انجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20089120150321A Novel Approach for Automatic Calculation of Required Parameters in Spine Surgery using CT Images Row Dataارائهی روشی هوشمند به منظور استخراج خودکار پارامترهای موردنیاز در جراحی ستون فقرات با بهکارگیری ابر نقاط تصاویر توموگرافیک1151465010.22041/ijbme.2016.14650FAمجتبی شهابدانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی، گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهرانبهزاد سیفی2دانشجوی دکتری مهندسی پزشکی، گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهرانناصر فتورائیدانشیار، گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران0000-0002-5714-027Xامیرسعید صدیقیاستادیار، گروه جراحی مغز و اعصاب، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهرانJournal Article20150626Spinal deformities are generally associated with lumbar and cervical chronic pain and additionally they disturb the health. In these deformities, lumbar spinal curvature undergone changes in three dimensional space and in most cases, they cause reduction of lung capacities, breathing problems and negative effects on cardiovascular system. In critical deformity cases, in order to correct the deformity and prevent its progression, surgeons determine to perform posterior spinal fusion. As a result, they need to extract some important clinical parameters of spine such as Cobb angle, sagittal and coronal balance, spinal curvature, vertebraes angles and their rotations. In this study, edited tomographic images in MIMICS, were used to prepare a three dimensional model of the spine. Then by using curve fitting techniques and different clustering methods such as self-organization nueral network, k-means and hierarchical method, vertebras were separated and important geometrical data such as curvature of the spine and vertebras angle were obtained. In addition, through implementation of certain algorithms, other clinical features of each vertebra, including minimum and maximum height, length and width of the vertebral body and the relative displacement of vertebras were calculated automatically. In order to validate the proposed methods, measures and angles; derived values obtained automatically at each stage, were again calculated by a radiologist and a spine surgeon who was unaware of the goals of the research. Automatic values were verified by being compared with these manual results. In conclusion the reliability, accuracy and performance of the proposed automatic algorithms were demonstrated.ناهنجاریهای هندسی ستون فقرات، بطور کلی با دردهای مزمن کمری و گردنی همراه هستند. در این ناهنجاریها، انحنای ستون مهره در فضای سهبعدی دستخوش تغییراتی میشود که در بسیاری از موارد ضمن کاهش میزان بازشدگی قفسه سینه، به اختلالات تنفسی و اثرات منفی بر روی سیستم قلبی منجر میشود. برای تصحیح این ناهنجاریها و جلوگیری از پیشرفت آنها در حالت حاد، جراحان از جراحی فیوژن خلفی ستون مهرهها استفاده میکنند. قبل از انجام عمل جراحی به منظور تشخیص وضعیت بیمار و انتخاب روش مناسب عمل، استخراج برخی پارامترهای کلینیکی مهم ستون فقرات ازجمله انحناها، زوایای کوب، انحراف جانبی، زوایای مهرهها و میزان چرخش آنها در صفحات مختلف ضروری است. دراین پژوهش ابتدا با استفاده از تصاویر توموگرافیک ویرایش شده در نرمافزار میمیکس، مدل سهبعدی ستون مهرهها در قالب ابر نقاط بدستآمد. سپس ضمن تفکیک و جداسازی مهرهها به کمک روشهای خوشهبندی مختلف ازجمله روش شبکهی عصبی خودسازمانده، روش k-میانگین و روش سلسله مراتبی، اطلاعات هندسی مهم مقاطع ستون مهرهها مانند انحناهای ستون مهرهها و زوایای آن با استفاده از الگوریتمهای تخصیص منحنی، بهصورت خودکار استخراج شد. بعلاوه، در حین پیادهسازی الگوریتمهای مشخص، سایر ویژگیهای کلینیکی هریک از مهرهها ازجمله کمینه و بیشینه ارتفاع مهره در سه بعد، طول و عرض جسم مهرهای و نیز جابجایی نسبی مهرهها به صورت خودکار محاسبه گردید. بهمنظور اعتبارسنجی روشهای ارائهشده و اندازههای استخراجشده، مقادیر بهدستآمده در هر مرحله توسط یک رادیولوژیست و یک جراح ستون فقرات که نسبت به اهداف و نتایج تحقیق ناآگاه بودند، محاسبه شدند. با مقایسهی مقادیر متناظر، اعتبار نتایج و کارایی بالای الگوریتمهای پیشنهادی تأیید گردید.https://www.ijbme.org/article_14650_a72c06c3d311588330bb808a87db68ff.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20089120150321Kinematic Differences in Participants with ACL-deficient Knees during Stair Ascending with Different Heightبررسی تغییرات پارامترهای سینماتیکی زانو در افراد با ناکارآمدی لیگامان صلیبی قدامی در حین بالارفتن از پله با ارتفاعهای متفاوت17311585510.22041/ijbme.2016.15855FAمریم حاجی زادهکارشناسی ارشد، گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایرانعلیرضا هاشمی اسکوییاستادیار، گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران0000-0001-6899-3940فرزان قالیچیاستاد، گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایرانفرهاد طباطبایی قمشهدانشیار، گروه ارگونومی، دانشگاه علوم بهزیستی و توان بخشی، تهران، ایرانمحمد رازیاستادیار، گروه ارتوپدی، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایرانگیزلا سولواستادیار، گروه توانبخشی و سلامت، دانشکده فیزیوتراپی، دانشگاه اتاگو، نیوزیلندJournal Article20150815Patients with ACL deficiency (ACLD) have to use different compensatory mechanisms to maintain their stability during daily activities. The aim of this study is to determine the differences in 3D kinematics and peak ground reaction forces (GRF) between ACL deficient legs and healthy contralateral legs during stair ascent. Eight subjects with unilateral ACL deficiency participated in this study. Healthy contralateral legs were considered as control group for further comparisons to ACL deficient legs. A six camera VICON motion analysis system and 2 portable force plates were used to record the locomotion while walking up custom-made stairs with two different step heights. Advanced OSSCA technique was used to assess tibiofemoral knee kinematics, a combination of symmetrical axis of rotation (SARA), symmetrical center of rotation estimation (SCoRE) and optimal common shape technique (OCST). The results of this study show that participants with ACLD experienced different kinematics and peak GRFs in different step heights (p<0.05). During ascending stairs with 17cm height, legs with ACLD exhibited less varus, more external rotation and less impact peak in pre-swing stance and early swing phase compared to contralateral healthy leg (p<0.05). The other stair height, 20 cm, resulted in more extension, more valgus and more external tibia rotation in injured leg compared to contralateral leg during terminal extension of stance phase (p<0.05). In both step heights, injured leg reached it maximum extension peak at an earlier time. The results of this study imply that participants with ACLD make use of different 3D rotational tiobiofemoral kinematics and different GRF compared to healthy contralateral leg. These compensatory mechanisms would finally bring about different knee joint loading, which provides the potential of cartilage degeneration and early osteoarthritis. 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.https://www.ijbme.org/article_15855_bddc0311a59a37cf834715f489e0cf33.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20089120150321Simulation of Gait Locomotion for Hemiplegia and Paraplegia Patients Using Neuromusculoskeletal Systemsشبیهسازی گام برداشتن در بیماران فلج یکسویه و فلج پایینتنه با استفاده از مدلهای اسکلتی عصبی عضلانی33481466110.22041/ijbme.2016.14661FAمحسن عابدیدانشجوی دکتری مهندسی مهندسی مکانیک،دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهرانمجید محمدی مقدمدانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهرانمحمد فیروزآبادیاستاد، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهرانJournal Article20150613In this paper the simulation of pathological behavior in gait locomotion of central nervous system (CNS) diseases and effects of rehabilitation techniques are investigated. These simulations noticeably deepen the knowledge of researches in neurorehabilitation realm about the neuroscientific basis of CNS treatment after a neural disorder. However, only a limited number of these simulations have been proposed in the previous works that issued some aspects of CNS diseases. Due to this limitation, in this paper, a more efficient simulation has been done on pathological behavior of neural disorders with including the brain signal disruption in the models. To do this, combinations of neural reflexes and central pattern generator (CPG) has been incorporated in the neuromuscular system and examined on two different msculoskeletal system containing two leg-one segment and one leg-two segment systems. Then, the locomotion of hemiplegia and paraplegia patients are simulated by inserting a malfunction in the supraspinal signal coming into the CPG. Moreover, the effects of rehabilitation effects on paraplegia patients have been investigated and qualititatively compared to the experimental data.در این مقاله به شبیهسازی رفتارهای بیمارگونه در گام برداشتن بیمارهای مغزی و نخاعی و تأثیر تکنیکهای توانبخشی در آنها پرداخته شدهاست. این شبیهسازیها به شکل قابلتوجهی موجب پیشرفت سطح دانش محققان در حوزهی توانبخشی عصبی درباره مبنای عصبشناختی ترمیم سامانهی عصبی بیماران مغزی و نخاعی در اثر تکنیکهای توانبخشی میشوند. با این وجود، این شبیهسازیها تاکنون بسیار محدود بودهاند و اغلب آنها به صورت موردی به مطالعهی برخی از آثار بیماریهای مغزی و نخاعی پرداختهاند. اما در این مقاله تلاش شدهاست که با وارد نمودن اثر اختلالات دادههای مغزی، رفتارهای بیماران دچار سکتهی مغزی و ضایعهی نخاعی با عمق بیشتری مورد مطالعه قرار گیرد. بدین منظور در سامانهی عصبی-عضلانی از معماری مشترک رفلکس و مولد الگوی مرکزی استفاده شدهاست، که روی دو مدل اسکلتی-عضلانی دو پا با یک بند و یک پا با دو بند پیاده شدهاست. سپس مدلهای راه رفتن فلج یکسویه و فلج پایینتنه با ایجاد اختلال در دادهی مغزی مولد الگوی مرکزی استخراج شدهاست. همچنین با استفاده از این مدلها اثر تکنیکهای توانبخشی در بیماران فلج پایینتنه بررسی شدهاند و با داده های تجربی به صورت کیفی مقایسه شدهاند، که همخوانی قابلقبولی را نشان میدهند.https://www.ijbme.org/article_14661_029adf46c6a7511ca5ce9dca93248374.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20089120150321Numerical Simulation of Stress Distribution in Periodontal Ligament of Incisor and Premolarشبیهسازی عددی توزیع تنش در لیگامنت پریودنتال مربوط به دندانهای اینسایزر و پرمولار طی بارگذاریهای مختلف49571589010.22041/ijbme.2016.15890FAمهران اشرفیدانشجوی دکتری مهندسی پزشکی، گروه بیومکانیک دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریزفرزان قالیچیاستاد، گروه بیومکانیک دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریزبهنام میرزاکوچکیدانشیار، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علومپزشکی تبریز، تبریزJournal Article20150622Periodontal ligament (PDL) is a soft fibrous tissuewhich is located between tooth and alveolar bone. Because the tissue is softer than the surrounding tissue, tooth movement is forced to follow the movement of the soft tissue. The goal of this study is comparison of periodentium related to single and two root teeth behavior with applying different loads. The modeling of the real 3D geometry of incisor and premolar periodentium is carried out using micro CT scan. PDL is considered as hyperelastic material and stress-strain distribution was investigated by applying different loads. The results of finite element simulation show that tooth displacement with different loading is not necessarily in direction of loading and also stress distribution show that PDL absorbs the stresses, consequently alveolar carry less stresses. Strain distribution in PDL and alveolar bone stress represents uniform distribution of force in two root tooth. The analogy of results shows the accommodation with pervious studies.لیگامنت پریودنتال یک بافت نرم فیبروزی است که بین دندان و استخوان آلوئولار قرار گرفته است. با توجه به اینکه این بافت نرمتر از بافتهای مجاور اطراف است، حرکت دندان ناگزیر از پی حرکت این بافت نرم میباشد. هدف از این مطالعه، مقایسهی رفتار مجموعهی پریودنتیوم مربوط به دندانهای تکریشهای و دوریشهای، در اثر اعمال بارهای مختلف است. بدین منظور به کمک تکنیک تصویربرداری میکروسیتی، مدلسازی هندسی واقعی سهبعدی دندانهای اینسایزر و پرمولار انجام شده و با در نظرگرفتن خواص هایپرالاستیک لیگامنت پریودنتال، توزیع تنش و کرنش در اثر اعمال نیروهای مختلف بررسی شد. نتایج حاصل از شبیهسازی المان محدود بیانگر این نکته بود که جابجایی دندان تحت بارگذاریهای مختلف لزوما در جهت بار اعمالی نمیباشد. توزیع تنش نیز نشان داد که لیگامنت پریودنتال، تنشهای وارده را جذب کرده و درنتیجه استخوان تنش کمتری را تحمل مینماید. توزیع کرنش در لیگامنت پریودنتال و نیز تنش وارده به استخوان، نشاندهندهی توزیع یکنواختتر نیرو در دندان دو ریشهای بود. مقایسهی بین نتایج نشاندهندهی تطابق نتایج این مطالعه با مطالعات گذشته میباشد.https://www.ijbme.org/article_15890_e86915f877e94f4d8874c5fc82c09dee.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20089120150321Determination of the Degree of Three-dimensional Poincaré Section in Epileptic Seizure Detection by EEGتعیین درجهی بهینه مقطع پوانکاره سهبعدی برای تشخیص حملات صرعی با استفاده ازEEG59691718410.22041/ijbme.2016.17184FAصالح لشکریدانشجوی دکتری مهندسی پزشکی، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی،واحد علوم و تحقیقات، تهرانمحمد علی خلیل زادهدانشیار، گروه مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مشهد، مشهدسید محمدرضا هاشمی گلپایگانیاستاد، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهرانJournal Article20150724Using methods based on nonlinear dynamics such as Poincare Section, can be useful in detecting dynamic biological systems. Selecting a suitable Poincare surface is a critical step in data analysis. Often finding an appropriate position for Poincare section needs to set different parameters. When the geometry of Poincare surface picks the information related to the stretching and folding, a better discrimination can be performed for the system states. The objective of this paper is to study the effect of position and degree of Poincare surface in Epileptic Seizure Detection. The Poincare surface resulting in the best classification is selected as the optimal section. Accordingly, the phase space of the EEG Segments Reconstructed in three dimension, firstly. Then, a set of Poincare surfaces with 400 different conditions of degree selected to cut the trajectory and Geometric Features Extracted from the points of intersection on each surface. Afterward, extracted features from the Poincare section are applied to SVM classifier. Pearson correlation analysis was performed to analyze the relationship between the classification performance and degree of Poincare section. Certain behavior can be observed by increasing the Surface degree in output classifier. In this way, the increasing and then decreasing pattern were observed by increasing the Surface degree in two Directions of Surface. The results showed that the equation of optimal Poincare Section for m=12 and n=6 gives the accuracy of 96.6%.استفاده از روشهای مبتنی بر دینامیک پویای غیرخطی مانند قطع پوانکاره، در آشکارسازی دینامیک سامانههای زیستی مفید است. انتخاب صفحهی قطع مناسب، مرحلهای تعیینکننده در تحلیل دادهها است. اغلب پیدا کردن محل مناسب برای صفحه قطع به تنظیم پارامترهای مختلفی نیازمند است. اگر هندسهی صفحه پوانکاره اطلاعات وابسته به قبض و بسط پدیده را برداشت کند، حالتهای سیستم بهتر تفکیک میشوند. ازاینرو در این مطالعه به بررسی تأثیر درجهی صفحه و محل مقطع در تشخیص حمله صرعی از وضعیت طبیعی پرداخته میشود تا درنهایت معادلهی مقطع بهینه که به حداقل شدن خطای طبقهبندی منجر میشود، تعیین گردد. پس از بازسازی فضای فاز قطعههای EEG در سه بعد، برای400 حالت مختلف درجه مقطع، قطع بر رویدادها انجام شد. سپس ویژگیهای استخراجشده از مقطع پوانکاره به دستهبندی کنندهی SVM اعمال گردید. در ادامه برای شناسایی رفتار طبقهبندی کننده، همبستگی میان درجهی مقطع و صحت تفکیک سنجیدهشد. خروجی دستهبندی کننده با افزایش درجهی صفحه رفتار مشخصی از خود بروز میدهد. بهاینترتیب که با بالا بردن درجه صفحه در دو راستای مقطع، الگوی افزایشی و سپس کاهشی مشاهده شد. براساس نتایج حاصل، صحت تفکیک معادلهی مقطع بهینه برای m=12 و n=6 برابر با 96.6 درصد است.https://www.ijbme.org/article_17184_1533c05d1dfb07e509bf7393d012ac96.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20089120150321Full Automatic Classification of Suspicious Areas in Breast Thermo Images for Early Cancer Detectionآشکارسازی و دستهبندی تمام خودکار نواحی مشکوک در تصاویر ترموگرام پستان برای تشخیص زودهنگام سرطان71841585610.22041/ijbme.2016.15856FAامیراحسان لشکریدکتری مهندسی پزشکی، پژوهشکده مهندسی برق و فناوری اطلاعات، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران، تهرانفاطمه پاکهمکار طرح، گروه بیوالکتریک، پژوهشکده مهندسی برق و فناوری اطلاعات، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران، تهرانمحمد فیروزمنداستادیار، گروه بیوالکتریک، پژوهشکده مهندسی برق و فناوری اطلاعات، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران، تهرانJournal Article20150915Breast cancer is the most common type of cancer among women. The important key to treat the breast cancer is early detection of it because according to many pathological studies more 80% of all abnormalities are still benign at primary stages; so in recent years, many studies and extensive research done to early detection of breast cancer with higher precision and accuracy. Infra-red breast thermography is an imaging technique based on recording temperature distribution patterns of breast tissue. Compared with breast mammography technique, thermography is more suitable technique because it is noninvasive, non-contact, passive and free ionizing radiation. In this paper, a full automatic high accuracy technique for classification of suspicious areas in thermogram images with the aim of assisting physicians in early detection of breast cancer has been presented. Proposed algorithm consists of four main steps: pre-processing & segmentation, feature extraction, feature selection and classification. At the first step, using full automatic operation, region of interest (ROI) determined and the quality of image improved. Using thresholding and edge detection techniques, both right and left breasts separated from each other. Then relative suspected areas become segmented and image matrix normalized due to the uniqueness of each person's body temperature. At feature extraction stage, 23 features, including statistical, morphological, frequency domain, histogram and Gray Level Co-occurrence Matrix (GLCM) based features are extracted from segmented right and left breast obtained from step 1. To achieve the best features, feature selection methods such as mRMR, SFS, SBS, SFFS, SFBS and GA have been used at step 3. Finally to classify and TH labeling procedures, different classifiers such as AdaBoost, SVM, kNN, NB and PNN are assessed to find the best suitable one. The results obtained on native database showed the best and significant performance of the proposed algorithm in comprise to the similar studies. According to experimental results, mRMR combined with AdaBoost with the maximum accuracy of 92%, and SFFS combined with AdaBoost with a maximum accuracy of 88%, are the best combination of feature selection and classifier for evaluation of the right and left breast images respectively.سرطان پستان رایجترین نوع سرطان در بین زنان است. مطالعات پاتولوژیک نشان داداند که بیش از80% ناهنجاری های پستان در مراحل اولیه خوشخیم هستند، بنابراین مهمترین مسأله در درمان آن تشخیص زودهنگام است. ترموگرافی مادون قرمز پستان یک روش تصویرگیری مبتنی بر ثبت الگوهای توزیع دمایی بافت پستان است و در مقایسه با ماموگرافی پستان به دلیل غیرتهاجمی، غیرتماسی، غیرفعال بودن و عدم استفاده از تابش یونیزان روشی بسیار مناسب درتشخیص زودهنگام سلول های سرطانی است. در این مقاله روشی به منظور آشکارسازی خودکار نواحی مشکوک در تصاویر ترموگرام پستان با هدف کمک رساندن به پزشکان در تشخیص زودهنگام این سرطان ارائه شده است، به نحوی که دقت و صحت را افزایش داده و درصد پذیرش اشتباه را کاهش می دهد. این الگوریتم شامل 4 بخش اصلی پردازش تصویر، استخراج ویژگی، انتخاب ویژگی و طبقهبندی است. در مرحلهی پردازش، ابتدا براساس عملیاتی تمام خودکار، ناحیهی مطلوب تعیین شده، کیفیت تصاویر ارتقاء یافته و سپس پستان راست و چپ از یکدیگر جدا میشوند. سپس درایههای ماتریس تصویر، نرمالسازی شده و نواحی نسبی مشکوک تعیین می شوند. پس از آن و در مرحلهی استخراج ویژگی، ویژگیهای آماری، ویژگیهایی مبتنی بر هیستوگرام، ویژگیهایی مبتنی بر ماتریس هموقوعی (<em>GLCM</em>)، ویژگیهایی بر اساس مورفولوژی نواحی مشکوک و ویژگی هایی در حوزهی فرکانس از هر یک از نواحی بخشبندی شدهی پستان راست و چپ استخراج میشوند. در ادامه برای دستیابی به بهترین ویژگیها، روشهای انتخاب ویژگی نظیر کمترین افزونگی و بیشترین ارتباط (<em>mRMR</em>)، انتخاب متوالی روبه جلو (<em>SFS</em>)، انتخاب متوالی روبه عقب (<em>SBS</em>)، انتخاب متوالی سیال روبه جلو (<em>SFFS</em>)، انتخاب متوالی سیال روبه عقب (<em>SFBS</em>) و الگوریتم ژنتیک (<em>GA</em>) بهکار گرفته میشود. در پایان برای طبقهبندی و تعیین معیار استاندارد برای تحلیل دمای عروقی پستانها (<em>TH</em>)، روشهای مختلف طبقهبندی مانند <em>AdaBoost</em>، ماشینهای بردار پشتیبان (<em>SVM</em>)، نزدیکترین همسایه (<em>KNN</em>)، بیزین ساده (<em>NB</em>) و شبکهی عصبی احتمالی (<em>PNN</em>) مورد ارزیابی قرار گرفتند، تا از مناسب ترین آنها به منظور طبقهبندی ویژگیها استفاده شود. نتایج بهدست آمده روی پایگاه دادهی بومی، بیانگر کارایی قابلتوجه روش پیشنهادی است. با توجه به نتایج، ترکیب <em>mRMR</em> با <em>AdaBoost</em> با بیشینه صحت 92% و ترکیب <em>SFFS</em> با <em>AdaBoost</em> با بیشینه صحت 88%، بهترتیب بهترین ترکیبات بهدست آمده روی تصاویر پستان راست و چپ ارزیابی شدند.https://www.ijbme.org/article_15856_6a71f99abdea3560cdd7188b552f2c6d.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20089120150321Transparent Bilateral Control with On-line Identification of Tissue Parameters for Telesurgery Robotic Systemsکنترل دوجانبهی شفاف با شناسایی پارامترهای مدل ویسکوالاستیک بافت در یک سیستم جراحی رباتیک از راه دور85981465910.22041/ijbme.2016.14659FAمجتبی شریفیدانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانسعید بهزادی پوردانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانحسن سالاریهدانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانفرزام فرهمنداستاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانJournal Article20150807In this paper, a transparent bilateral controller is developed for the control of telesurgery systems that have physical interactions with soft tissue. In this control method, the parameters of a viscoelastic model of the soft tissue are estimated during its interaction with the slave robot using an on-line identification method. These estimated parameters are used inanimpedance control of the master robot which is in contact with the surgeon. Also, the slave robot tracks the master robot position using a tracking controller. Accordingly, it is shown that the transparency of the teleoperation system is obtained by estimating and realizing the dynamic parameters of the tissue for the master robot and providing the position tracking performance for the slave robot. The stability, and the position and force tracking performances are proved using the Lyapunov theorem. Moreover, the effectiveness of the proposed transparent bilateral controller is investigated by simulations performed on a piece of beef (as the soft tissue) using a two DOF robot with nonlinear dynamics. The proposed control strategy can be used in telesurgery, telesonography and telerehabilitation systems in which the robot interacts with soft tissues.در این پژوهش به منظور کنترل سیستمهای جراحی رباتیک ِعملیات از راه دور، یک روش کنترل امپدانس دوجانبهی تطبیقی غیرخطی به همراه شناسایی بلادرنگ پارامترهای مدل بافت نرم ارائه شدهاست. از یک مدل ویسکوالستیک خطی با یک جرم (اینرسی) اضافه در مدلسازی دینامیکی بافت که ِدر تعامل با ربات است، استفاده شدهاست. یکی از اهداف این کنترلر یا کنترلگر دوجانبهی تطبیقی، تنظیم امپدانس عملگر نهایی ربات راهبر بر اساس پارامترهای امپدانسی بافت نرم، که بلادرنگ در سمت ربات پیرو شناسایی میشود، است. هدف دیگر، تعقیب مسیر ربات راهبر توسط ربات پیرو است. اثبات پایداری سیستم عملیات از راه دور به همراه اثبات عملکردهای تعقیب مسیر و تعقیب نیرو، با درنظر گرفتن کنترلر دوجانبه و استفاده از تئوری لیاپانوف انجام شدهاست. روش کنترلی مطرحشده میتواند سیستمهای عملیات از راه دور (مانند سیستمهای جراحی ، توانبخشی و یا سونوگرافی از راه دور) که با بافت نرم در تعامل هستند، را به صورت دوجانبه کنترل نماید. با استفاده از شبیهسازی بر روی یک ربات دو درجهی آزادی با دینامیک غیرخطی، عملکرد کنترلر ارائهشده در تعقیب نیرو، تعقیب موقعیت و نیز شناسایی پارامترهای بافت نرم بررسی شدهاست.https://www.ijbme.org/article_14659_0b95157115011dde38110cf37e22f73b.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20089120150321Altered Connectivity of Task Related Functional Networks in Healthy Agingبررسی تاثیر روند پیری بر تغییرات ارتباطات شبکههای کارکردی در افراد بزرگسال سالم991111929410.22041/ijbme.2015.19294FAسمیه ملکی بالاجودانشجوی دکتری مهندسی پزشکی، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهرانداوود آسمانیاستادیار، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهرانحمید سلطانیان زادهاستاد، ﻗﻄﺐ ﻋﻠﻤﻲ ﻛﻨﺘﺮل و ﭘﺮدازش ﻫﻮﺷﻤﻨﺪ، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران، تهران - استاد، پژوهشکده علوم شناختی، مرکز تحقیقات فیزیک نظری و ریاضیات، تهران - استاد، موسسه پزشکی فورد آمریکا، دیترویت، میشیگان، ایالات متحده آمریکاJournal Article20151101Although the cognitive deficits due to age-related brain differences have been largely analyzed, the altered connectivity of task related functional networks in aging requires more studies. As the brain of old adults experience some alterations in task performance during cognitive challenges, the related effects on connectivity of functional networks are here evaluated using event-related functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI). The fMRI data have been acquired for simple visual and motor tasks. For each subject, several Functional Connectivity (FC) networks including, motor, visual and the default mode networks are firstly calculated using a conventional voxel-wise correlation analysis with predefined region of interest. Then, the strength of functional connectivity is assessed and compared for different age groups. The current study has evaluated three hypotheses on FC of aging brain: the frontal regions involved with motor network try to compensate for declines in the posterior regions, default-mode network is less suppressed and, the posterior regions involved with visual network exhibit less connectivity. The first two hypotheses are accepted by analysis results but visual network behaves differently. Also, results show that the task related functional connectivity is considerably altered in old adults compared to young adults. Old adults demonstrate higher connectivity strength on average with a slightly smaller variance than young adults.اگرچه بررسیهای گستردهایی در زمینهی نقش تغییرات بافت مغزی ناشی از افزایش سن در بسیاری از مطالعات انجام شدهاست، با این حال بررسی تاثیر روند پیری بر تغییرات ارتباطات شبکههای کارکردی نیازمند بررسیهای بیشتراست. هنگامیکه مغز یک سری تغییرات را در انجام یک فعالیت شناختی تجربه میکند، تاثیر این تغییرات بر ارتباطات شبکههای کارکردی میتواند توسط مطالعات تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی مورد ارزیابی قرار گیرد. در این مطالعه، ما سعی در بررسی تاثیر روند پیری بر تغییرات ارتباطات سه شبکهی کارکردی مهم شامل شبکهی حرکت، بینایی و شبکهی ناهمبسته با فعالیت در افراد بزرگسال سالم در مقایسه با گروه کنترل داریم. برای این منظور از دادههای تصویربرداری کارکردی مرتبط با یک آزمون سادهی بینایی و حرکتی استفاده میشود. در طی این مطالعه، شبکههای ارتباطات کارکردی مرتبط با حرکت، بینایی و شبکهی ناهمبسته با فعالیت برای هر فرد محاسبه میشود. سپس قدرت ارتباطات کارکردی برای گروههای مختلف سنی مورد ارزیابی و مقایسه قرار میگیرد. این مطالعه سه فرضیه در ارتباط با تاثیر افزایش سن بر تغییرات ارتباطات کارکردی را مورد ارزیابی قرار دادهاست: 1- درگیری نواحی قدامی مغز در شبکهی ارتباط کارکردی مرتبط با حرکت در جبران کاهش فعالیت و ارتباطات عصبی در نواحی خلفی به وقوع میپیوندد. 2- فعالیت و گسترهی ارتباطی شبکهی ناهمبسته با فعالیت کمتر کاهش مییابد. 3- گسترهی ارتباطی در نواحی خلفی مرتبط با شبکهی کارکردی بینایی کاهش مییابد. بنا بر نتایج حاصل از این مطالعه، دو فرضیهی اولی تائید و پذیرفته شدند ولی تغییرات شبکهی ارتباطی کارکردی مرتبط با بینایی متفاوت بودند. همچنین نتایج نشان دادند که شبکههای ارتباطی کارکردی در افراد مسن در مقایسه با جوانان تغییر نموده است. شبکههای ارتباط کارکردی در بزرگسالان بطور متوسط دارای قدرت ارتباطی قویتری نسبت به جوانان میباشد.https://www.ijbme.org/article_19294_ef11a3a609a6c1a7352c144f75319b72.pdf