انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
10
1
2016
04
20
یک روش ترکیبی جدید برای حذف آرتیفکت EOG از سیگنال EEG با استفاده از CCA و RLS
1
10
FA
مریم
توکلی نجف آبادی
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد مهندسی مخابرات، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه یزد، یزد
maryamtavakoli1392@gmail.com
وحید
ابوطالبی
0000-0003-3163-6653
دانشیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه یزد، یزد
abootalebi@yazd.ac.ir
فرزانه
شایق بروجنی
استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه پیام نور، اصفهان
farzaneh.shayegh@gmail.com
10.22041/ijbme.2017.45141.1135
هدف این مقاله، ارزیابی روش ترکیبی آنالیز همبستگی کانونی- فیلتر تطبیقی حداقل مربعات بازگشتی (CCA-RLS) در حذف آرتیفکت چشمی (EOG) از سیگنال مغزی (EEG) و مقایسة آن با روشهای آنالیز مؤلفههای مستقل (ICA<strong>)</strong>، آنالیز همبستگی کانونی(CCA)، فیلتر تطبیقی حداقل مربعات بازگشتی (RLS) و روش ترکیبی ICA-RLS است. برای این منظور، بعد از تجزیة سیگنال نویزی توسط CCA، مؤلفة شامل آرتیفکت EOG با محاسبة مقدار کرتوزیس شناسایی شده و با استفاده از فیلتر RLS، فیلتر شد؛ سپس با ترکیب مؤلفهها، سیگنال حذف نویزشده بازسازی شد. برای مقایسة کمّی روشها از دو معیار ارزیابی میانگین مجذور مربعات خطا (MSE) و نسبت سیگنال به نویز (SNR) برای دادههای شبیهسازی شده استفادهشده است. متوسط مقادیر MSE وSNR برای 5 نفر در 4 کانال مختلف محاسبه شد. دادههای استفادهشده از مجموعه دادههای مسابقات BCI2008 انتخاب شدند. با توجه به نتایج بهدست آمده، روش ترکیبی پیشنهادی CCA-RLS ، عملکرد بهتری نسبت به سایر روشهای استفادهشده در این مقاله دارد.
آرتیفکت EOG,روش CCA-RLS,فیلتر RLS,سیگنال EEG
https://www.ijbme.org/article_26610.html
https://www.ijbme.org/article_26610_7346f10643467ccb2f426142466f9b30.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
10
1
2016
04
20
تخمین زاویه گشتاور عضله میوکارد با استفاده از ردیابی تصاویر متوالی اکوکاردیوگرافی
11
23
FA
مصیب
مبشری
دانشجوی دکتری، فیزیک پزشکی، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
mosayyebmobasheri@gmail.com
منیژه
مختاری دیزجی
استاد، فیزیک پزشکی، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
mokhtarm@modares.ac.ir
فریده
روشنعلی
پزشک، فوق متخصص قلب و عروق بیمارستان دی ، تهران
manijhem@yahoo.com
10.22041/ijbme.2017.52951.1166
با توجه به حساسیت بازده عملکرد سیستولیک بطن چپ به زاویهی چرخش قلب، در این مطالعه زاویه سه بعدی مسیر حرکت سه بعدی عضله میوکارد با استفاده همزمان از تصاویر دو بعدی از نمای محور کوتاه و نمای محور طولی دیواره بطن چپ برآورد شد. تصاویر متوالی اکوکاردیوگرافی دو بعدی با حداقل رزلوشن زمانی 14 میلی ثانیه از دو نمای محور کوتاه و طولی 19 مرد سالم ثبت و آنالیز شد. با استفاده از سیگنال الکتروکاردیوگرام هر فرد، تصاویر اکوکاردیوگرافی در دو نمای ثبت شده، همزمان شدند. حرکت دیواره سپتوم بین بطنی در سه سطح بیس، مید و اپکس توسط الگوریتم تطبیق بلوک با پردازش تصاویر متوالی اکوکاردیوگرافی در طول سه سیکل قلبی و از دو نمای ثبت شده برآورد شد. بستگی زوایای دوران برآورد شده از دو نمای محور طولی و محور کوتاه با زاویهی سه بعدی مسیر حرکت در سطوح بیس، مید و اپکس بررسی گردید. زاویه مسیر حرکت سه بعدی قلب و زوایای دو بعدی دوران در دو نمای محور کوتاه و طولی دیواره سپتوم بین بطنی به ترتیب در سگمان بیس 01/3±33/16، 38/3±61/10 و 30/3±11/15 درجه، در سگمان مید 95/4±77/22، 96/2±78/7 و 66/2±72/16 درجه و در سگمان اپکس 81/5±60/14، 48/5±37/10 و 32/3±79/8 درجه برآورد شد. با توجه به حساسیت زاویهی سه بعدی به تغییرات حرکت در هر سه بعد، این زاویه برای بررسی رفتار بیومکانیکی عضله میوکارد پیشنهاد میشود.
زاویه سه بعدی,عضله میوکارد,الگوریتم تطبیق بلوک
https://www.ijbme.org/article_26457.html
https://www.ijbme.org/article_26457_4361ff025558d23d28e1c1f6af7ede3a.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
10
1
2016
04
20
تحلیل تأثیر پارامترهای طراحی قطعة فمورال پروتز زانو بر معیارهای سنجش عملکرد آن
25
40
FA
مرجان
بهرا می نسب
استادیار گروه مهندسی بافت و علوم سلولی کاربردی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی سمنان، سمنان، ایران
m.bahraminasab@yahoo.com
10.22041/ijbme.2017.53697.1170
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.<br /> <span lang="FA"> </span>
پروتز زانو,سیمان استخوان,هندسة داخلی,طراحی آزمایشات,تحلیل المان محدود
https://www.ijbme.org/article_25681.html
https://www.ijbme.org/article_25681_0a5e7711d1102300648cf139f63f8d14.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
10
1
2016
04
20
انتخاب و مقایسة عملکرد ویژگیهای بهینة استخراجشده از سیگنال گفتار برای تشخیص خودکار بیماری پارکینسون
41
47
FA
حمید
آزادی
گروه مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی،دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد -
باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد -
قطب علمی رایانش نرم و پردازش هوشمند اطلاعات، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
hamidazadi.67@gmail.com
محمدعلی
خلیل زاده
گروه مهندسی پزشکی، واحد مشهد ، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد
makhalilzadeh@mshdiau.ac.ir
محمدرضا
اکبرزاده توتونچی
گروه مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی،دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد - قطب علمی رایانش نرم و پردازش هوشمند اطلاعات، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
akbarzadeh@kiaeee.org
حمیدرضا
کبروی
گروه مهندسی پزشکی، واحد مشهد ، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد
hamidrezakobravi@gmail.com
فریبرز
رضایی طلب
گروه عصب شناسی، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
rezaeitalabf@mums.ac.ir
سید امیر
ضیافتی باقرزاده
گروه مهندسی پزشکی، واحد مشهد ، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد
amir.ziafati@mshdiau.ac.ir
علیرضا
نوعی سرچشمه
گروه مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی،دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد
noei@mail.um.ac.ir
نینا
شاهسون پور
گروه مهندسی پزشکی، واحد مشهد ، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد
ninashahsavan@yahoo.com
10.22041/ijbme.2017.55213.1174
در سالهای اخیر، محققین تلاشهای زیادی برای تشخیص بیماری پارکینسون از طریق یافتن ارتباط آن با سیگنال گفتار افراد انجام دادهاند. همچنین پژوهشهایی در تعیین شدت بیماری و ارتباط آن با اختلالات صوتی انجام شده است. هدف این مقاله، ارزیابی و مقایسة توانایی دسته ویژگیهای مختلف استخراجی از سیگنال گفتار، در تشخیص بیماری پارکینسون است. برای این منظور، 12 دسته ویژگی از سیگنال گفتار ارزیابی شدهاند، تحلیل صدا روی قسمت آواسازی افراد انجام شده و واج /آ/ توسط افراد بیان شده است. با انتخاب بهترین ویژگیها از هر دسته، که شامل 132 ویژگی است، به روش تسکین و اعمال آن به طبقهبندی کنندة ماشین بردار پشتیبان، مقایسهای بین دسته ویژگیهای مختلف انجام شد. همچنین با ترکیب ویژگیهای منتخب از هر دسته، صحت تفکیک بسیار خوب 95.93 درصد، در جداسازی گروه سالم از بیمار بهدست آمد. نتایج حاصل از این پژوهش، میتواند گامی بسیار مهم در تشخیص غیرتهاجمی بیماری پارکینسون باشد.
بیماری پارکینسون,سیگنال گفتار,روش انتخاب ویژگی تسکین,طبقهبندی کنندة ماشین بردار پشتیبان
https://www.ijbme.org/article_25771.html
https://www.ijbme.org/article_25771_f562ea0ed4fefe6a11863347be629292.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
10
1
2016
04
20
دستگاه تصویربرداری گسیل پوزیترون حیوانی IRI-MicroPET : ارزیابی کارایی و کیفیت تصویر
49
57
FA
سیده زهرا
اسلامی راد
استادیار، گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه قم، قم
szislami@qom.ac.ir
رضا
قلی پور پیوندی
استادیار، گروه فیزیک، دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود
rgholipour@shahroodut.ac.ir
10.22041/ijbme.2017.58966.1193
دستگاه تصویربرداری گسیل پوزیترون برای تشخیص تغییرات فیزیولوژیک بدن استفادها می شود. بنابراین هدف اصلی در مطالعات پت، بهدست آوردن تصاویر با کیفیت خوب و جزئیات فانتومی است که بهوسیلة پت تصویربرداری شده است. کارایی دستگاه پت و درنتیجه کیفیت تصویر خروجی، به پارامترهای قدرت تفکیک مکانی، کسر پراکندگی، حساسیت، RMS کنتراست و سیگنال به نویز بستگی دارد، که دستگاه براساس آن ارزیابی می شود. در این مقاله، ابتدا مشخصات و نحوة تصویربرداری دستگاه IRI-MicroPET بررسی شد. سپس، الگوریتمهای بازسازی تصویر (MLEM، SART و FBP) روی سینوگرامهای حاصل، اعمال شده و کارایی و کیفیت تصاویر بهدستآمده ارزیابی شد. قدرت تفکیک مکانی شعاعی و تانژانتی برای F<sup>18</sup> در مرکز میدان دید، بهترتیب برابر باmm 81/1 وmm 90/1 شد. کسر پراکندگی برای فانتوم موش و پنجرة انرژی keV 700-300، برابر با 1/7 % و حساسیت برابر با 74/1 % در پنجرة زمانی ns 4 شد. درنهایت، کیفیت تصاویر با پارامترهایRMS کنتراست و نسبت سیگنال به نویز مقایسه شد که، الگوریتم MLEM برتر از الگوریتمهای بازسازی دیگر بود. نتایج حاصل از سیستم IRI-MicroPET، با نتایج بهدستآمده از پتهای حیوانی تجاری موجود مقایسه شد. نتایج، نشاندهندة توافق خوبی بین دادهها است.
دستگاهIRI-microPET,بازسازی تصاویر,ارزیابی کیفیت تصاویر,کارایی,مقایسة داده ها
https://www.ijbme.org/article_26291.html
https://www.ijbme.org/article_26291_6def04b71bc55d07ec43e4319111cc1f.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
10
1
2016
04
20
بررسی ارتباطات مغزی مؤثر به روش تابع انتقال جهتدار برای ترکیبهای مختلف توجه و هوشیاری براساس سیگنال EEG
59
68
FA
معصومه
رحیمی
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران
setareh10@gmail.com
محمد حسن
مرادی
استاد، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران
mhmoradi@aut.ac.ir
فرناز
قاسمی
استادیار، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران
ghassemi@aut.ac.ir
10.22041/ijbme.2017.60791.1203
هدف این مقاله، بررسی ارتباطات مؤثر مغزی براساس روش تابع انتقال جهتدار (DTF) است. این ارتباطات برای دادههای ثبتشده، از ترکیب حالتهای توجه و هوشیاری، که چهار دستة توجه-هوشیاری، توجه-عدم هوشیاری، عدم توجه-هوشیاری و عدم توجه-عدم هوشیاری را ایجاد کردهاند، بهدست آمدند. از روی ماتریسهای بهدستآمده برای هر دسته، شاخصهایی مرسوم در حوزة DTF، معرفی و محاسبه شدند. سپس شاخصهای این چهار دسته، برای بررسی وجود اختلاف معنادار از نظر ارتباطات مؤثر، با یکدیگر مقایسه شدند. برای بهدست آوردن روابط علّی خطی میان کانالها به روش DTF، از مدل خودکاهشی چندمتغیره استفاده شد. برای بررسی دقیقتر، سیگنالها به چهار باند فرکانسی پایه تقسیم شده و با آزمون اندازههای تکراری دوطرفه، وجود اختلاف معنادار در دستهها و باندها بررسی شد. براساس نتایج، از 12 شاخص بهدستآمده، دو شاخص و به تنهایی قادر به نمایش تمایز میان 5 حالت از 6 حالت ممکن از ترکیبات دوتایی دستهها هستند. تنها حالتی که هیچ کدام از شاخصها، تفاوت معناداری برای آن نشان ندادند، حالت عدم توجه-هوشیاری و عدم توجه-عدم هوشیاری بود.
ارتباطات مؤثر,تابع انتقال جهتدار,استخراج ویژگی,آزمون اندازههای تکراری
https://www.ijbme.org/article_25497.html
https://www.ijbme.org/article_25497_226f9d9270b2cd2d683bc86da23debd1.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
10
1
2016
04
20
تشخیص وفقی وقوع بیماری نقص بین بطنی قلب: مدلی خودکار با امکان آنالیز از طریق سیگنالهای صوتی قلب
69
83
FA
علیرضا
رضائی
0000-0001-6628-5545
استادیار، گروه مهندسی سیستم و مکاترونیک، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران
arrezaee@ut.ac.ir
سارا
بلباسی
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه آزاد تبریز، تبریز
sarabalbasi1@yahoo.com
10.22041/ijbme.2017.61639.1206
در مقاله حال حاضر، با آنالیز سیگنالهای صوتی قلب به طراحی الگوریتمی ترکیبی پرداخته شده که متشکل از استخراج ویژگی بر اساس تکنیک آشوب، کاهش ابعاد توسط آنالیز اجزای اصلی و دسته بندی خروجیها با اتکاء بر شبکههای عصبی-فازی تطبیقی میباشد. عدم قطعیت و خطای بالا در تشخیص روزنه بین بطنی از عدیده مشکلات روشهای پیشین است که در این زمینه مطرح بوده و به سبب اهمیت تشخیص خودکار این عارضه قلبی، نیاز است تا طراحی وفقی و به دور از بروز خطا باشد. انتقال فضای ویژگیها با نگاشت آنها توسط الگوریتم آنالیز اجزای اصلی در دو گام، با انتخاب تعداد 18 تا 25 ویژگی از میان حدود 50 ویژگی استخراج شده، ورودی طبقهبندی پیشنهادی را میسازد. طبقه بند پیشنهادی، سیستم شبکه عصبی فازی تطبیقی با امکان پیشبینی بروز بیماری قلبی است که با ورود دادهها، در تعداد تکرارهای محدود در سطح قابل قبولی خروجیها را پیشبینی مینماید. دادهها از پایگاه دادهUmichدانشگاهمیشیگاندریافت شده و شامل نمونههای از بیماری روزنه بین بطنی است. نسبت تقسیم دادهها در مرحله یادگیری و آزمایش، 9/0 به 1/0 (ارزیابی متقاطع) است و از شیوه اعتبارسنجی K-fold استفاده شده است. محاسبه معیارهایی چون دقت، حساسیت و نیز عدم قطعیت توسط مفهوم آنتروپی در الگوریتم ترکیبی حاکی از عملکرد مناسب روش پیشنهادی است.
بیماری روزنه بین بطنی,تشخیص خودکار,ویژگیهای آشوب,آنالیز اجزای اصلی و سیستمشبکهعصبیفازیتطبیقی
https://www.ijbme.org/article_26458.html
https://www.ijbme.org/article_26458_7145e78ddeee3588308fb3a55cc975a6.pdf
انجمن مهندسی پزشکی ایران
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
9685-8006
10
1
2016
04
20
بررسی آخرین وضعیت آموزشی و پژوهشی رشتة مهندسی پزشکی در دانشگاههای برتر جهان در سال 2016
85
97
FA
حسین
بانکی کشکی
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران
hobako1993@aut.ac.ir
محمد
تفضلی شادپور
استاد، گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران
tafazoli@aut.ac.ir
10.22041/ijbme.2017.61752.1207
همزمان با ارتقای فناوریهای پزشکی و نیاز به تربیت نیروهای فنی متخصص در این زمینه، حوزة آکادمیک مهندسی پزشکی بهعنوان بسترسازی آموزشی این نیاز بهوجود آمدهاست. مهندسی پزشکی که پیشتر در دانشکدههای دیگر بهصورت ادامة برخی از رشتههای مهندسی یا زیرشاخة آن تدریس میشد، با گسترش و پیشرفت رشته و کاربردهای آن به تدریج به یک رشته با دانشکدههای مستقل تبدیل شد. بهدلیل جدید و نوپا بودن رشتة مهندسی پزشکی و کاربرد وسیع آن در حوزة سلامت و پزشکی، در مدت زمان کوتاه به پیشرفتهای چشمگیری دست یافته است؛ از اینرو ضروری است که مراکز آموزشی فعال در حوزة مهندسی پزشکی هر چند مدت یکبار بررسی دقیقی دربارة وضعیت آموزشی و پژوهشی این رشته در جهان و مقایسة آن با وضع موجود در کشور خود به عمل آورند تا امکان همگامی و رقابت در حوزة آموزشی، پژوهشی و صنعتی، با توجه به نیازهای بومی، میسر شود. در این مقاله، وضعیت آموزشی و پژوهشی رشتة مهندسی پزشکی در 50 دانشگاه برتر به تفکیک قارههای جهان در سال 2016 بررسی شده است. 17 دانشگاه از آمریکا، 19دانشگاه از اروپا و 14دانشگاه از آسیا و استرالیا براساس رتبهبندی سه موسسة Times، QS و CWUR انتخاب شده و مطالعه شدهاند. نتایج بررسیها در دو بخش آموزشی و پژوهشی ارائه شدهاست. در بخش آموزشی رشتههای ارائه شده در مقاطع سهگانه، وضعیت مستقل شدن دانشکدههای مهندسی پزشکی، سال تأسیس و تعداد هیئت علمی دانشکدههای مستقل و... ارائه شدهاند. بخش پژوهشی شامل زمینههای پژوهشی رایج رشته مهندسی پزشکی، وضعیت پژوهش در هر دانشگاه و هر قاره است.
مهندسی پزشکی,زمینههای پژوهشی,آموزش,رشتهها
https://www.ijbme.org/article_25103.html
https://www.ijbme.org/article_25103_2079233b6384fcf737b66cee8f9d4683.pdf