نیز کاهشی است. در پروتکل دوم روند شیب تغییرات توان دومین زیرباند پایین آلفا در کانال OZ و امتیاز کاهشی بوده و به عبارت دیگر ویژگی در راستای هدف آموزش نوروفیدبک در اثر خستگی تغییر نکرده و شرکت کننده نمیتواند امتیازگیری داشته باشد. نتایج بر اساس روند شیب تغییرات توان دومین زیرباند پایین آلفا و آنتروپی جایگشتی بیان شده که نشان دهندهی رخ دادن خستگی برای یک شرکت کننده در پروتکل اول و برای سه شرکت کننده در پروتکل دوم است.
پردازش تصاویر پزشکی
مرجان ایرانیان پور حقیقی؛ سید وهاب شجاع الدینی
دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، ، صفحه 291-302
چکیده
تشخیص مرز ضایعات، اولین گام در فرآیند تشخیص هوشمند ضایعات در تصاویر درموسکوپی است و به همین دلیل میتواند تأثیر مستقیم بر دقت و صحت مراحل بعدی بگذارد. متأسفانه، استخراج مرز ضایعات با محدودیتهایی از قبیل وجود مرزهای نامنظم، کنتراست ضعیف در برخی نواحی و وجود آرتیفکت مواجه است. هدف از این مقاله، ارائة نسخهای بهبودیافته ...
بیشتر
تشخیص مرز ضایعات، اولین گام در فرآیند تشخیص هوشمند ضایعات در تصاویر درموسکوپی است و به همین دلیل میتواند تأثیر مستقیم بر دقت و صحت مراحل بعدی بگذارد. متأسفانه، استخراج مرز ضایعات با محدودیتهایی از قبیل وجود مرزهای نامنظم، کنتراست ضعیف در برخی نواحی و وجود آرتیفکت مواجه است. هدف از این مقاله، ارائة نسخهای بهبودیافته از تکنیک بهینهسازی تابع انرژی برای تفکیک ضایعات از پوست در فرآیند پردازش تصاویر درموسکوپی است. این نسخه، از ایدهای برمبنای مفهوم راستاهای شعاعی در روند تکامل کانتور استفاده میکند، که کاهش حساسیت تخمین مرز ضایعات به محدودیتهای ذکرشده را به دنبال دارد. عملکرد روش ارائهشده روی مجموعه دادگانی از تصاویر درموسکوپی گرفتهشده از ضایعات مختلف با اندازه و مرزهای متفاوت، آزموده شده و نتایج حاصل از این روش با استفاده از معیارهای استاندارد با نتایج چند روش رقیب مقایسه میشود. افزایش نرخ تشخیص درست به میزان 6.17 درصد به موازات کاهش فاصلة هامود تا حدود 3/2 درصد توسط در روش پیشنهادی نسبت به نزدیکترین رقیبش، نشاندهندة بهبود فرآیند تشخیص مرز ضایعه درتصاویر درموسکوپی نسبت به روشهای موجود است.
مدلسازی رایانهای زیستی / شبیهسازی رایانهای زیستی
رضا وثوقی؛ آرمین اللهوردی؛ سجاد شفیعخانی؛ امیرهمایون جعفری
دوره 11، شماره 4 ، بهمن 1396، ، صفحه 291-301
چکیده
در دهههای اخیر، به علت افزایش شیوع بیماری دیابت و عوارض مزمن آن، اندازهگیری قند خون، مدلسازی سیستم انسولین-گلوکز و کنترل قند خون از اهمیت ویژهای برخوردار شده است. از آنجا که در دیابت نوع اول بدن انسولین ترشح نمیکند، سلولها گلوکز را جذب نمیکنند و بنابراین سطح گلوکز خون افزایش مییابد. برای کنترل قند خون، باید ...
بیشتر
در دهههای اخیر، به علت افزایش شیوع بیماری دیابت و عوارض مزمن آن، اندازهگیری قند خون، مدلسازی سیستم انسولین-گلوکز و کنترل قند خون از اهمیت ویژهای برخوردار شده است. از آنجا که در دیابت نوع اول بدن انسولین ترشح نمیکند، سلولها گلوکز را جذب نمیکنند و بنابراین سطح گلوکز خون افزایش مییابد. برای کنترل قند خون، باید انسولین بهصورت زیرپوستی و در شرایط پیچیدهی کنترل شدهی محیطی، به بدن تزریق شود. اگر سطح انسولین از محدودهی فیزیولوژیکی طبیعی بالاتر رود، احتمال مرگ وجود دارد. درمانهای مختلفی برای بیماری دیابت وجود دارد، که درمان اصلی آن انسولین-درمانی است. پایش سطح قند خون بیمار بهطور پیوسته در طول شبانهروز، راهکار درمانی بسیار مناسبی است از جهت آنکه با کمترین میزان تزریق انسولین در زمانهای مورد نیاز، مقدار قند خون بیمار را در محدودهی ایمن تحت کنترل قرار میدهد. این امر از هایپرگلاسمی (مقدار قند خون بیشتر از 120mg/dl ) و هیپوگلاسمی (مقدار قند خون کمتر از mg/dl 65) بیمار جلوگیری میکند. برای دستیابی به این هدف، یک مدل دوتاخیری موجود، به منظور مدلسازی تغییرات سطح قند خون به طور پیوسته در طول شبانهروز، توسعه داده شده است. برخی از پارامترهای این مدل با استفاده از الگوریتم ژنتیک جهت دستیابی به بیشترین تطبیق بین دینامیک حاصل از مدل با دیتاهای اخذ شده در این مطالعه، تخمین زده شدهاند. در نتیجه، مدل توسعه داده شده در این پژوهش، قادر است دینامیک قند خون را بهطور پیوسته در طول شبانهروز به دست آورد و به تبع آن، دینامیک انسولین مورد نیاز جهت تزریق به بیمار برای تحت کنترل قرار دادن میزان قند خون در محدودهی مجاز را پیشبینی کند. بنابراین، این سیستم کنترلی قادر است از هیپوگلاسمی و هایپرگلاسمی شدن بیمار جلوگیری کند.
ندا کبودوند؛ فرزاد توحیدخواه؛ بهزاد ایروانی؛ شهریار غریبزاده
دوره 7، شماره 4 ، اسفند 1392، ، صفحه 297-310
چکیده
سیستم اعصاب مرکزی (CNS) برای تضمین انعطافپذیری و پایداری حرکات، تعداد زیادی از مفاصل و عضلات را به کار میگیرد. هنوز به وضوح مشخص نیست که CNSچگونه مسأل پیچیدة کنترل حرکات را حل میکند. نظریة کنترل پودمانی یکی از موفقترین نظریههای مطرح شده در کنترل حرکت است. بر اساس این نظریه، برخی پایههای حرکتی (مانند سینرجیهای عضلانی) ...
بیشتر
سیستم اعصاب مرکزی (CNS) برای تضمین انعطافپذیری و پایداری حرکات، تعداد زیادی از مفاصل و عضلات را به کار میگیرد. هنوز به وضوح مشخص نیست که CNSچگونه مسأل پیچیدة کنترل حرکات را حل میکند. نظریة کنترل پودمانی یکی از موفقترین نظریههای مطرح شده در کنترل حرکت است. بر اساس این نظریه، برخی پایههای حرکتی (مانند سینرجیهای عضلانی) واحدهای سازندة حرکات بوده؛ با ترکیب آنها طیف وسیعی از حرکات تولید میشود. از معروفترین روشها برای استخراج سینرجیهای عضلانی از سیگنالهای الکترومایوگرام (EMG) عضلات، روش تجزیه نامنفی ماتریسی (NMF) است. در حرکات رسندة دست در صفحة عمودی، به علت حذف مؤلفة تونیک از سیگنال EMG، روش استاندارد NMFبرای استخراج سینرجیهای عضلانی کارایی ندارد. در این مقاله، روش اصلاح شدة NMF، به نام semi-NMF،برای حل این مشکل به کار گرفته شد. از سوی دیگر، برای بهبود دقت تخمین سینرجیها و نیز رسیدن به پاسخی یکتا برای حل مسأله بهینهسازی در مدل پیشنهادی، در این مقاله از روش HALSاستفاده شده است. الگوریتم پیشنهادی به EMGهای ثبت شده در حرکت رسندة دست در صفحة جلویی شخص، اعمال شد. نتایج، بهبود قابل توجهی در دقت سینرجیهای تخمین زده شده و به خصوص تکرارپذیری استخراج سینرجیها را نشان دادند. همچنین سینرجیهای استخراج شده از نظر فیزیولوژیک قابل توجیه بودند.
مریم سعیدی؛ سیدمحمد فیروزآبادی
دوره 13، شماره 4 ، دی 1398، ، صفحه 303-314
چکیده
تحریک الکتریکی جریان مستقیم فراجمجمهای (tDCS) یک روش غیرتهاجمی تحریک مغزی است که نسبت به سایر تکنیکهای تنظیم فعالیت عصبی، مقرونبهصرفه بوده و دارای کارکرد سادهای میباشد. با وجود امیدبخش بودن این روش در درمان مشکلات و بیماریهای عصبشناختی و ارتقای عملکردهای شناختی، هنوز سازوکار دقیق نحوهی اثرگذاری این تحریک زیرآستانهای ...
بیشتر
تحریک الکتریکی جریان مستقیم فراجمجمهای (tDCS) یک روش غیرتهاجمی تحریک مغزی است که نسبت به سایر تکنیکهای تنظیم فعالیت عصبی، مقرونبهصرفه بوده و دارای کارکرد سادهای میباشد. با وجود امیدبخش بودن این روش در درمان مشکلات و بیماریهای عصبشناختی و ارتقای عملکردهای شناختی، هنوز سازوکار دقیق نحوهی اثرگذاری این تحریک زیرآستانهای مشخص نشده است. شناخت این سازوکار از این لحاظ حائز اهمیت است که به طراحی پروتکل و سیستم مناسب جهت دستیابی به اثر مطلوب از تحریک الکتریکی مغز کمک میکند. هدف مقالهی حاضر، شناخت این سازوکار با رویکرد مدلسازی نورونی است. از آنجا که نتایج برخی از تحقیقات فیزیولوژیکی نشان دادهاند که در اثر tDCS، نوسانات ناگهانی کلسیم مربوط به سیگنالینگ کلسیم سلول آستروسیت در مغز بروز پیدا میکند، در مدل پیشنهادی، این سلول نیز در کنار نورونهای اصلی و نورونهای میانی در نظر گرفته شده است. هدف این مدل، شبیهسازی اثر tDCS روی فعالیت قشری مربوط به پتانسیل پاسخ برانگیخته (ERP) و مقایسهی آن با نتایج واقعی در مطالعات آزمایشگاهی گذشته روی موش صحرایی است. نتایج نشان میدهد که این مدل میتواند تمام شواهد مطالعات آزمایشگاهی را شبیهسازی کند، در حالی که مدل صرفا نورونی پیشنهاد شده در مطالعات گذشته توانایی شبیهسازی تمام شواهد را نداشته است.
پردازش تصاویر پزشکی
علی کرمانی؛ احمد آیت الهی؛ سرور مهاجرانی
دوره 8، شماره 4 ، دی 1393، ، صفحه 325-337
چکیده
تصویربرداری اولتراسوند درون رگی یا IVUS روشیبا حداقلتهاجماستکهدر آن با تصویربرداری ازمقطعرگ،اطلاعاتدقیقی از درون آن بدست میآید. پردازشهاییکهرویاینتصاویریاسیگنالهایخامآنهاانجاممیپذیرد،میتواند اطلاعاتوسیعی در اختیار متخصصانوپزشکانقرار داده و برایتشخیصدقیق و اتخاذ شیوهی مناسب درمان کمککند. تفکیک مرزهای بافت موجود ...
بیشتر
تصویربرداری اولتراسوند درون رگی یا IVUS روشیبا حداقلتهاجماستکهدر آن با تصویربرداری ازمقطعرگ،اطلاعاتدقیقی از درون آن بدست میآید. پردازشهاییکهرویاینتصاویریاسیگنالهایخامآنهاانجاممیپذیرد،میتواند اطلاعاتوسیعی در اختیار متخصصانوپزشکانقرار داده و برایتشخیصدقیق و اتخاذ شیوهی مناسب درمان کمککند. تفکیک مرزهای بافت موجود در عروق خونی به عنوان اولین گام در این زمینه، یکیاز چالشهای تحقیقات امروزی است.در این مقاله، روشی جدید برای استخراج مرز بافت ادونتیشیا در تصاویر اولتراسوند داخل رگی پیشنهاد شده است که براساس تکنیک کمینه/بیشینه و مؤلفههای همبند عمل میکند. بدین منظور، ابتدا با تکنیک کمینه/بیشینه بهبود یافته مرز اولیه استخراج شد. سپس، با به کارگیری مؤلفههای همبند در مرزهای اولیه، مرز نهایی با دقت بالا حاصل شد. برای ارزیابی عملکرد این روش، روی مجموعهای از دادگان واقعی آزمایش شد. از معیار مشابهت اندیس جاکارد و فاصله هاسدورف که نشان دهندهی میزان همپوشانی ناحیهی بخش شده به وسیله روش پیشنهادی و تشخیص پزشک است بهره گرفته شد. نتایج به دست آمده نشان داد که روش پیشنهادی با معیار میانگین اندیس جاکارد 95% و میانگین فاصله هاسدورف 45/0 میلیمتری، مرزهای دقیقتری برای بافت ادونتیشیا نسبت به روشهای موجود بدست میآورد.
بیوالکتریک
حمید حیدری نژاد؛ هادی دلاوری
دوره 9، شماره 4 ، بهمن 1394، ، صفحه 327-339
چکیده
بیماران دیابت نوع 1 نیاز به کنترل پیوسته و دقیق گلوکز خون دارند زیرا تولید و مصرف انسولین در بدن آنها دچار اختلال شده و در نتیجه سطح گلوکز خون افزایش می یابد. در این مقاله کنترل کننده های مدلغزشی مرتبه کسری و مدلغزشی مرتبه کسری تطبیقی برای پایداری مقاوم سطح گلوکز خون در بیماران دیابتی نوع 1 در حضور اغتشاشات متعدد و نامعینی های پارامتری ...
بیشتر
بیماران دیابت نوع 1 نیاز به کنترل پیوسته و دقیق گلوکز خون دارند زیرا تولید و مصرف انسولین در بدن آنها دچار اختلال شده و در نتیجه سطح گلوکز خون افزایش می یابد. در این مقاله کنترل کننده های مدلغزشی مرتبه کسری و مدلغزشی مرتبه کسری تطبیقی برای پایداری مقاوم سطح گلوکز خون در بیماران دیابتی نوع 1 در حضور اغتشاشات متعدد و نامعینی های پارامتری پیشنهاد شده است. کنترل کننده های پیشنهادی بر اساس مدل مینیمال برگمن طراحی شده اند. ساختار کنترل کننده پیشنهادی برای ساخت پمپ های تزریق انسولین در کنترل حلقه بسته دیابت مناسب است و همچنین اثر چترینگ را حذف می کند. کنترل کننده مدلغزشی تطبیقی، کنترل کننده را در مقابل اغتشاشات و نامعینی ها حفاظت می کند و حسابان مرتبه کسری عملکرد مقاوم را فراهم می نماید. در نهایت نتایج با برخی روشهای دیگر از جمله کنترل کننده های مدلغزشی پسگام، مدلغزشی پسگام مرتبه کسری و نوعی دیگر از کنترل کننده مدلغزشی مرتبه کسری تطبیقی مقایسه می شود. شبیه سازی ها نشان می دهد که کنترل کننده پیشنهادی در حذف نامعینی ها و اغتشاشات موفق بوده و سیگنال کنترل با حذف چترینگ همراه است.
پردازش سیگنالهای حیاتی
جواد دلاور متنق؛ حامد داننده حصار؛ محمد هادی احمدی فام
دوره 17، شماره 1 ، خرداد 1402، ، صفحه 11-20
چکیده
در سالهای اخیر استفاده از الگوریتمهای مدل-پایه برای پردازش سیگنال ECG رواج گستردهای یافته است. استخراج مدل دینامیکی ECG یکی از مراحل مهم در این الگوریتمهاست که تأثیر مستقیمی در عملکرد آنها دارد. پارامترهای موجود در این مدل را میتوان با استفاده از الگوریتمهای بهینهسازی محاسبه نمود. یکی از متداولترین الگوریتمها در این زمینه ...
بیشتر
در سالهای اخیر استفاده از الگوریتمهای مدل-پایه برای پردازش سیگنال ECG رواج گستردهای یافته است. استخراج مدل دینامیکی ECG یکی از مراحل مهم در این الگوریتمهاست که تأثیر مستقیمی در عملکرد آنها دارد. پارامترهای موجود در این مدل را میتوان با استفاده از الگوریتمهای بهینهسازی محاسبه نمود. یکی از متداولترین الگوریتمها در این زمینه یک الگوریتم غیرخطی آفلاین میباشد که برای تقریب خوب مدل و پارامترهای آن، به نقاطی از سیگنال ECG نیاز دارد که توسط کاربر بایستی بهصورت دستی انتخاب شود. علاوه بر مشکل فوق، تابع هدف در این الگوریتم یک تابع پیچیده است که درصورت انتخاب نادرست نقاط مناسب برای بهینه سازی خروجی مناسبی را دراختیار نخواهد گذاشت. در این مقاله یک الگوریتم جدید خودکار مبتنی بر الگوریتمهای فراابتکاری معرفی میشود که نیازی به انتخاب دستی نقاط برای مدلسازی ECG ندارد. بعلاوه بخاطر ساده سازی فرآیند بهینه سازی، از دقت بالایی نسبت به الگوریتم بهینهسازی غیرخطی افلاین مورد اشاره برخوردار است. ازآنجاییکه یک الگوریتم فراابتکاری ممکن است در برخی از مسائل بهینهسازی موفق و در برخی دیگر ناموفق عمل کند، در این مقاله عملکرد 9 الگوریتم فراابتکاری متداول مانند ازدحام ذرات، کلونی زنبور عسل، جستجوی فاخته و... در استخراج پارامترهای مدل دینامیکی ECG مورد بررسی قرار گرفت. جهت ارزیابی الگوریتمها از 200 سیگنال ثانیهای مستخرج از پایگاه دادهی ریتم سینوس نرمال فیزیونت استفاده گردید. به منظور ارزیابی عملکرد الگوریتمها، شباهت سیگنالهای اصلی با سیگنالهای مصنوعی ECG که توسط الگوریتمهای بهینهسازیساخته میشدند مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسیها حاکی از آن بود که سه الگوریتم جستجوی فاخته، بهینهسازی مبتنی بر یادگیری و آموزش و بهینهسازی تبخیر آب بهترین عملکرد را در استخراج پارامترهای مدل دینامیکی ECG دارند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داده که خطای میانگین مربعات (MSE) الگوریتم پیشنهادی با استفاده از سه الگوریتم فراابتکاری فوق به ترتیب 50/1و 43/1و 40/1 میباشد.
پردازش گفتار
یاسر شکفته؛ فرشاد الماسگنج
دوره 6، شماره 1 ، خرداد 1391، ، صفحه 17-33
چکیده
تحقیقات اخیر نشان میدهد که تظاهرات غیرخطی و آشوبی سیگنال گفتار میتواند در حوزة فضای بازسازی شده فاز (RPS) مطالعه شود. تئوری جاسازی برمبنای محورهای تأخیری، ابزار مناسبی برای بررسی تراژکتورهای گفتاری در RPS است. تاکنون از مشخصههای تراژکتورهای گفتاری به ندرت در سیستمهای کاربردی بازشناسی گفتار استفاده شده است. از اینرو در این مقاله ...
بیشتر
تحقیقات اخیر نشان میدهد که تظاهرات غیرخطی و آشوبی سیگنال گفتار میتواند در حوزة فضای بازسازی شده فاز (RPS) مطالعه شود. تئوری جاسازی برمبنای محورهای تأخیری، ابزار مناسبی برای بررسی تراژکتورهای گفتاری در RPS است. تاکنون از مشخصههای تراژکتورهای گفتاری به ندرت در سیستمهای کاربردی بازشناسی گفتار استفاده شده است. از اینرو در این مقاله روش استخراج ویژگی جدیدی براساس پارامترهای مدلسازی خطی مبتنی بر روش AR برداری (VAR) پیشنهاد شده است. در این روش بوسیله ماتریس ضرایب فیلتر و یا ضرایب انعکاسی به دست آمده از اعمال روش VAR بر مشخصههای استاتیک و دینامیک تراژکتوری های گفتاری شکل یافته در RPS، یک بردار ویژگی با بُعد زیاد حاصل میشود که میتوان از روشهای نگاشت خطی برای کاهش بُعد مناسب آن استفاده کرد. نتایج آزمایشهای بازشناسی واج مجزا و پیوسته بر مجموعه دادگان گفتاری فارسدات نشان میدهد که کارایی این روش در مقایسه با دیگر روشهای متداول استخراج ویژگی مبتنی بر حوزة زمان مانند روش LPC و LPREF بیشتر است.
پردازش تصاویر پزشکی
لادن امینی؛ حمید سلطانیانزاده؛ کارو لوکس؛ معصومه گیتی
دوره -2، شماره 1 ، تیر 1384، ، صفحه 17-34
چکیده
هدف از انجام این تحقیق، معرفی روشی جدید برای جداسازی ساختارهای خاص مغز میانی مانند تالاموس و هسته قرمز از روی تصاویر تشدید مغناطیسی است. روش پیشنهادی مبتنی بر مدل کانتورهای دینامیک می باشد. این مدل حاوی یک کانتور یا یک چند ضلعی است که رئوس آن توسط اضلاع به وصل شده اند. فرآیند تغییر شکل کانتور از حرکت رئوس کانتور اولیه تحت تاثیر نیروهای ...
بیشتر
هدف از انجام این تحقیق، معرفی روشی جدید برای جداسازی ساختارهای خاص مغز میانی مانند تالاموس و هسته قرمز از روی تصاویر تشدید مغناطیسی است. روش پیشنهادی مبتنی بر مدل کانتورهای دینامیک می باشد. این مدل حاوی یک کانتور یا یک چند ضلعی است که رئوس آن توسط اضلاع به وصل شده اند. فرآیند تغییر شکل کانتور از حرکت رئوس کانتور اولیه تحت تاثیر نیروهای داخلی و خارجی آغاز می شود. نیروهای داخلی از روی شکل هندسی کانتور و نیروهای خارجی از روی ویژگی های داده های تصویری مانند لبه های محاسبه می شوند. ساختارهای مغزی مانند تالاموس در MRI دارای تصویری با لبه های ناپیوسه و کنتراستی پایین هستند که محاسبه نیروهای خارجی را مشکل می سازند. روش پیشنهادی این مقاله مبتنی بر روش های خوشه یابی بدون سرپرستی فازی، فیلتر لبه یابی پریویت و عملگرهای شکلی معرفی شده است. به علاوه، در روش کانتور دینامیک متداول، کانتور اولیه توسط کاربر تعریف می شود که منجر به وابستگی نتایج جداسازی نهایی ساختار به کاربر می شود. در رفع این کاستی، یک روش جدید جهت ایجاد کانتور اولیه به صورت خودکار معرفی شده است. روش های پیشنهادی، پیاده سازی شده بر روی تصاویر واقعی از مغز انسان جهت جداسازی تالموس و هسته قرمز اعمال شده اند. جهت ارزیابی، نتایج جداسازی رادیولوژیست ها با روش پیشنهادی مقایسه شده است. درصد شباهت نتایج جداسازی تالاموس راست و چپ برابر 0.8 بوده که توانایی روش پیشنهادی در جداسازی ساختارهای مغزی مانند تالاموس را نشان می دهد. معیارهای ارزیابی نتایج جداسازی روی داده های با درصد نویز و شدت غیریکنواختی متفاوت جهت بررسی اثر این دو عامل روی روش پیشنهادی مورد مطالعه قرار گرفت. تغییر ناچیز نتایج معیارها، نشانگر پایداری روش نسبت به نویز و شدت غیریکنواختی است.
بیوپلیمر / زیستبسپار
روح اله مهدی نوازمقدم؛ حمید میرزاده؛ مرتضی دلیری جوپاری؛ علیرضا زارع
دوره 1، شماره 1 ، خرداد 1386، ، صفحه 19-27
چکیده
اخیرا مطالعاتی در زمینه توسعه روش های جدید برای افزایش چسبندگی باکتریایی روی سطوح پلیمری وجود دارد که در کاربرد های بیولوژیکی از جمله بیوسنسور های پایه سلولی استفاده می شوند. در این مطالعه، سطح فیلم پلی اتیلن ترفتالات (PET) در معرض نور لیزر های اکسایمر کریپتون فلوئوراید (KrF) و دی اکسید کربن (CO2) ضربه ای قرار گرفت و رفتار ...
بیشتر
اخیرا مطالعاتی در زمینه توسعه روش های جدید برای افزایش چسبندگی باکتریایی روی سطوح پلیمری وجود دارد که در کاربرد های بیولوژیکی از جمله بیوسنسور های پایه سلولی استفاده می شوند. در این مطالعه، سطح فیلم پلی اتیلن ترفتالات (PET) در معرض نور لیزر های اکسایمر کریپتون فلوئوراید (KrF) و دی اکسید کربن (CO2) ضربه ای قرار گرفت و رفتار چسبندگی باکتری اشرشیاکلی (E-coli K-12) روی سطوح پرتو دهی شده در شرایط آزمایشگاهی (in virto) بررسی شد. تغییرات خواص سطح PET حاصل از پرتو دهی لیزر، توسط میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM) و اندازه گیری زاویه تماس مشخص شد. نتایج نشان داد که آمایش لیزری باعث تغییر مورفولوژی و همچنین آبدوستی سطح PET می شود. تعداد باکتری های E-coil K-12 که به سطح PET چسبیده بودند به طور کمی توسط رنگ آمیزی فلورسنت، مشاهدات میکروسکوپی و شمارش از طریق نرم افزار Image Proplus بررسی شد. نتایج نشان داد که تعداد باکتری های E-coil K-12چسبیده به سطوح پرتو دهی شده با لیزر های کریپتون فلورئورید و دی اکسید کربن در مقایسه با سطوح اصلاح نشده افزایش یافت.
مهندسی توانبخشی
زیبا گندمکار؛ فریبا بهرامی
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، ، صفحه 21-37
چکیده
با افزایش سن و یا بروز برخی بیماریها نحوة راه رفتن تغییر میکند. برای مثال مشاهدات متعدد دلالت براین دارند که نحوة راه رفتن در سالمندانی که سابقه زمین خوردن دارند با افراد سالم متفاوت است. هدف این مقاله ارائة روشی برمبنای تحلیل حرکت با کمک تصاویر ویدئویی اخذ شده از فرد مورد آزمایش و بدون استفاده از نشانگر برای طبقهبندی سالمندان ...
بیشتر
با افزایش سن و یا بروز برخی بیماریها نحوة راه رفتن تغییر میکند. برای مثال مشاهدات متعدد دلالت براین دارند که نحوة راه رفتن در سالمندانی که سابقه زمین خوردن دارند با افراد سالم متفاوت است. هدف این مقاله ارائة روشی برمبنای تحلیل حرکت با کمک تصاویر ویدئویی اخذ شده از فرد مورد آزمایش و بدون استفاده از نشانگر برای طبقهبندی سالمندان به افراد با سابقه زمین خوردن و افراد بدون سابقه زمین خوردن است. بعلاوه بهمنظور نشان دادن کارایی این روش، از آن برای طبقهبندی 8 نوع راه رفتن غیرطبیعی استفاده میشود. در روش ارائه شده، ابتدا فرد مورد آزمایش از پسزمینه استخراج و الگوی متناوب محاسبه شد. سپس با آستانهگذاری بر الگوهای متناوب، این الگوها همتراز شدند و با استفاده از عملگرهای شکلشناسی (مورفولوژی) تصویر جدیدی بر اساس الگوهای متناوب ایجاد شد. به منظور سنجش میزان کارآمدی ویژگیهای استخراج شده برای طبقهبندی سالمندان به دو گروه با سابقة افتادن و سالمندان بدون سابقه و تفکیک آنها از افراد جوان، تصاویر ویدئویی انجام آزمون برخیزوبرو از 8 سالمند با سابقة زمین خوردن، 8 سالمند بدون سابقه و 8 جوان سالم جمعآوری شد. بهعلاوه برای طبقهبندی نحوة راه رفتن به دو گروه طبیعی و غیرطبیعی از جوانان خواسته شد تا علاوه بر راه رفتن معمولی و تند، به انجام 7 نوع مختلف راه رفتن نابهنجار شامل لنگیدن، اردک وار راه رفتن، تلوتلو به جلو عقب و طرفین، کشان کشان راه رفتن و زانوی بلند راه رفتن تظاهر کنند. پس از اعمال روش پیشنهادی، هر بار یکی از دادهها به عنوان آزمون بیرون گذاشته شده و شباهت آن با سایر دادهها به کمک همبستگی بهنجار سنجیده شد و برچسب گروه مربوط به دادهای که الگوی حاشیهای آزمون بیشترین شباهت را با آن داشت، به دادة آزمون نسبت داده شد. در آزمونبرخیزو برو متعارف طبقهبندی برپایة زمان کل آزمون صورت میگیرد. در این پژوهش ما نشان دادیم که روش پیشنهادی خطایی در حدود 20% کمتر از روش متعارف برخیزوبرو دارد. بهعلاوه در این پژوهش نشان داده شد که خطای روش پیشنهادی در تشخیص انواع راه رفتن نیز حدوداً 10% است.
بیومکانیک استخوان
محمد نیکخو؛ محمد حقپناهی؛ جا لین وانگ؛ محمد پرنیانپور
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1390، ، صفحه 21-32
چکیده
پیشبینی نحوة ارتباط انواع بارهای مکانیکی با ضایعات دیسک بین مهرهای-که برای شناسایی عوامل ریسک بسیار مهم است- صرفاً با انجام آزمایش بر روی موجودات زنده یا بر روی نمونههای جسد انسان بسیار مشکل است. روشهای المان محدود میتواند راهحل مناسبی در مطالعات یاد شده محسوب شود و رفتار بیومکانیکی دقیقتری را از دیسک حاصل کند. لذا هدف ...
بیشتر
پیشبینی نحوة ارتباط انواع بارهای مکانیکی با ضایعات دیسک بین مهرهای-که برای شناسایی عوامل ریسک بسیار مهم است- صرفاً با انجام آزمایش بر روی موجودات زنده یا بر روی نمونههای جسد انسان بسیار مشکل است. روشهای المان محدود میتواند راهحل مناسبی در مطالعات یاد شده محسوب شود و رفتار بیومکانیکی دقیقتری را از دیسک حاصل کند. لذا هدف اصلی این مقاله، استخراج مدل المان محدود تقارن محوری پروالاستیک غیرخطی یک بخش حرکتی ناحیه کمری ستون فقرات است تا بتوان بر مبنای آن به مطالعه رفتار بیومکانیکی وابسته به زمان آن پرداخت. پس از مقایسة نتایج مدلهای رفتاری مختلف در تحلیل شبه استاتیک و تشریح مدل پروالاستیک، نتایج بارگذاریهای خزش کوتاهمدت، خزش بلند مدت و بارگذاریهای چرخهای ارزیابی شده است. تطابق مناسب نتایج با یافتههای آزمایشگاهی موجود در منابع تحقیق مبین صحت پیشبینی مدل در ارائه رفتار بیومکانیکی وابسته به زمان یک بخش حرکتی است. بنابراین برپایة این مدل صحهگذاری شده، میتوان به مطالعه نقش بارگذاریهای دینامیکی مختلف به عنوان عوامل ریسک در شروع فرایند تخریب دیسک بین مهرهای پرداخت.
بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
مرتضی خلیلیان؛ مهدی نویدبخش؛ مجتبی رضازاده؛ محمود چیذری؛ پوپک افتخاری یزدی
دوره 2، شماره 1 ، خرداد 1387، ، صفحه 21-28
چکیده
به تازگی توجه چشمگیری به اندازه گیری خواص مکانیکی بافت های زنده و به طور خاص سلول واحد شده است. سفتی، پارامتر مهمی در تعیین خصوصیات فیزیکی بافت های زنده است. در حقیقت تغییرات سفتی تخمک به عنوان یک سلول واحد، بحث بی نظیری را در شناخت فرایند لقاح ارائه می کند. گزارش های ارائه شده نشان می دهند که لایه زونا پلوسیدا، لایه محیطی تخمک، پس از ...
بیشتر
به تازگی توجه چشمگیری به اندازه گیری خواص مکانیکی بافت های زنده و به طور خاص سلول واحد شده است. سفتی، پارامتر مهمی در تعیین خصوصیات فیزیکی بافت های زنده است. در حقیقت تغییرات سفتی تخمک به عنوان یک سلول واحد، بحث بی نظیری را در شناخت فرایند لقاح ارائه می کند. گزارش های ارائه شده نشان می دهند که لایه زونا پلوسیدا، لایه محیطی تخمک، پس از عمل لقاح دچار تغییرات می شود. در این مطالعه خصوصیات بیوفیزیکی لایه زونای تخمک موش قبل و بعد از لقاح به عنوان تغییرات رفتار مکانیکی سلول مورد بررسی قرار گرفته است. برای این کار از طریق روش مکش با میکروپیپت، سلول مورد آزمایش زیر میکروسکوپ معکوس به داخل میکروپیپت کشیده و تغییر شکل حاصل اندازه گیری شده است. با استفاده از قوانین حاکم بر مکانیک سلولی رابطه ای برای محاسبه ضریب کشسانی لایه زونای تخمک استخراج و تغییر در کشسانی زونا در مرحله متافاز و پیش هسته به صورت کمی محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشان داد فرایند لقاح و تغییر در خصوصیات بیوفیزیکی به طور مستقیم بر رفتار مکانیکی سلول موثر است. بنابراین با تعیین مشخصات مکانیکی سلول می توان شرایط فیزیولوژیکی آن را مورد مطالعه قرار داد. در خصوص سلول جنسی موش، نتایج به طور واضح سفت شدن لایه زونای تخمک را بعد از لقاح نشان می دهد. روش و مدل ارائه شده در این مطالعه می تواند برای بررسی خصوصیات مکانیکی دیگر بیوغشاها و انواع دیگر سلول ها مورد استفاده قرار گیرد.
بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
سید عابد حسینی؛ محمدعلی خلیلزاده؛ سید مهران همام
دوره 4، شماره 1 ، خرداد 1389، ، صفحه 23-31
چکیده
محرک های تنش زا اثرات متفاوتی بر سلامتی، تصمیم گیری، خلاقیت، حافظه و یادگیری دارند. شناخت حالات روانی انسان نظیر تنش روانی، می تواند در جلوگیری از اثرات طولانی مدت آن بر جسم و روان موثر باشد. این مطالعه با هدف ارزیابی نقش سلول های عصبی هرمی CA1 هیپوکامپ مغز در هنگام تنش روانی انجام شده است. در این تحقیق با کمک نقشه شناختی مغز در حالت ...
بیشتر
محرک های تنش زا اثرات متفاوتی بر سلامتی، تصمیم گیری، خلاقیت، حافظه و یادگیری دارند. شناخت حالات روانی انسان نظیر تنش روانی، می تواند در جلوگیری از اثرات طولانی مدت آن بر جسم و روان موثر باشد. این مطالعه با هدف ارزیابی نقش سلول های عصبی هرمی CA1 هیپوکامپ مغز در هنگام تنش روانی انجام شده است. در این تحقیق با کمک نقشه شناختی مغز در حالت تنش روانی، نحوه اثرگذاری دو سیستم عصبی و هورمونی در بدن بررسی شده است؛ سپس با کمک معادلات الکتروفیزیولوژیکی به شبیه سازی رفتار کانال های کلسیمی سلول CA1 در نرم افزار نرون پرداخته شده است. از نتایج می توان دریافت در هنگام تنش، هورمون های گلوکوکورتیکوئید ترشح شده از قشر غده فوق کلیه خود را از طریق جریان خون به هیپوکامپ رسانده و با فعال کردن گیرنده های گلوکوکورتیکوئیدی، دینامیک کانال های کلسیمی خصوصا نوع L را تحت تاثیر قرار داده و ورود کلسیم را به داخل سلول های CA1 افزایش می دهند. این رفتار گواهی بر کاهش نرخ خروج کلسیم داخل تنه سلولی است که به کاهش نمایی نرخ آتش سلول، کاهش تعداد خیزک ها و افزایش در دامنه جریان sAHP منجر می شود. جریان های کلسیمی نوع L ناحیه هیپوکامپ، از سازوکار های موثر در هنگام تنش به شمار آمده و با مقایسه نتایج تحقیق در دو حالت سلول تحت کنترل و تنش، مشاهده می شود مدل توانسته با برخی از مشاهدات پایه ای تنش، همخوانی داشته باشد.
بیومکانیک
هادی تقیزاده
دوره 14، شماره 1 ، اردیبهشت 1399، ، صفحه 23-30
چکیده
در دهههای اخیر، تعیین رفتار مکانیکی بافتهای بسیار نرم به عنوان یک موضوع مورد علاقه و چالش برانگیز در بیومکانیک مطرح شده است. چنین بافتهایی عملکرد مکانیکی مشخصی ندارند اما مشخصهیابی مکانیکی آنها از جنبهی طراحی تجهیزات ایمنی، شناسایی الگوهای پیشرفت بیماریها و سرطان از اهمیت بالایی برخوردار است. بافت کبد یکی از ارگانهای ...
بیشتر
در دهههای اخیر، تعیین رفتار مکانیکی بافتهای بسیار نرم به عنوان یک موضوع مورد علاقه و چالش برانگیز در بیومکانیک مطرح شده است. چنین بافتهایی عملکرد مکانیکی مشخصی ندارند اما مشخصهیابی مکانیکی آنها از جنبهی طراحی تجهیزات ایمنی، شناسایی الگوهای پیشرفت بیماریها و سرطان از اهمیت بالایی برخوردار است. بافت کبد یکی از ارگانهای حیاتی بدن است که دارای ساختاری متخلخل و پاره شونده بوده و در بسیاری از سوانح رانندگی و نیز در عملهای جراحی حداقل تهاجم در معرض آسیب مکانیکی قرار دارد. در پژوهش حاضر، تستهای کششی تکمحوره روی نمونههای کبد گاوی انجام شده است. سپس مدل الاستیک خطی به نتایج حاصل از تست اعمال شده و با اعمال روش تصحیح بریجمن به نتایج، تخمین دقیقتری از تنش در ناحیهی گلوییشدگی بافت به دست آمده است. در طول تست برای به دست آوردن پارامترهای هندسی (شعاع انحنا و کمترین سطح مقطع نمونه) در ناحیهی گلویی، یک رابط کاربری نرمافزاری در محیط فرترن ایجاد شده است. شایان ذکر است که عدم انفصال نمونه از فکهای دستگاه تست نیز در تصاویر حاصل از نمونه در طول آزمایش، کنترل شده است. بر اساس آزمایشها و روش تصحیح به کار گرفته شده، مدول الاستیک کبد برابر با 62/1±51/15 کیلوپاسکال به دست آمده است. با توجه به اعداد بسیار متفاوت گزارش شده برای مدول الاستیک کبد، تاثیر قطر نمونه روی مدول الاستیک مورد بررسی قرار گرفته است. قطر مقطع نمونهها بین 5/2 تا ۲۰ میلیمتر تغییر داده شده و مشاهده شده است که مدول الاستیک و قطر نمونه در بخشی از محدودهی آزمایش رابطهی معکوس دارند. این پدیده را میتوان به نزدیکی اندازهی نمونه به واحدهای ریزساختاری کبد (لوبلها) نسبت داد. بنابراین نمونههای نزدیک به ابعاد لوبل، نمیتوانند المان نمایندهی مناسبی برای بافت کبد به شمار آیند و برای به دست آوردن نتایج درست، قطر مقطع نمونه باید بیش از سه برابر ابعاد لوبل باشد.
فیزیک پزشکی / بیوفیزیک
حسین میرزائی؛ غزاله گرایلی؛ فاطمه سیدرضایی؛ علی کاظمیان
دوره 16، شماره 1 ، اردیبهشت 1401، ، صفحه 23-32
چکیده
در رادیوتراپی هنگامی که حجم هدف پیچیده است از چندین میدان پرتویی برای پوششدهی بافت سرطانی استفاده میشود. از این رو انطباق میدانهای مجاور و به حداقل رساندن تابشدهی به بافتهای سالم از اهداف مهم رادیوتراپی است. هدف از این مطالعه، ارائهی یک روش کلی برای تطابق میدانهای پرتویی مجاور و همچنین بررسی این روش در تکنیکهای درمانی ...
بیشتر
در رادیوتراپی هنگامی که حجم هدف پیچیده است از چندین میدان پرتویی برای پوششدهی بافت سرطانی استفاده میشود. از این رو انطباق میدانهای مجاور و به حداقل رساندن تابشدهی به بافتهای سالم از اهداف مهم رادیوتراپی است. هدف از این مطالعه، ارائهی یک روش کلی برای تطابق میدانهای پرتویی مجاور و همچنین بررسی این روش در تکنیکهای درمانی از قبیل پرتودهی مغزی نخاعی، پرتودهی پستان فوق ترقوهای با میدان کامل و میدان نیمه است. در این روش یک سیستم متعامد راستگرد که مرکز آن در ایزوسنتر بوده و همچنین دو میدان فرضی با نامهای میدان شمارهی یک و میدان شمارهی دو در نظر گرفته شده است. سپس با استفاده از روشهای ارائه شده، زاویههای محدود کننده، تخت، گانتری و همچنین اندازهی دهانهی محدود کننده برای هر دو میدان فرضی جهت تطابق بین صفحات کناری آنها محاسبه شده است. مقایسهی نتایج به دست آمده با سیستم طراحی درمان نشان میدهد که تکنیک پرتودهی مغزی نخاعی فقط در اندازهگیری زاویهی محدود کننده دارای خطا بوده که مقدار آن برابر با 198/0 درصد اندازهگیری شده است. بیشترین خطای به دست آمده در دو تکنیک فوق ترقوهای با میدان کامل و نیمه در محاسبهی اندازهی دهانهی محدود کنندهی میدان فوق ترقوهای حاصل شده که به ترتیب برابر با 05/21 و 6/18 درصد محاسبه شده است. در نهایت با توجه به نتایج به دست آمده میتوان از این روش جهت بهبود تطابق میدانها در تمام حالتهایی که از میدانهای درمانی مجاور هم استفاده میشود، با میزان خطای قابل قبول و همچنین بدون تغییر در اندازهی میدان استفاده کرد تا توزیع دوز یکسان حاصل شود.
پردازش تصاویر پزشکی
حامد رخشان؛ حمید بهنام
دوره 3، شماره 1 ، خرداد 1388، ، صفحه 25-31
چکیده
ویبروآکوستوگرافی روش نسبتا جدیدی برای تعیین کشسانی بافت است. در این روش از نیروی تابش نوسانی فراصوت برای مرتعش کردن بافت با فرکانس کم (چند کیلوهرتز) استفاده می شود. صدای حاصل از این ارتعاش به وسیله یک هیدروفون حساس دریافت می شود و از روی آن تصویر متناسب با کشسانی بافت ایجاد می گردد. برای ایجاد نیروی تابش نوسانی، از تلاقی دو موج فراصوت ...
بیشتر
ویبروآکوستوگرافی روش نسبتا جدیدی برای تعیین کشسانی بافت است. در این روش از نیروی تابش نوسانی فراصوت برای مرتعش کردن بافت با فرکانس کم (چند کیلوهرتز) استفاده می شود. صدای حاصل از این ارتعاش به وسیله یک هیدروفون حساس دریافت می شود و از روی آن تصویر متناسب با کشسانی بافت ایجاد می گردد. برای ایجاد نیروی تابش نوسانی، از تلاقی دو موج فراصوت پیوسته با اختلاف فرکانس در حد کیلوهرتز استفاده می شود. از ویبروآکوستوگرافی برای تشخیص رسوبات ریز کلسیم در بافت سینه و شریان ها استفاده شده است. قدرت تفکیک جانبی این روش در حدود0.7mm و قدرت تفکیک محوری آن در حدود 12mm است. در این مقاله ابتدا دو روش اصلی تولید نیروی تابش نوسانی (روش هم کانونی و روش کانون های متقاطع، متشکل از دو مبدل مقعر که با زاویه q بین محورهایشان، در یک نقطه متمرکز شده اند)، مورد بررسی قرار می گیرند و در ادامه روشی برای بهبود قدرت تفکیک محوری با استفاده از امواج با طول زمانی محدود ارائه می شود. شبیه سازی انجام شده و نتایج نشان می دهند با استفاده از امواج با طول زمانی محدود می توان قدرت تفکیک محوری را تا حدود 50% بهبود بخشید.
پردازش سیگنالهای حیاتی
وحید ابوطالبی؛ محمدحسن مرادی؛ محمدعلی خلیلزاده
دوره -1، شماره 1 ، آبان 1383، ، صفحه 25-45
چکیده
مولفه P300 یکی از مهمترین سیگنال های الکتریکی مرتبط با فعالیت های شناختی مغز است. در این تحقیق، با استفاده از تبدیل ویولت گسسته، سیگنال های تک ثبت گرفته شده از روی سر، به مولفه های مختلف فرکانسی تجزیه گردیده و از ضرایب به دست آمده به عنوان ویژگی های مرتبط با فعالیتهای شناختی مورد مطالعه استفاده شده است. بررسی ویژگی ها ...
بیشتر
مولفه P300 یکی از مهمترین سیگنال های الکتریکی مرتبط با فعالیت های شناختی مغز است. در این تحقیق، با استفاده از تبدیل ویولت گسسته، سیگنال های تک ثبت گرفته شده از روی سر، به مولفه های مختلف فرکانسی تجزیه گردیده و از ضرایب به دست آمده به عنوان ویژگی های مرتبط با فعالیتهای شناختی مورد مطالعه استفاده شده است. بررسی ویژگی ها نشان می دهد اغلب پردازش های شناختی مورد بررسی در ویژگی های مربوط به باندهای دلتا و تتا بروز یافته اند و هر دسته شامل چند ویژگی، مربوط به یکی از زیرپردازش های درگیر در طی تولید P300 هستند. هدف از این تحقیق، به عنوان یک گام اولیه برای طراحی روشی برای دروغ سنجی با استفاده از امواج مغزی، پیاده سازی سیستمی بوده که بتواند از روی این ویژگی ها، تک ثبت های حاوی موج P300 را از تک ثبت های فاقد این موج تفکیک نماید.برای این منظور در مرحله اول با استفاده از "تحلیل تفکیکی قدم به قدم" یک تابع تفکیک بهینه به صورت ترکیب خطی نه عدد از این ویژگی ها طرح شد که قادر است با دقت حدود 75 درصد در دادگان آموزش و 71 درصد در دادگان آزمون، تک ثبت های مربوط به تحریک های هدف و غیرهدف را از یکدیگر جدا کند. بررسی های بیشتر نشان داد تنها با استفاده از سیگنال ثبت شده در کانالPz نیز می توان تقریبا به همین میزان تفکیک رسید. در مرحله بعد، برای دسته بندی داده ها از یک استراتژی یاد گیری مدولار متکی به آنالیز مولفه های اصلی و شبکه های عصبی استفاده شد. در نهایت با تعلیم این سیستم با ثبت های موجود، در بهترین وضعیت از حالات پیاده سازی شده، حداکثر دقت تفکیک حدود 76 درصد روی دادگان آموزش و حدود 72 درصد روی دادگان آزمون به دست آمد.
ارتز و پروتز
مرجان بهرا می نسب
دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، ، صفحه 25-40
چکیده
پروتزهای زانو، بهعنوان یکی از محصولات پزشکی برای عملکرد مطلوب در درازمدت (عدم شلشدگی و جراحی مجدد)، هنوز نیازمند راهکارهای طراحی هستند. در مطالعة حاضر، طرح کسر عاملی کامل از طراحی آزمایشات، به همراه تحلیل المان محدود، استفاده شد تا اثر شکل داخلی قطعة فمورال پروتز زانو بر پایداری مکانیکی ایمپلنت و تنشهای بیومکانیکی ایجادشده ...
بیشتر
پروتزهای زانو، بهعنوان یکی از محصولات پزشکی برای عملکرد مطلوب در درازمدت (عدم شلشدگی و جراحی مجدد)، هنوز نیازمند راهکارهای طراحی هستند. در مطالعة حاضر، طرح کسر عاملی کامل از طراحی آزمایشات، به همراه تحلیل المان محدود، استفاده شد تا اثر شکل داخلی قطعة فمورال پروتز زانو بر پایداری مکانیکی ایمپلنت و تنشهای بیومکانیکی ایجادشده در خود ایمپلنت، سیمان استخوانی و استخوان مجاور، بررسی شود. سپس از روش واسپاس، که یکی از روشهای انتخاب چندشاخصه است، برای رتبهبندی طرحها استفاده شد. نتایج تحلیل واریانس، نشان داد که هندسة شکل داخلی قطعة فمورال بر عملکرد پروتز زانو اثرگذار است؛ بهطوریکه از میان عوامل درنظرگرفته شده، زاویة بین برشهای پایینی و جلویی، زاویة بین برشهای پایینی و پشتی و همچنین ضخامت سیمان استخوان، بهعنوان تأثیرگذارترین عوامل شناسایی شدند. بهعلاوه با تحلیل آماری، مدل ریاضی پیشبینی کنندة مربوط به هریک از معیارهای سنجش عملکرد نیز برآورد شدند. نتایج رتبهبندی و تحلیل حساسیت نشان داد، که طرحهای برتر اغلب لایة ضخیمتری از سیمان دارند. این مطالعه همچنین نشان داد که هندسة فعلی قطعة فمورال، بهترین طرح نیست و اصلاح آن، میتواند عملکرد پروتز را در بلندمدت بهبود دهد.
پردازش سیگنالهای حیاتی
راحله داودی؛ محمدحسن مرادی
دوره 12، شماره 1 ، خرداد 1397، ، صفحه 25-39
چکیده
افسردگی یکی از شایعترین اختلالات روانی عصر حاضر است که تشخیص زودهنگام شدت آن میتواند در روند درمان مفید باشد. یکی از روشهای تشخیص این بیماری، تحلیل اطلاعات حاصل از سیگنالهای الکتریکی مغزی میباشد. در این مقاله، به دنبال تمایز میان سطوح افسردگی با استفاده از تحلیل سیگنال مغزی هستیم. مدل پیشنهادی، سیستم عمیق مبتنی بر قاعده با ...
بیشتر
افسردگی یکی از شایعترین اختلالات روانی عصر حاضر است که تشخیص زودهنگام شدت آن میتواند در روند درمان مفید باشد. یکی از روشهای تشخیص این بیماری، تحلیل اطلاعات حاصل از سیگنالهای الکتریکی مغزی میباشد. در این مقاله، به دنبال تمایز میان سطوح افسردگی با استفاده از تحلیل سیگنال مغزی هستیم. مدل پیشنهادی، سیستم عمیق مبتنی بر قاعده با استفاده از قابلیت پشته است و تمرکز روی تفسیرپذیری قواعد در کنار دقت بالا میباشد. سیستمهای فازی قابلیت مناسبی را در طبقهبندی دادگان پزشکی با عدم قطعیت نشان دادهاند. افزون بر این، در سالهای اخیر یادگیری عمیق، توجه ویژهای را در حوزهی هوش مصنوعی کسب کرده است. در این مقاله به دنبال بهرهگیری از قابلیتهای هر دو رویکرد، در قالب یک سیستم فازی عمیق هستیم. سیستم پیشنهادی از یک رویکرد خوشهبندی مقاوم بهره میبرد که قادر است تعداد خوشههای بهینه برای هر لایه را به صورت بدون سرپرست تعیین نماید. در کنار آن، مدل پیشنهادی از یک ساختار سلسلهمراتبی پشتهای بهره میبرد، به این صورت که قواعد آموزشیافتهی تفسیرپذیر در لایهی اول را با برچسبهای زبانی یکسان برای تمام ورودیها، به صورت خروجی لایهی اول در کنار ورودی، به لایهی بعد منتقل نماید. وجود خروجی قواعد لایههای قبل در فضای ورودی لایههای بعد معادل قابلیت اطمینان در سیستم فازی با تالی خطی یا یک سیستم فازی با تالی غیرخطی میباشد. دادگان مورد استفاده پس از پیشپردازش، استخراج ویژگیهای زمانی، فرکانسی و غیرخطی نظیر بعد نگاشت بازگشتی و کاهش بعد، به سیستم پیشنهادی ارائه شد. سیستم پیشنهادی با طبقهبندهای متداول نظیر شبکهی عصبی، ماشین بردار پشتیبان، بیز ساده، درخت تصمیم و آنالیز افتراقی خطی مقایسه شد. نتایج صحت دادگان تست به دست آمده در 30 تکرار (۴۹.۰۱% در مقابل به ترتیب 32/41 %، 47/40%، 01/40%، 38/38% و 28/40%)، بیانگر قابلیت قابل توجه این مدل در تفکیک چهار سطح افسردگی میباشد.
پردازش تصاویر پزشکی
سید هانی حجتی؛ عطاالله ابراهیم زاده؛ علی خزایی؛ عباس باباجانی فرمی
دوره 11، شماره 1 ، اردیبهشت 1396، ، صفحه 29-40
چکیده
پیشبینی بیماری آلزایمر براساس تجزیه و تحلیل شبکة مغز، موضوع بسیاری از مطالعات شده است. هدف ما شناسایی تغییرات در مغز بیمارانی است که از اختلال خفیف شناختی، دچار آلزایمر شدهاند یا دچار آلزایمر نشدهاند، برای ارائة الگوریتمی برای طبقهبندی این بیماران با استفاده از روش تئوری گراف و اطلاعات آماری. در این الگوریتم، تجزیه و ...
بیشتر
پیشبینی بیماری آلزایمر براساس تجزیه و تحلیل شبکة مغز، موضوع بسیاری از مطالعات شده است. هدف ما شناسایی تغییرات در مغز بیمارانی است که از اختلال خفیف شناختی، دچار آلزایمر شدهاند یا دچار آلزایمر نشدهاند، برای ارائة الگوریتمی برای طبقهبندی این بیماران با استفاده از روش تئوری گراف و اطلاعات آماری. در این الگوریتم، تجزیه و تحلیل همبستگی متمایز را پیشنهاد کردیم و روش ادغام در سطح ویژگی برای تشخیص بیومتریک اعمال شد. با توجه به نتایج شبیهسازی، دقت 167/87 درصد برای پیشبینی بیماری آلزایمر با استفاده از تجزیه و تحلیل همبستگی متمایز و طبقهبندیکنندة ماشین بردار پشتیبان بهدست آمد. همچنین تجزیه و تحلیل روی گرههای مهم مغز (هابها) را انجام دادیم و تعدادی از نقاط مهم مغز در بیماران آلزایمری پیشرونده را پیدا کردیم. در حقیقت، این پژوهش، اولین مطالعة شناختی با استفاده از ادغام تصویربرداری تشدید مغناطیسی حالت استراحت (rs-fMRI) و تصویربرداری تشدید مغناطیسی ساختاری (sMRI) برای تشخیص تبدیل از اختلال شناختی خفیف به بیماری آلزایمر است. روش پیشنهادی، بر پتانسیل استفاده از دادههای تصویربرداری rs-fMRI و sMRI، را برای تشخیص پیشرفت بیماری در مراحل اولیه تأکید میکند.