نشریه‌ی علمی مهندسی پزشکی زیستی

سنتز نقاط کوانتومی هسته/پوسته CdSe/ZnS و بررسی اثربخشی آنها در مرگ سلول های راجی در شرایط آزمایشگاهی

مریم پرویز؛ محمد ربیعی؛ محمدعلی شکرگزار؛ فتح اله مضطرزاده؛ فرزاد یوسفی قره باغی؛ مهدیس شایان؛ محمد رضا تحریری

دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1388، ، صفحه 89-97

چکیده

نقاط کوانتومی (نانوبلورهای نیمه هادی) و سیستم های هسته پوسته تهیه شده از آنها از جمله موادی هستند که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. از میان این دسته از مواد نقاط کوانتومی کادمیم سلناید (CdSe) به تنهایی و یا به همراه پوسته ای از سولفاید روی (ZnS)، به دلیل پایداری نوری، بازدهی لومینسانس بالا و دامنه وسیعی از بازتاب آن هم در محدوده نور ... بیشتر نقاط کوانتومی (نانوبلورهای نیمه هادی) و سیستم های هسته پوسته تهیه شده از آنها از جمله موادی هستند که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. از میان این دسته از مواد نقاط کوانتومی کادمیم سلناید (CdSe) به تنهایی و یا به همراه پوسته ای از سولفاید روی (ZnS)، به دلیل پایداری نوری، بازدهی لومینسانس بالا و دامنه وسیعی از بازتاب آن هم در محدوده نور مرئی، مورد توجه ویژه در برخی کاربردهای مهندسی پزشکی هستند. در این تحقیق نقاط کوانتومی CdSeزیست سازگار و محلول در آب با روشی ساده و ارزان با استفاده از عامل بازدارنده ژلاتین سنتز شده است و سپس پوششی از ZnS به روش رسوبی بر روی آن قرار گرفته است. خواص نوری این نقاط با اندازه گیری میزان فوتولومینسانس ناشی از آنها بررسی شده است و زیست سازگاری آنها تا غلظت 200 mg/mlit با استفاده از تحلیل نتایج آزمون MTT تائید شده است. با قرار دادن گروه های مرکاپتو ساکسینیک اسید بر روی سطح این نقاط علاوه بر افزایش پایداری آنها در محیط آبی، سطح با گروه های کربوکسیلیک عاملدار شده است. این گروه ها در مجاورت گروه های آمینی آنتی بادی CD20، پیوند های آمیدی تشکیل داده است. به منظور بالا بردن بازده فرایند اتصال آنتی بادی ها به سطح نقاط کوانتومی از 1- اتیل-3-[3- دی متیل آمینو پروپیل] کربودی آیماید هیدروکلراید و هیدروکسی سولفوساکسین آیماید استفاده شده است. نتایج آزمون PAGE، افزایش kDal20 در وزن آنتی بادی ها را نشان می دهد که بیانگر کانژوگه شدن این پروتئین ها با نقاط کوانتومی مذکور است. غلظت های مختلف نقاط کوانتومی بیوکانژوگه شده در مجاورت سلول های رده لنفوئیدی B (راجی) قرار داده شده اند و با اعمال تابش در محدوده 400 nm (فرابنفش) در بازه های زمانی مختلف اثر لومینسانس حاصل از این نقاط کوانتومی بر مرگ سلول ها بررسی شده است.

بیوالکترومغناطیس

اثر میدان مغناطیسی ایستا بر درصد سلول‌های زنده و چرخه سلولی در سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسانی

مریم صدری؛ پرویز عبدالمالکی؛ سعید آبرون؛ بهاره بیکی؛ فاضل سامانی

دوره 6، شماره 2 ، شهریور 1391، ، صفحه 91-98

چکیده

سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسان که از بندناف نوزادان جدا و کشت داده شده بودند، به مدت 24 ساعت در معرض میدان مغناطیسی ایستا با شدت 24 میلی‌تسلا قرار گرفتند و درصد سلول‌های زنده و میزان پیشرفت در چرخة سلولی در نمونه‌های تابش دیده با شاهد مقایسه شد. نتایج نشان داد مجاورت با این میدان به مدت 24 ساعت در زمان‌های 36، 48 و60 ساعت پس از اعمال میدان ... بیشتر

تشخیص حالت‌های احساسی مبتنی بر EEG با استفاده از شبکه‌ی یادگیری عمیق

سیده سعیده زاهدی حقیقی؛ سید محمود سخایی؛ محمدرضا دلیری

دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، ، صفحه 95-104

چکیده

یکی از راه‌های ارتباط انسان و کامپیوتر بر پایه‌ی شناخت احساسات است. در این مقاله، مساله‌ی تشخیص احساسات با استفاده از سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، با توجه به خاصیت غیرایستایی EEG، توابع مد ذاتی (IMF) با استفاده از تجزیه‌ی مد تجربی (EMD) استخراج شده و سپس ۳ IMF اول انتخاب شده است. هر IMF با پنجره‌‌ای یک ... بیشتر

پردازش تصاویر پزشکی

یک روش کارآمد برای طبقه‌بندی چندکلاسه‌ی خودکار تصاویر SD-OCT چشم انسان بر پایه‌ی استخراج لایه‌ی RNFL و پیوند IS/OS شبکیه و الگوریتم درخت تصمیم ترکیبی

سینا شامخی

دوره 16، شماره 2 ، شهریور 1401، ، صفحه 95-113

چکیده

بررسی شهودی لایه‌های شبکیه در تصاویر برش‌نگاری همدوسی اپتیکی حوزه‌ی طیف (SD-OCT) یکی از روش‌های اصلی مورد استفاده‌ی پزشکان برای تشخیص بیماری‌های شبکیه است. این روش با چالش‌هایی مانند نویز، پیچیدگی تصاویر و نزدیکی لایه‌ّهای شبکیه مواجه می‌باشد. در سال‌های اخیر تشخیص خودکار بیماری‌های شبکیه‌ی چشم به یکی از موضوعات مهم بالینی در ... بیشتر بررسی شهودی لایه‌های شبکیه در تصاویر برش‌نگاری همدوسی اپتیکی حوزه‌ی طیف (SD-OCT) یکی از روش‌های اصلی مورد استفاده‌ی پزشکان برای تشخیص بیماری‌های شبکیه است. این روش با چالش‌هایی مانند نویز، پیچیدگی تصاویر و نزدیکی لایه‌ّهای شبکیه مواجه می‌باشد. در سال‌های اخیر تشخیص خودکار بیماری‌های شبکیه‌ی چشم به یکی از موضوعات مهم بالینی در حوزه‌ی بینایی کامپیوتر تبدیل شده است. در این تحقیق روشی جدید برای طبقه‌بندی کارآمد چندکلاسه‌ی خودکار تصاویر SD-OCT ارائه شده که متشکل از پنج مرحله‌ی پیش‌پردازش، تشخیص لایه‌ها، استخراج ویژگی‌ها، کاهش بعد، و طبقه‌بندی تصویر است. بررسی شکل لایه‌ی RNFL و پیوند IS/OS به عنوان روشی بالینی در تصمیم‌گیری‌های پزشکان برای تشخیص بیماری‌های شبکیه موثر است. از این رو در این پژوهش با الهام از این روش تشخیص بالینی، لایه‌ی RNFL و پیوند IS/OS توسط روشی جدید مبتنی بر الگوریتم بهبود رگ فرنگی و گرادیان تصویر تشخیص داده شده است. سپس با استخراج و انتخاب انواعی از ویژگی‌های موثر از لایه‌ها، الگوریتمی بر پایه‌ی درخت تصمیم ترکیبی برای طبقه‌بندی تصاویر شبکیه پیشنهاد شده و در قالب یک نرم‌افزار کاربردی در متلب ارائه شده است. روش پیشنهادی روی تصاویر دو پایگاه داده‌ی شناخته شده‌ی دوک و کرمنی ارزیابی شده است. بر اساس ‌نتایج، دقت، حساسیت، اختصاصیت، درستی، نرخ منفی نادرست و معیار F1 روش پیشنهادی در پایگاه داده‌ی دوک به ترتیب برابر با 7/98، 8/98، 4/99، 1/99، 3/1 و 7/98 درصد و در پایگاه کرمنی به ترتیب برابر با 8/96، 7/96، 9/98، 4/98، 2/3 و 7/96 درصد است. نتایج نشان‌دهنده‌ی برتری روش پیشنهادی در مقایسه با سایر روش‌های مقایسه‌ای است. در مجموع به کارگیری ویژگی‌های کارآمد از لایه‌های تاثیرگذار شبکیه و توانمندی روش طبقه‌بندی، موجب ارتقای عمل‌کرد روش پیشنهادی در مقایسه با روش‌های پیچیده‌تر پیشین شده است.

الگوبرداری زیستی / زیست‌تقلیدی

مدل محیط پیوسته برای جریان اکتین _ مایسین

محمدرضا نیک منشی؛ بهار فیروزآبادی؛ محمدسعید سعیدی

دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 97-105

چکیده

ناحیه جلویی سلول تحت عنوان لملیپودیال به دو قسمت ب هنام های لملوم و لملیپودیوم، تقسیم بندی می شود. جریان های داخلی موجود در این ناحیه، نقشی اساسی در حرکات بیرونی سلولی ایفا م یکنند. در واقع، تعداد بسیار زیادی رشته های پروتئینی به نام اکتین در لملوم و لملیپودیوم سلول وجود دارد، که با پلیمرایز شدن در لبه جلویی سلول، موجب پیشروی آن می ... بیشتر ناحیه جلویی سلول تحت عنوان لملیپودیال به دو قسمت ب هنام های لملوم و لملیپودیوم، تقسیم بندی می شود. جریان های داخلی موجود در این ناحیه، نقشی اساسی در حرکات بیرونی سلولی ایفا م یکنند. در واقع، تعداد بسیار زیادی رشته های پروتئینی به نام اکتین در لملوم و لملیپودیوم سلول وجود دارد، که با پلیمرایز شدن در لبه جلویی سلول، موجب پیشروی آن می شوند. رشته های اکتینی توسط نواحی چسبندگی به محیط بیرونی سلول متصل شده و با آن در ارتباط هستند. المان دیگری که با شبکه رشته ای اکتین در ارتباط است، موتور پروتئی نهای مایسین می باشند که در دینامیک این شبکه نقشی اساسی برعهده دارند. در واقع، مایسی نها با اعمال تنش های کششی بر رشت ههای اکتینی آ نها را تحت تأثیر قرار داده و موجب ایجاد جریا نهای عق بروند و جل ورونده شبکه اکتینی در داخل سلول می گردند. در مقاله حاضر، ما مدلی دوبعدی از ناحیه جلویی یک سلول با سرعت بالا، که پوست ماهی را تشکیل داده و هندسه ای بادبزنی شکل دارد (سلول کراتوسیت)، برای بررسی الگوی جریان اکتینی، در نظر گرفت هایم. در این مدل، شبکه اکتینی به عنوان یک سیال نیوتنی فرض شده است. ما همچنین، تأثیر موتور پروتئین های مایسین و سرعت پیشروی سلول را بر جریان اکتین مورد بررسی قرار داده ایم. به طور کلی، نتایج حاضر شامل الگوی جریان اکتین و توزیع مایسین درون سلول متحرک و مشخص نمودن رابطه بین آن ها است. این نتایج، با داده های آزمایشگاهی گزارش شده و نتایج عددی دیگر، کاملاً مطابقت داشته و مورد مقایسه قرار گرفته اند.

سیستم‌های واسط مغز-رایانه

ارائه‌ی یک الگوریتم ترکیبی برای تشخیص تصور حرکت دست چپ و راست با استفاده از تنها دوکانال سیگنال الکتریکی مغز

فاطمه قمی؛ امین مهنام؛ محمدرضا یزدچی

دوره 12، شماره 2 ، شهریور 1397، ، صفحه 97-109

چکیده

در چند دهه‌ی اخیر، رابط مغز-رایانه‌ی مبتنی بر تصور حرکت به صورت گسترده برای کمک به افراد مبتلا به اختلال حرکتی، مورد توجه قرار‌ گرفته است. مزیت این نوع رابط، به عنوان سیستمی درون‌زاد، عدم نیازبه تحریک خارجی و کنترل طبیعی می‌باشد. یکی ‌از مشکلات اصلی در کاربردی‌کردن این سیستم، نیاز به نصب تعداد زیادی الکترود روی سر است که سبب ... بیشتر در چند دهه‌ی اخیر، رابط مغز-رایانه‌ی مبتنی بر تصور حرکت به صورت گسترده برای کمک به افراد مبتلا به اختلال حرکتی، مورد توجه قرار‌ گرفته است. مزیت این نوع رابط، به عنوان سیستمی درون‌زاد، عدم نیازبه تحریک خارجی و کنترل طبیعی می‌باشد. یکی ‌از مشکلات اصلی در کاربردی‌کردن این سیستم، نیاز به نصب تعداد زیادی الکترود روی سر است که سبب افزایش هزینه‌ی تجهیزات، افزایش حجم محاسبات و هم‌چنین دشوارتر شدن استفاده از آن برای کاربر، به دلیل زمان‌بر بودن نصب الکترودها، می‌شود. تحقیقات اخیر، در جهت کاهش تعداد الکترودهای مورد نیاز با حفظ کارایی سیستم بوده است. هدف از این پژوهش، بررسی ویژگی‌ها و انتخاب ترکیبی مناسب برای تشخیص تصور حرکت با استفاده از تنها دو کانال (C3و C4) برای ثبت سیگنال مغز بوده است. به این منظور، از روش توان باند، پارامترهای حوزه‌ی زمان و مدل خودبازگشتی تطبیقی، به عنوان ویژگی و از روش شناخته شده و ساده‌ی آنالیز افتراقی خطی جهت طبقه‌بندی استفاده شد. نتایج نشان داد که ویژگی‌هایتوان باند، بیش‌ترین سازگاری و اثربخشی را برای تفکیک دقیق وظایفتصور حرکتی چپ و راست دارند. هم‌چنین، الگوریتم پیشنهادی به صورت ترکیب ویژگی توان باندبا پارامترهای حوزه‌ی زمان ومدل خودبازگشتی تطبیقی، سبب بهبود عمل‌کرد طبقه‌بندی گردید. نتایج روی داده‌های سومین دوره‌ی مسابقات رابط مغز-رایانه توانست جایگاه دوم را بین رقابت‌کنندگان اصلی مسابقه، با بیشینه‌ی STMIبرابر 2582/0 به دست آورد. در پردازش نابرخط، وظایفتصور حرکتی دستچپ و راست با صحت متوسط برابر با 85 درصد و کاپای 70 درصد تشخیص داده شد، هم‌چنین نتایج بیان‌گر انتقال اطلاعات خروجی گسسته‌ی 39/0 و پیوسته‌ی 45/0 و سطح زیرمنحنی عملیاتی دریافت‌کننده‌ی 91/0 بود. نتایج این مقاله نشان می‌دهد که ویژگی‌های جدید، به طور برجسته در هنگام استفاده از ترکیب هر سه دسته‌ی ویژگی، به بهبود عمل‌کرد طبقه‎‌بندی سیستم واسط مغز-رایانه‌ی دو کاناله منجر می‌شود و در ضمن، الگوریتم پیشنهادی برای افراد جدید نیز کارایی قابل مقایسه‌ای را ارائه کرده است.

مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی

مدل اتوماتای سلولی ترکیبی چند‌مقیاسة رشد تومور بدون رگ: اثر مواد غذایی و اسیدیته بر رشد تومور

فاطمه پورحسن زاده؛ سید حجت سبزپوشان؛ علی محمد علیزاده؛ ابراهیم عصمتی

دوره 10، شماره 2 ، شهریور 1395، ، صفحه 99-112

چکیده

سرطان پس از بیماری‌های قلبی و تصادفات، سومین عامل اصلی مرگ در ایران است. مدل‌های ریاضی و محاسباتی، کمک بزرگی به مطالعة پدیده‌های مرتبط با رشد سرطان میکنند. این مدلها، حتی می توانند به بهبود درمان‌های فعلی و معرفی روش‌های درمانی جدید، منجر شوند. در این مقاله، با استفاده از مفهوم اتوماتای سلولی و با تکیه بر اثر ریزمحیط اطراف ... بیشتر سرطان پس از بیماری‌های قلبی و تصادفات، سومین عامل اصلی مرگ در ایران است. مدل‌های ریاضی و محاسباتی، کمک بزرگی به مطالعة پدیده‌های مرتبط با رشد سرطان میکنند. این مدلها، حتی می توانند به بهبود درمان‌های فعلی و معرفی روش‌های درمانی جدید، منجر شوند. در این مقاله، با استفاده از مفهوم اتوماتای سلولی و با تکیه بر اثر ریزمحیط اطراف تومور، مدلی چند‌مقیاسه از رشد سرطان معرفی شد. دو شبکة مربعی مجزا، شامل شبکة متابولیک و شبکة سلولی، در‌نظر‌گرفته شد. شبکة سلولی دارای چهار حالت سلولی سرطانی تکثیر‌شونده، سرطانی غیر‌تکثیر‌شونده، نکروتیک و سلول سالم میباشد. تغییر حالت سلول‌ها و رشد تومور، در این شبکه انجام می‌شود. تولید، مصرف و انتشار مواد غذایی، شامل اکسیژن، گلوکز و مواد زائد، شامل اسید لاکتیک، در شبکة متابولیک انجام می‌شود. در این تحقیق، قوانین تغییر حالات هر سلول با استفاده از مدلی تصادفی و بر‌مبنای سطح غلظت مواد غذایی و زائد، تعیین شده است. در این مقاله، علاوه‌بر نمایش گرافیکی دو‌بعدی رشد تومور، پارامترهای کسر رشد و کسر نکروتیک، به‌عنوان خروجی‌های مدل، در‌نظر‌گرفته شده‌اند. تغییرات سطح مواد غذایی و زائد در شبکة متابولیک و اثر اسیدیتة محیط بر رشد تومور، در این مقاله گزارش شده است. مدل پیشنهادی در این مقاله، با استفاده از دادههای تجربی in vivoاعتبار‌سنجی شده است. نتایج، حاکی از توانایی مدل برای شبیه‌سازی رشد تومور در شرایط خواسته‌شده میباشد.

الگوبرداری زیستی / زیست‌تقلیدی

ارزیابی پارامترهای بیومکانیکی ریزسوزن‌های پزشکی با طراحی زیست‌الهام در تعامل با پوست با استفاده از روش المان محدود

یاسمن امیری؛ بهمن وحیدی

دوره 15، شماره 2 ، شهریور 1400، ، صفحه 99-110

چکیده

ریزسوزن‌ها نوعی سوزن با ابعاد میکرونی بوده که پس از تحویل دارویی از طریق دهانی و تزریقی سومین سیستم تحویل پرکاربرد هستند. با توجه به هزینه‌ی بالای ساخت ریزسوزن، شبیه‌سازی عددی نفوذ ریزسوزن در پوست می‌تواند برای بررسی استحکام ریزسوزن و هم‌چنین اثر آن روی پوست در حین نفوذ مفید باشد. در این پژوهش نفوذ ریزسون‌های زیست‌الهام بر اساس ... بیشتر ریزسوزن‌ها نوعی سوزن با ابعاد میکرونی بوده که پس از تحویل دارویی از طریق دهانی و تزریقی سومین سیستم تحویل پرکاربرد هستند. با توجه به هزینه‌ی بالای ساخت ریزسوزن، شبیه‌سازی عددی نفوذ ریزسوزن در پوست می‌تواند برای بررسی استحکام ریزسوزن و هم‌چنین اثر آن روی پوست در حین نفوذ مفید باشد. در این پژوهش نفوذ ریزسون‌های زیست‌الهام بر اساس نیش زنبور عسل در پوست با استفاده از المان‌های کوهسیو در حالت سه‌بعدی در نرم‌افزار آباکوس شبیه‌سازی شده است. هم‌چنین مدل پوست بر اساس داده‌های آزمایشگاهی و بر اساس مدل اوگدن انتخاب شده است. ریزسوزن به عنوان جسم صلب در نظر گرفته شده و به آن سرعت ثابت 6/0 میلی‌متربرثانیه اعمال شده است. ریزسوزن دارای بالک با عنوان‌ زیست‌الهام بررسی شده و پارامترهای مهم آن مانند ارتفاع، تیزی و زاویه‌ی بالک ارزیابی شده است. در انتها چند مدل پیشنهادی از ریزسوزن‌ها به همراه شیارهای طولی برای افزایش تمرکز تنش روی پوست و جلوگیری از اصطکاک ارائه شده است. مقایسه‌ی ریزسوزن بالک‌دار طراحی شده با ریزسوزن بدون بالک نشان داده که ریزسوزن بالک‌دار تمرکز تنش بیش‌تری (حدود دو برابر) روی پوست ایجاد کرده اما نیروی نفوذ را به اندازه‌ی 15% کاهش داده که در نتیجه راحت‌تر در پوست نفوذ می‌کند. نتایج حاصل بیان می‌کند که شیارهای طولی کاهشی تا حدود 10% تنش ایجاد شده در پوست را افزایش داده اما تاثیر ناچیزی روی نیروی نفوذ در پوست دارد. نتایج این پژوهش می‌تواند در زمینه‌ی دارورسانی، نمونه‌برداری، جوان‌سازی به وسیله‌ی ریزسوزن و هم‌چنین برای ساخت چسب‌های پزشکی و ریزسوزن‌های مورد استفاده در ثبت سیگنال زیستی مانند الکتروکاردیوگرافی، الکترومایوگرافی و الکتروانسفالوگرافی مفید باشد.

مدل‌سازی سیستم‌های بیولوژیکی

بررسی پدیده هم‌آوایی در وزن‌های شبکه‌های عصبی جلوسو و ارائه روشی جدید برای تشخیص الگوهای هم‌آوایی

حسین بانکی کشکی؛ سیدعلی سیدصالحی

دوره 17، شماره 2 ، شهریور 1402، ، صفحه 100-110

چکیده

هم‌‌آوایی نورونی بعنوان یکی از مهمترین پدیده‌های شناختی مغز انسان، در سال‌های اخیر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. پدیده هم‌آوایی اغلب در مدل‌‌های نورونی گسسته و پیوسته یا سیگنال‌های تجربی ثبت‌شده از مغز مورد بررسی قرار می‌گیرد اما در این پژوهش، بر خلاف پژوهش‌های قبلی، پدیده هم‌آوایی برای نخستین بار در وزن‌های شبکه‌های ... بیشتر

مشاهده مقاله

برهم‌کنش انسان و رایانه

روش تجزیه‌ی حالت تجربی–تحلیل همبستگی متعارف با طبقه‌بند شبکه‌ی عصبی برای بازشناسی فرکانس پتانسیل برانگیختهی بینایی حالت ماندگار

سحر صادقی؛ علی مالکی

دوره 11، شماره 2 ، مرداد 1396، ، صفحه 101-109

چکیده

به‌منظور افزایش تعداد فرکانس‌های تحریک در واسط مغز-کامپیوتر مبتنی بر پتانسیل برانگیخته‌ی بینایی حالت ماندگار، با توجه به محدودیت کاهش گام فرکانسی، ناگزیر به افزایش گستره‌ی فرکانسی می‌باشیم. این موضوع، قرارگیری فرکانس‌های با رابطه‌ی هارمونیک‌ در گستره‌ی فرکانس‌های‌ تحریک و افزایش خطا در بازشناسی فرکانس را در پی خواهد داشت.در ... بیشتر به‌منظور افزایش تعداد فرکانس‌های تحریک در واسط مغز-کامپیوتر مبتنی بر پتانسیل برانگیخته‌ی بینایی حالت ماندگار، با توجه به محدودیت کاهش گام فرکانسی، ناگزیر به افزایش گستره‌ی فرکانسی می‌باشیم. این موضوع، قرارگیری فرکانس‌های با رابطه‌ی هارمونیک‌ در گستره‌ی فرکانس‌های‌ تحریک و افزایش خطا در بازشناسی فرکانس را در پی خواهد داشت.در این مقاله، روشی سه مرحله‌ای، شامل تجزیه‌ی حالت تجربی، تحلیل همبستگی متعارف و طبقه‌بند شبکه‌ی عصبی، ارائه شده است، که می‌تواند مشکل خطای بازشناسی را برای گستره‌ی وسیع فرکانسی که شامل فرکانس‌های با رابطه‌ی هارمونیک هستند را برطرف نماید. بدین منظور، تحریک بینایی در محدوده‌ی 6 تا 16، با گام فرکانسی 5/0 هرتز، با استفاده از جعبه‌ابزار سایکوفیزیکس در متلب ایجاد شد. ثبت سیگنال پتانسیل برانگیخته‌ی بینایی حالت ماندگار از ده سوژه و تنها از الکترود Oz صورت گرفت. پس از استخراج توابع حالت ذاتی سیگنال توسط تجزیه‌ی حالت تجربی و بازسازی سیگنال‌های ترکیبی، تحلیل همبستگی متعارف اعمال گردید. دو ویژگی شامل فرکانس بازشناسی شده و مقدار همبستگی در این فرکانس، استخراج و به طبقه‌بند شبکه‌ی عصبی داده شد.میانگین صحت بازشناسی به‌ازای پنجره‌ی زمانی هشت ثانیه‌، برای تحلیل همبستگی متعارف (1N=)، %78 و برای تحلیل همبستگی متعارف (2N=)، %74 بود که با روش پیشنهادی، به ترتیب به %82 و %77 افزایش یافت. N تعداد هارمونیک‌ها در ایجاد سیگنال مرجع روش تحلیل همبستگی متعارف را نشان می‌دهد.به‌طور متناظر، به‌ازای پنجره‌ی زمانی چهار ثانیه‌ برای حالت 1N=، صحت از%78 به %83 و برای حالت 2N= از %78 به %80 افزایش یافت. روش پیشنهادی توانسته است برای گستره‌ی وسیع فرکانسی، صحت بازشناسی فرکانس را نسبت به روش تحلیل همبستگی متعارف استاندارد بهبود بخشد. بر این اساس، امکان افزایش تعداد گزینه‌های فرکانسی با وسیع‌تر نمودن گستره‌ی فرکانس تحریک و درنتیجه افزایش نرخ انتقال اطلاعات فراهم می‌گردد.

مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی

مدل سه بعدی برای کفی کفش بیماران دیابتی و بررسی نقش ماده سیلیکون ژل در تحلیل تنش و کرنش به روش اجزای محدود

زهره بارانی؛ محمد حق‌پناهی؛ حمیدرضا کاتوزیان؛ حسن سعیدی

دوره -1، شماره 2 ، بهمن 1383، ، صفحه 111-116

چکیده

یکی از عوارض مهم و شایع در بیماری دیابت، زخم کف پای این افراد است که در اثر توزیع نامناسب فشار در کف پا اتفاق افتاده و در نهایت منجر به قطع پای بیماران می گردد. ب طور کلی، تحقیقات صورت گرفته در زمینه کفی های طبی در سطح یک مدلسازی دو بعدی و در قسمت محدودی از کفی بوده است. این مدل ها برای برسی توزیع تنش در کل کفی کافی نبوده و نیاز به یک مدل ... بیشتر

پردازش تصاویر پزشکی

بررسی اطلاعات ناحیه‌ی هسته‌ی تومور و پری‌تومورال در تصویربرداری دیفیوژن و پرفیوژن وزنی در بیماران تومور مغزی گلیوما

لیلا عظیمی؛ نادر ریاحی عالم؛ کاووس فیروز نیا؛ حمیدرضا سلیقه راد؛ مجتبی میری؛ منیژه پاکروان؛ انعام اله شاه محمدی

دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، ، صفحه 113-123

چکیده

درین تحقیق، برای ارزیابی دقیق نوع تومور مغزی گلیوما، اختصاصی بودن روشهای دیفیوژن و پرفیوژن وزنی در تصویربرداری تشدید مغناطیسی با دستگاه 3 تسلا مورد بررسی قرار گرفتهاست. تعداد 10 بیمار با درجههای متفاوت تومور مغزی گلیوما (4 بیمار با تومور درجهی بالا، شامل گلیوبلاستوم مولتی فرم و آناپلاستیک آستروسیتوما و 6 بیمار با تومور درجهی ... بیشتر درین تحقیق، برای ارزیابی دقیق نوع تومور مغزی گلیوما، اختصاصی بودن روشهای دیفیوژن و پرفیوژن وزنی در تصویربرداری تشدید مغناطیسی با دستگاه 3 تسلا مورد بررسی قرار گرفتهاست. تعداد 10 بیمار با درجههای متفاوت تومور مغزی گلیوما (4 بیمار با تومور درجهی بالا، شامل گلیوبلاستوم مولتی فرم و آناپلاستیک آستروسیتوما و 6 بیمار با تومور درجهی پایین، شامل آستروسیتوما، اولیگودندرو گلیوما و فیبریلاری) بین سنهای 15 تا 65 سال انتخاب شد و با دستگاه 3 تسلا تحت تصویربرداری دیفیوژن (با روش اسپین اکو) و پرفیوژن (با روش گرادیان اکو) ارزیابی شد. آسیبها توسّط اندازهگیری مقادیر حجم نسبی خون مغزی و ضریب دیفیوژن ظاهری تحت برنامهی استاندارد در مرکز و ناحیهی ادم تومور انجام شد. در روش تصویربرداری پرفیوژن برای بیماران با تومور مغزی با درجهی بالا، میانگین مقادیرrCBVmax برای مرکز توموروپری تومورال به ترتیب نتایج (92/0±47/3)، (49/0±37/2) و برای بیماران با تومور مغزی با درجهی پایین، (68/0±66/1)، (39/0±15/1) حاصل شد. بیشترین مقدار حجم نسبی خون مغزی در تومور گلیوبلاستوم مولتی فرم گزارش شد. در روش تصویربرداری دیفیوژن در تومورهای با درجهی بالا، مقادیر میانگین ضریب دیفیوژن ظاهری در مرکز و پریتومورال به ترتیب نتایج (07/0±53/0)، (18/0±91/0) و در تومور با درجهی پایین، (27/0±24/1)، (33/0±007/1) حاصل شد. همچنین کمترین مقدار ADC و بیشترین مقدار rCBVmax در ناحیهی مرکز تومور با درجهی بالا به دست آمد و در روش دیفیوژن مقادیر ضریب دیفیوژن ظاهری در ناحیه پریتومورال نسبت به مادهی سفید طرف مقابل کاهش یافت. نتایج نشان میدهد که دو تکنیک به کار رفته درین تحقیق، میتواند به عنوان روشی غیرتهاجمی و قابل دسترس، اطلاعات با ارزشی را از نوع تومور، اندازهی تومور و میزان آسیب تومور به بافتهای مجاور فراهم کند.

پردازش تصاویر پزشکی

یک چارچوب پیشنهادی برای تشخیص هویت بر اساس خط محیطی دندان‏ها

فریبرز محمودی؛ فرایین آیینی

دوره 9، شماره 2 ، مرداد 1394، ، صفحه 113-131

چکیده

با توجه به مقاوم بودن، منحصربه‌فردمنحصربه‌فرد بودن و در دسترس بودن سوابق پزشکی دندان‏ها امروزه شاخه‏ی جدیدی از پژوهش‏ها برای تشخیص هویت افراد بر اساس تصاویر رادیوگرافی دندان‏ها در دست انجام است. این شیوه تشخیص هویت در حوادثی نظیر جنگ، آتش‏سوزی، سونامی و غیره که سایر ویژگی‏های بایومتریک به‌شدتبه‌شدت آسیب می‏بینند ... بیشتر با توجه به مقاوم بودن، منحصربه‌فردمنحصربه‌فرد بودن و در دسترس بودن سوابق پزشکی دندان‏ها امروزه شاخه‏ی جدیدی از پژوهش‏ها برای تشخیص هویت افراد بر اساس تصاویر رادیوگرافی دندان‏ها در دست انجام است. این شیوه تشخیص هویت در حوادثی نظیر جنگ، آتش‏سوزی، سونامی و غیره که سایر ویژگی‏های بایومتریک به‌شدتبه‌شدت آسیب می‏بینند از اهمیت ویژه‏ای برخوردار می‏شود. بدین منظور در این مقاله نیز یک چارچوب کاری برای تشخیص هویت افراد بر اساس ویژگی‏های دندان‏ها پیشنهاد شده است. این چارچوب کاری پیشنهادی شامل دو مرحله است: مرحله اول دسته‏بندی و شماره‏گذاری دندان‌ها و مرحله دوم بازشناسی دندان‏ها. در این پژوهش ویژگی‏های جدیدی برای هر یک از این دو مرحله پیشنهاد شده است: عرض مزیودیستال طوق و طول تاج آناتومیک برای مرحله اول و نمونه‏برداری وزن‏دار از خط محیطی دندان برای مرحله دوم. روش پیشنهادی قادر است مشکلاتی نظیر تشخیص دندان‏های خلفی، دسته‏بندی دندان‏های خلفی، تشخیص تعداد و نوع دندان‏های کشیده شده که در کارهای گذشته نادیده گرفته‌شده و یا با فرض‏های ساده کنار گذاشته شده‏اند را به طرز اصولی‏ و خودکار حل نماید. برای ارزیابی روش‏های پیشنهادی، آزمایشاتی بر روی مجموعه‏ای از تصاویر بایتوینگ، پری‏اپیکال و پانورامیک انجام شده است. نتایج عملی بهبودی 8 درصدی دقت در مرحله دسته‏بندی و شماره‏گذاری و همچنین بهبود 27 درصدی دقت در مرحله نهایی بازشناسی دندان‏ها، در مقایسه با روش‏های پیشین را نشان می‏دهد.

پردازش تصاویر پزشکی

ارزیابی، تحلیل و طراحی یک سیستم آزمایشی کمک تشخیصی کامپیوتری به منظور بررسی تصاویر ماموگرام های دیجیتال در ایران

نادر ریاحی عالم؛ رضا آقایی زاده ظروفی؛ معصومه گیتی؛ آرین دلداری؛ علیرضا احمدیان

دوره 1، شماره 3 ، آذر 1386، ، صفحه 157-165

چکیده

در این تحقیق، ضرورت وجود یک سیستم CAD ماموگرافی و قابلیت های آن مورد بررسی و نرم افزار نمونه ای برای یک سیستم CAD مناسب بیماران بومی ایران ارایه گردیده است. بدین منظور ابتدا تصاویر بیماران توسط یک اسکنر با جداسازی 56 و 112 میکرومتر رقمی شده و سپس توسط نرم افزار نمونه مورد پردازش قرار گرفت. تحلیل و جزییات فنی مربوط به طراحی و پیاده ... بیشتر در این تحقیق، ضرورت وجود یک سیستم CAD ماموگرافی و قابلیت های آن مورد بررسی و نرم افزار نمونه ای برای یک سیستم CAD مناسب بیماران بومی ایران ارایه گردیده است. بدین منظور ابتدا تصاویر بیماران توسط یک اسکنر با جداسازی 56 و 112 میکرومتر رقمی شده و سپس توسط نرم افزار نمونه مورد پردازش قرار گرفت. تحلیل و جزییات فنی مربوط به طراحی و پیاده سازی نرم افزار نمونه شامل چهار قسمت اصلی؛ قابلیت های دسترسی به اطلاعات مربوط به بیماران که در گزارش های ماموگرافی در ایران مرسوم است؛ قابلیت های نمایش نرم افزار از قبیل نمایش چهار تصویر یک ماموگرام از چهار وجه پستان (RCC, RMLO, LCC, LMLO) در یک صفحه، مشخص نمودن ناحیه پستان از سایر قسمت های تصویر با حذف زمینه؛ قابلیت های پیش پردازش نرم افزار از قبیل آستانه بندی تصاویر با امکان تغییر سطح آستانه، تعیین هیستوگرام تصاویر؛ استفاده از قسمت کمک تشخیصی خودکار نرم افزار CAD شامل الگوریتم پردازشی جداسازی میکروکلسیفیکاسیون های مشکوک بوسیله کاربرد منطق فازی و ویولت. با استفاده از سیستم CAD ماموگرافی ارایه شده، جمع آوری، سازماندهی و دسترسی به اطلاعات و تصاویر بیماران به سهولت امکان پذیر گردیده است. بدینوسیله با استفاده از بانک اطلاعاتی حساسیت و ویژگی الگوریتم آشکارسازی قابل ارزیابی خواهد بود.

نانوبیومتریال

تهیه نانو کامپوزیت‌های شیشة زیست فعال تخریب‌پذیر و قابل تزریق و بررسی ویژگی‌های آنها

شکوفه برهان؛ سعید حصارکی

دوره 6، شماره 3 ، آذر 1391، ، صفحه 163-168

چکیده

امروزه شیشه‌های زیست فعال با ترکیبات مختلف برای ترمیم نقیصه‌های استخوانی کاربردهای وسیعی یافته‌اند. بیومواد تزریق پذیر در مواردی که جراحی باز با مشکلات فراوانی همراه باشد و یا محل آسیب به آسانی در دسترس نباشد، مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این پژوهش نانو پودر شیشه زیست فعال به روش سل- ژل اسید و باز تهیه شد و به عنوان فاز جامد خمیرهای ... بیشتر امروزه شیشه‌های زیست فعال با ترکیبات مختلف برای ترمیم نقیصه‌های استخوانی کاربردهای وسیعی یافته‌اند. بیومواد تزریق پذیر در مواردی که جراحی باز با مشکلات فراوانی همراه باشد و یا محل آسیب به آسانی در دسترس نباشد، مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این پژوهش نانو پودر شیشه زیست فعال به روش سل- ژل اسید و باز تهیه شد و به عنوان فاز جامد خمیرهای تزریق‌پذیر غیر قابل گیرش مورد استفاده قرار گرفت. ویژگی‌های پودر تهیه شده نیز با روش های مختلف بررسی شد. برای تهیه نانو کامپوزیت‌ها، شیشة زیست فعال با نسبت‌های مختلف محلول‌های هیالورونیک اسید و پلی وینیل الکل مخلوط شد. پایداری خمیرها در برخورد با محیط فیزیولوژیک بدن، به صورت کیفی مشاهده شد. رفتار رئولوژیک خمیرها در دو مد چرخشی و نوسانی بررسی شد. نتایج نشان دادند که اندازه ذرات پودر شیشه nm 30-20 است و این نانوکامپوزیت‌ها رفتار غیر نیوتنی shear thinningدارند. با افزودن پلی وینیل الکل پایداری خمیرها بیشتر شده، مساحت حلقة هیسترزیس افزایش می‌یابد. آزمون‌های رئولوژی نوسانی مشخص کردند خمیرها رفتار ویسکوالاستیک داشته؛ ولی قسمت الاستیک آن غالب‌تر است. به طور کلی می‌توان از این بیو کامپوزیت به عنوان خمیر زیست فعال برای درمان بافت سخت و حتی بافت نرم استفاده کرد.

مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی

ارائه یک روش مقاوم در برابر نشتی به منظور بخش بندی درخت راه های هوایی مبتنی بر بهینه سازی ویژگی های شکل

فرشته یوسفی ریزی؛ علیرضا احمدیان؛ جواد علیرضایی؛ عمادالدین فاطمی‌زاده؛ نادر رضایی

دوره 2، شماره 3 ، آذر 1387، ، صفحه 165-177

چکیده

پیچیدگی ساختار درخت راه هوایی، اثر جزئی حجم بر شاخه های ریز و کنتراست پایین بین بافت های موجود در قفسه سینه، بخش بندی آن را دشوار می سازد. پدیده نشتی به عنوان یکی از بزرگ ترین مشکلات در مسیر بخش بندی تصاویر پزشکی به ویژه در موارد پیچیده ای مانند راه های هوایی است. روش اتصال فازی با بهره گیری همزمان از دو خاصیت اصلی تصاویر یعنی وجود همگونی ... بیشتر پیچیدگی ساختار درخت راه هوایی، اثر جزئی حجم بر شاخه های ریز و کنتراست پایین بین بافت های موجود در قفسه سینه، بخش بندی آن را دشوار می سازد. پدیده نشتی به عنوان یکی از بزرگ ترین مشکلات در مسیر بخش بندی تصاویر پزشکی به ویژه در موارد پیچیده ای مانند راه های هوایی است. روش اتصال فازی با بهره گیری همزمان از دو خاصیت اصلی تصاویر یعنی وجود همگونی در وکسل های متعلق به یک شی و وجود یک ارتباط درهم آمیخته بین آنها، و با در نظر گرفتن خاصیت فازی ذاتی تصاویر پزشکی، الگوریتم کارامدی برای بخش بندی ساختارهای پیچیده مانند راه های هوایی است. در رویکرد جدید اتصال فازی مبتنی بر خوشه یابی فازی FCM، که تحت عنوان FC-FCM به وسیله همین گروه مطرح شده است، ضمن عدم نیاز به تعیین متغیرهای اولیه، فضای جستجو نیز با بهره گیری از تابع عضویت فضایی فازی در فرایند برگشتی رشد هسته اولیه محدود شده است. اما در تعیین شاخه های پس از لایه سوم با نشتی مواجه می شود. امکان تشخیص نشتی فقط پس از رشد آن و فرایند زمان بر تکرار بخش بندی با متغیرهای جدید که روش متداول در رویارویی با پدیده نشتی است، ما را به سمت ارائه یک فرایند بهینه سازی مبتنی بر شکل در بطن الگوریتم اتصال فازی، برای جلوگیری از تشکیل نشتی به عنوان یک شیوه جدید رهنمون شده است. با در نظر گرفتن ساختار استوانه ای شاخه های درخت راه های هوایی تابع هزینه ای که شاخصی از میزان استوانه ای بودن است، معرفی و به کار گرفته شد. شایان ذکر است کمینه کردن آن به قرار گرفتن وکسل ها در نظام استوانه ای منجر گردید. با کاربرد رویکرد جدید اتصال فازی راه های هوایی تا لایه چهارم با دقت 92.92% استخراج شدند. با استفاده از فرایند بهینه سازی در بطن رویکرد جدید اتصال فازی، ضمن ممانعت از تشکیل نشتی، شاخه های درخت راه هوایی تا لایه ششم بخش بندی شد. چنان که نتایج نشان می دهد، الگوریتم پیشنهادی OPT-FC-FCM قادر به تشخیص شاخه ها، چهار برابر بیشتر از روش FC-FCM است. تعداد کل شاخه های بخش بندی شده در روش 65 OPT-FC-FCM شاخه است که نسبت به تعداد کل شاخه های استخراج شده از روش) FC-FCM با 15 شاخه) 4 برابر بیشتر است.

مهندسی توان‌بخشی

مقایسه بیومکانیکی سازوکارهای کنترل وضعیت بین افراد سالم و افراد دچار قطع عضو یکطرفه زیر زانو حین انجام حرکات سریع ارادی بازو

ربابه وطن پرست؛ حسین کریمی؛ فریبا بهرامی؛ رویا نریمانی

دوره 3، شماره 3 ، آذر 1388، ، صفحه 171-178

چکیده

پیش تنظیم وضعیت (APA) برای انجام یک حرکت بدون بر همزدن وضعیت بدن مورد نیاز است. در این مطالعه سازوکارهای کنترل پوسچر هنگام حرکت ارادی سریع بالا آوردن دست ها در افراد دچار قطع عضو زیر زانو مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج به دست آمده با یک گروه سالم مقایسه شده اند. تمرکز این مطالعه بر متغیرهای بیومکانیکی از جمله نیروهای عکس العمل زمین ... بیشتر پیش تنظیم وضعیت (APA) برای انجام یک حرکت بدون بر همزدن وضعیت بدن مورد نیاز است. در این مطالعه سازوکارهای کنترل پوسچر هنگام حرکت ارادی سریع بالا آوردن دست ها در افراد دچار قطع عضو زیر زانو مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج به دست آمده با یک گروه سالم مقایسه شده اند. تمرکز این مطالعه بر متغیرهای بیومکانیکی از جمله نیروهای عکس العمل زمین و جابه جائی های مرکز فشار بوده است. در مطالعه حاضر 6 فرد سالم و 6 فرد قطع عضو زیر زانو شرکت کردند. آزمایش ها با استفاده از صفحه نیرو در سه وضعیت انجام شد؛ یک بار هر دو پا روی صفحه نیرو، یک بار پای راست (دارای پروتز) روی صفحه نیرو و پای چپ (پای سالم) خارج از آن و یک بار پای چپ روی صفحه نیرو و پای راست خارج از آن. طی آزمایش فرد هر دو دست خود را به طور همزمان با حداکثر سرعت بالا می برد. برای حفظ همزمانی حرکت دو دست از فرد درخواست شد که دو سر یک میله سبک را با دو دست نگاه دارد. آزمایش در هر وضعیت ده مرتبه تکرار شد. به طور همزمان از انجام حرکات نیز تصویربرداری شد. از فیلم های ضبط شده برای تعیین زمان شروع حرکت استفاده شده است. هر جا که انحراف مشهود در مولفه های نیروهای عکس العمل زمین و جابه جائی های مرکز فشار قبل از نقطه شروع حرکت روی داد به عنوان شروع فاز پیش تنظیم پوسچر در نظر گرفته شده است. برای افزایش اعتبار آزمایش گروه مورد مطالعه از نظر سن، جنس، دلیل قطع عضو و نوع پروتز همگن بودند. نتایج نشان داد میزان جابه جائی های مرکز فشار در دو جهت داخلی- خارجی و قدامی-خلفی و مولفه عمودی نیروی عکس العمل زمین در وضعیت پای راست روی صفحه نیرو، در افراد قطع عضو زیر زانو بیش از افراد سالم است در سایر موارد تفاوت معناداری بین دو گروه دیده نشد. به نظر می رسد انجام حرکت بازوها، فرد قطع عضو زیر زانو را بیش از فرد سالم در معرض بر هم خوردن تعادل قرار می دهد و این افراد قبل از وقوع آشفتگی وزن خود را به صورت پیش بینی کننده به سمت پای سالم منتقل می کنند و مانع بر هم خوردن تعادل می شوند. می توان نتیجه گرفت نقش پای سالم در افراد دچار قطع عضو زیر زانو افزایش یافته است و در برنامه های توانبخشی این افراد علاوه بر تقویت عضلات سمت دچار قطع عضو باید به تقویت عضلات پای سالم نیز پرداخته شود.

تشخیص خودکار هویت انسان بر اساس ویژگی دندان‏های خلفی و قدامی

فرایین آیینی؛ علیرضا غنودی؛ راشین آیینی

دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، ، صفحه 173-187

چکیده

دندان‏پزشکی قانونی، شاخه‏ای از پزشکی قانونی است که به تشخیص هویت انسان بر اساس ویژگی‏های دندان می‏پردازد. در این مقاله، سیستم خودکار تشخیص هویت انسان بر اساس ویژگی‏های دندان ارائه ‏شده است. هدف از این سیستم، شناسایی منطبق‏ترین تصاویر رادیوگرافی پایگاه داده با تصویر پرس‏وجوی پس از مرگ فرد مورد نظر می‌باشد. چارچوب ‏کاری ... بیشتر دندان‏پزشکی قانونی، شاخه‏ای از پزشکی قانونی است که به تشخیص هویت انسان بر اساس ویژگی‏های دندان می‏پردازد. در این مقاله، سیستم خودکار تشخیص هویت انسان بر اساس ویژگی‏های دندان ارائه ‏شده است. هدف از این سیستم، شناسایی منطبق‏ترین تصاویر رادیوگرافی پایگاه داده با تصویر پرس‏وجوی پس از مرگ فرد مورد نظر می‌باشد. چارچوب ‏کاری پیشنهاد شده، شامل دو مرحله‌ی اصلی است، که مرحله‏ی اول، مربوط به دسته‏بندی و شماره‏گذاری دندان‏ها و مرحله‏ی دوم، مربوط به بازشناسی دندان‏ها می‌باشد. در این پژوهش، ویژگی‏های جدیدی برای هر مرحله پیشنهاد شده است که از آن جمله می‌توان به روابط جدید میان عرض مزیودسیتال طوق و طول تاج آناتومیک برای مرحله‏ی اول و بردار ویژگی مبتنی بر فاصله‏ی ژئودزیک بین نقاط مهم خط محیطی دندان برای مرحله‏ی دوم اشاره کرد. روش پیشنهادی قادر است مشکلاتی نظیر تشخیص دندان‏های خلفی و قدامی، دسته‏بندی دندان‏های خلفی و قدامی، و تشخیص تعداد و نوع دندان‏های کشیده شده، که در کارهای گذشته نادیده گرفته شده و یا با فرض‏های ساده کنار گذاشته شده‏اند را به طور اصولی‏ و خودکار حل نماید. برای ارزیابی روش‏های پیشنهادی، آزمایش‌هایی روی مجموعه‌ی تصاویر بایتوینگ و پری‌اپیکال انجام شده است. نتایج عملی، بهبود کارایی دسته‏بندی دندان‏ها را که ناشی از بازشناسی دندان‏های قدامی است و نیز افزایش 12درصدی در طبقه‏ی اول بازشناسی دندان در مقایسه با روش‏های پیشین را نشان می‏دهند.

کنترل حرکت انسان

بررسی زوال سیستم کنترل وضعیت با استفاده از مدل آونگ واژگون با کنترل‌کننده تناسبی انتگرال‌گیر-مشتق‌گیر و بازخورد تأخیری

حامد قماشچی؛ علی استکی؛ علی مطیع نصرآبادی؛ فریدون نوشیروان راحت‌آباد

دوره 4، شماره 3 ، آذر 1389، ، صفحه 177-185

چکیده

در این مطالعه از یک مدل ساده آونگ واژگون با کنترل‌کننده تناسبی-انتگرال‌گیر- مشتق‌گیر دارای بازخورد تأخیری برای مدلسازی سیستم کنترل وضعیت و شبیه‌سازی الگوهای نوسان‌های وضعیتی بهره گرفته شده است. هدف این بوده تا به جای استفاده از شاخص‌های متداول ارزیابی نوسان‌های وضعیتی که عمدتاً تعاریفی کیفی از سیستم کنترل وضعیت ارائه می‌دهند، ... بیشتر

بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی

مدلسازی رشد سرطان با توجه به تاثیرات سلول های سیستم ایمنی و ماتریکس خارج سلولی در فضای دو بعدی و با بکارگیری اتوماتای سلولی و تئوری بازی ها

سیاوش مزدیسنا؛ امیرهمایون جعفری

دوره 5، شماره 3 ، آذر 1390، ، صفحه 181-192

چکیده

در این مقالهبا در نظر گرفتن مواد غذایی، ماتریکس خارج سلولی و سلول های سیستم ایمنی بعنوان پارامتر های تاثیر گذار در نحوه رشد، گسترش و مورفولوژی بافت سرطانی به بررسی مدلی بر اساس اتوماتای سلولی و تئوری بازی ها در زمینه رشد سرطان پرداخته ایم. اتوماتای سلولی در بررسی مسائل زیستی از اهمیت زیادی برخوردار است و تئوری بازی ها در شناختن تعامل ... بیشتر در این مقالهبا در نظر گرفتن مواد غذایی، ماتریکس خارج سلولی و سلول های سیستم ایمنی بعنوان پارامتر های تاثیر گذار در نحوه رشد، گسترش و مورفولوژی بافت سرطانی به بررسی مدلی بر اساس اتوماتای سلولی و تئوری بازی ها در زمینه رشد سرطان پرداخته ایم. اتوماتای سلولی در بررسی مسائل زیستی از اهمیت زیادی برخوردار است و تئوری بازی ها در شناختن تعامل میان عنصر های تصمیم گیرنده حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق برای بررسی رفتار و گسترش سلول های سرطانی دو مدل را مطرح می نماییم. در مدل اول هدف ما از ارائه مدل بررسی نحوه رشد و گسترش سلول های سرطانی با توجه به مواد غذایی (اکسیژن) موجود در بافت می باشد. در نهایت جهت اعتبارسنجی مدل، نتایج شبیه سازی ها را با نتایج مقالات دیگر مقایسه نموده ایم. در نتایج ملاحظه خواهید نمود که میزان مواد غذایی (اکسیژن) تاثیر قابل ملاحظه ای در تعداد سلول های سرطانی ایجاد شده دارد، ولی این تاثیر در رابطه با تهاجم سلول های سرطانی به مراتب کمتر می باشد. لازم به ذکر می باشد که نتایج مدل پیشنهادی از جواب های خطی فاصله گرفته است که این بیانگر بهبود نتایج مدل می باشد، همان گونه که در نتایج قابل ملاحظه می باشد این مدل قابلیت ایجاد متاستاز را نیز پوشش می دهد. در مدل دوم نحوه عملکرد متقابل سلول های سرطانی و سلول های سیستم ایمنی مورد بررسی قرار گرفته است و برای این منظور از اتوماتای سلولی و تئوری بازی ها استفاده نموده ایم. بر اساس اتوماتای سلولی دو بعدی مدلی ارائه می شود که نحوه عملکرد اتوماتای سلولی توسط تئوری بازیها تعیین می گردد. در واقع قوانین اتوماتای سلولی بر اساس جدول تئوری بازی ها تعیین می شود و هر یک از عناصر سیستم بصورت جداگانه از قابلیت تصمیم گیری برخوردار می باشند.

بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی

ارائه مدلی کمینه با دو متغیر حالت برای پتانسیل عمل سلول بطنی انسان

سید حجت سبزپوشان؛ زهرا دانش پرور

دوره 7، شماره 3 ، آذر 1392، ، صفحه 187-200

چکیده

مطالعة آریتمی‌های قلبی به جلوگیری و درمان یکی از مهمترین عوامل مرگ انسان‌ها کمک می‌‌کند. برای مطالعه آریتمی‌های قلبی نیاز به مدلی از پتانسیل عمل سلولی است که علاوه بر نمایش فعالیت الکتریکی طبیعی سلول، قادر به نمایش رفتارهای غیر طبیعی آن نیز باشد. مدل‌هایی که تاکنون در این زمینه ارائه شده دارای جزئیات و حجم محاسباتی زیادی هستند ... بیشتر مطالعة آریتمی‌های قلبی به جلوگیری و درمان یکی از مهمترین عوامل مرگ انسان‌ها کمک می‌‌کند. برای مطالعه آریتمی‌های قلبی نیاز به مدلی از پتانسیل عمل سلولی است که علاوه بر نمایش فعالیت الکتریکی طبیعی سلول، قادر به نمایش رفتارهای غیر طبیعی آن نیز باشد. مدل‌هایی که تاکنون در این زمینه ارائه شده دارای جزئیات و حجم محاسباتی زیادی هستند و این موضوع سبب کاهش سرعت شبیه‌سازی آنها شده است. در این مقاله مدل کمینه‌‌ای با دو متغیر حالت ارائه شده است. این مدل علاوه بر نمایش خصوصیات طبیعی سلول بطنی مانند تحریک‌پذیری، شکل ظاهری پتانسیل عمل، خاصیت جبران و نمایش اثر محدود کردن جریان‌های غشا، می‌تواند رفتار غیر طبیعی (EAD)را نیز شبیه‌سازی کند. این مدل ساختاری هدایتی (کندوکتانسی) دارد و شامل دو جریان برایند است که یکی نماینده کل جریان‌های ورودی و دیگری نماینده کل جریان‌های خروجی از سلول است. تنظیم پارامترهای مدل، با استفاده از الگوریتم تکرار شونده و معیار کمینه مجموع مربعات خطا انجام شده و گستره‌‌های مستعد پارامترها برای بروز رفتار غیرطبیعی EADبا استفاده از روش‌های تحلیل سیستم‌‌های دینامیکی غیرخطی تعیین شده است. نتایج به دست آمده منطبق با یافته‌های الکتروفیزیولوژیک است. سرعت شبیه‌سازی مدل مذکور در آرایه‌ای تک‌بعدی از ده سلول، در مقایسه با مدل‌‌های الکتروفیزیولوژیک، بین 34 تا 112 بار سریع‌تر تخمین زده شده است.

تحلیل اتصال‌های مغزی برای پیش‌بینی وقوع حمله‌های تشنج صرعی با استفاده از سیگنال‌های الکتروانسفالوگرافی

سعید قدسی؛ هدی محمدزاده؛ حمید آقاجان

دوره 13، شماره 3 ، مهر 1398، ، صفحه 189-207

چکیده

قرار گرفتن در وضعیتهای مختلف ادراکی، شناختی و احساسی با نوعی انتشار اطلاعات از طریق نوسانات نورونهای مغزی همراه است. بررسی این نوسانات و به طور مشخص ارتباطات و تعاملات میان بخشهای مختلف مغز، میتواند اطلاعات مفیدی دربارهی نحوه‌ی واکنش مغز در وضعیتهای مختلف حاصل نماید. ارتباطات بین نواحی مختلف مغز به ... بیشتر قرار گرفتن در وضعیتهای مختلف ادراکی، شناختی و احساسی با نوعی انتشار اطلاعات از طریق نوسانات نورونهای مغزی همراه است. بررسی این نوسانات و به طور مشخص ارتباطات و تعاملات میان بخشهای مختلف مغز، میتواند اطلاعات مفیدی دربارهی نحوه‌ی واکنش مغز در وضعیتهای مختلف حاصل نماید. ارتباطات بین نواحی مختلف مغز به سه دستهی ساختاری، موثر و کارکردی تقسیم‌بندی میشوند. دستهی اول به ارتباط بین نورونهای نواحی مجاور میپردازد، در حالی که دستهی دوم و سوم بر هم‌سانی زمانی بین نوسانات بخشهای نه لزوما مجاور تمرکز دارند. اگر چه سیگنالهای EEG به دلیل دقت مکانی نسبتا پایین، مناسبترین معیار برای سنجش ارتباطات کارکردی و موثر بین بخشهای مختلف مغز نیستند، اما بررسی آماری این سیگنالها میتواند در تشخیص هم‌زمانی بین نوسانات نواحی مختلف مغز کمک قابل توجهی نماید. در این مقاله، چارچوبی نوین برای پیشبینی وقوع تشنج با استفاده از سیگنالهای EEG ارائه شده که از معیار علیت گرنجر در حوزهی فرکانس برای اندازهگیری میزان همزمانی نوسانات سیگنالهای EEG در زمان‌های Inter-ictal و Pre-ictal استفاده میکند. در ادامه، با به کارگیری یک طبقه‌بند Logistic Regression با عبارت تنظیم‌کننده‌ی درجه‌ی اول به تفکیک نمونه‌های استخراج شده از این دو بازه‌ی زمانی از یک‌دیگر پرداخته شده است. در گام آخر، با در نظر گرفتن بازه‌های زمانی متوالی، در صورتی که به تعداد مشخصی بازه‌ی مربوط به Pre-ictal شناخته شود، وقوع تشنج اعلام می‌گردد. شبیه‌سازی‌های انجام شده روی مجموعهی دادهی CHB-MIT به ازای افق پیش‌بینی 10 دقیقه به نرخ حساسیت 03/95% و نرخ پیش‌بینی نادرست 14/0 بر ساعت منتج شده است که نشان دهنده‌ی عمل‌کرد قابل قبول روش پیشنهادی در مقایسه با بهترین نتایج گزارش شده در سایر مقالات می‌باشد.

ایمپلنت / طراحی و ساخت ایمپلنت

ایمپلنت ساقه‌ی مغز تا چه اندازه مشابه اعصاب مسیر شنوایی عمل می‌کند؟ پژوهشی بر اساس مدل‌سازی ویژگی‌های زمانی

احسان محمدی مهموئی؛ رضا لشگری؛ بهروز سلامت

دوره 16، شماره 3 ، آذر 1401، ، صفحه 195-205

چکیده

بدن انسان دارای پنج حس اصلی بینایی، شنوایی، چشایی، بویایی و لامسه بوده که هر یک از این حواس اطلاعات به خصوصی را از محیط پیرامون در اختیار می‌گذارند. نقص عمل‌کرد هر یک از این حواس باعث می‌شود تا نسبت به رفع آن و استفاده از تکنولوژی اقدام گردد. حس شنوایی نیز از این مقوله مستثنی نبوده و تلاشهای متعدد و زیادی در بهبود آن انجام شده ... بیشتر بدن انسان دارای پنج حس اصلی بینایی، شنوایی، چشایی، بویایی و لامسه بوده که هر یک از این حواس اطلاعات به خصوصی را از محیط پیرامون در اختیار می‌گذارند. نقص عمل‌کرد هر یک از این حواس باعث می‌شود تا نسبت به رفع آن و استفاده از تکنولوژی اقدام گردد. حس شنوایی نیز از این مقوله مستثنی نبوده و تلاشهای متعدد و زیادی در بهبود آن انجام شده که منجر به طراحی و ساخت ایمپلنتهای گوناگونی شده است. در این پژوهش با هدف بررسی عمل‌کرد ایمپلنت شنوایی ساقه‌ی مغز (Auditory Midbrain Implant - AMI) به ایجاد دو نوع تحریک آکوستیک و الکتریک در سیستم شنوایی گربه پرداخته شده است. تحریکهای الکتریک حاصل تزریق جریان به بافت توسط AMI و تحریکهای آکوستیک حاصل تولید موج تک-تن در گوش گربه میباشند. پس از انجام تحریک و ثبت پتانسیلهای عمل محیطی از قشر اولیه‌ی شنوایی مغز گربه، ویژگیهای زمانی استخراج شده و نهایتا به مدل‌سازی توسط شبکه‌ی عصبی پرداخته شده است. بعد از ثبت و مقایسه بین دادهها، مشخص شده که AMI در تحریک هسته‌ی کولیکولوس تحتانی موفق عمل کرده است اما این ایمپلنت کاهش تاخیر در زمان تحریک را احتیاج دارد. پس از مدل‌سازی مشخص شده که شبکه‌ی عصبی با مدل غیرخطی همراه با الگوریتم لونبرگ-مارکوارت و 10 نورون در لایه‌ی پنهان بهترین عمل‌کرد را در بین سایر ساختارها با خطایی معادل 009/0 از خود ارائه کرده است. در مقایسه‌ی مدل الکتریک با مدل اعصاب شنوایی، هر دو مدل رفتار مشابهی در برابر تغییرات فرکانس از خود نشان داده اما مدل الکتریک در یک فرکانس ثابت شدت بزرگ‌تری از پاسخ را در خروجی نشان داده است. علاوه بر این موارد، فاصله‌ی زمانی انتقال پیام عصبی از هسته‌ی حلزونی تا کولیکولوس تحتانی، 9 میلیثانیه محاسبه شده است.

بیوانفورماتیک / زیست‌داده‌ورزی

به‌کارگیری شبکه‌های فازی شواهدی به‌عنوان مدل پیش‌آگهی کم‌وزنی نوزاد هنگام تولد

امین جانقربانی؛ محمد حسن مرادی

دوره 10، شماره 3 ، مهر 1395، ، صفحه 197-209

چکیده

نوزادان کم‌وزن در هنگام تولد، نوزادانی با وزن کمتر از 2500 گرم در هنگام تولد هستند. این نوزادان بیشتر از سایر نوزادن، در معرض خطرات مرگ‌و‌میر، ناهنجاری‌های مادرزادی، عقب‌ماندگی‌ ذهنی و سایر اختلالات فیزیکی و عصبی هستند. حدود 5/15% از موالید در سطح دنیا، نوزادان با وزن کم در هنگام تولد هستند و کاهش این میزان از موالید به یک‌سوم مقدار ... بیشتر نوزادان کم‌وزن در هنگام تولد، نوزادانی با وزن کمتر از 2500 گرم در هنگام تولد هستند. این نوزادان بیشتر از سایر نوزادن، در معرض خطرات مرگ‌و‌میر، ناهنجاری‌های مادرزادی، عقب‌ماندگی‌ ذهنی و سایر اختلالات فیزیکی و عصبی هستند. حدود 5/15% از موالید در سطح دنیا، نوزادان با وزن کم در هنگام تولد هستند و کاهش این میزان از موالید به یک‌سوم مقدار فعلی، به‌عنوان یکی از اهداف برنامة یونیسف مطرح شده‌ است. با توجه به موارد ذکر‌شده، پیش‌آگهی تولد این نوزادان، نقش مهمی در پیش‌گیری از وقوع آن دارد. به‌علاوه ، زمینه را برای تصمیم‌گیری‌های بالینی به‌موقع و مؤثر برای حفظ سلامت آنان فراهم می‌آورد. در این پژوهش، از شبکه‌های فازی شواهدی، به‌عنوان مدل پیش‌آگهی تولد نوزادان با وزن کم هنگام تولد، استفاده شد این شبکه‌ها با استفاده از منطق فازی و تئوری شواهد، قابلیت مدیریت وجوه مختلف عدم قطعیت را دارند. نتایج به‌دست‌آمده از به‌کارگیری شبکه‌های فازی شواهدی و سایر مدل‌های پرکاربرد در این زمینه، مانند درخت تصمیم‌گیری، ماشین بردار پشتیبان و مدل بیز ساده و...، روی پایگاه دادة مربوط به سه بیمارستان شهر تهران، نشان داد که شبکة فازی شواهدی با صحت 84.8% ، عملکرد بهتری از سایر مدل‌ها دارد. در رویکردی دیگر، ترکیب نتایج شبکة فازی شواهدی با مدل بیز ساده، به افزایش صحت پیش‌آگهی به 85.2 % منجر شد. علاوه بر این، توانایی این شبکه‌ها در برخورد با داده‌های گمشده، به‌عنوان یکی از چالش‌های رایج در مجموعه داده‌های پزشکی، بررسی شد. شبکة فازی شواهدی، بهترین عملکرد را در مدیریت عدم قطعیت ناشی از جا‌‌نهی داده‌های گمشده در مقایسه با سایر مدل‌ها، از خود نشان داد و عملکرد آن با افزایش متغیرهای گمشده در هر نمونه، با افت کمتری از سایر روش‌ها روبرو شد.

آنالیز حرکت انسان

بررسی قابلیت اطمینان پارامترهای سینماتیکی زانو و نیروی عکس‌العمل پا در افراد با آسیب لیگامان متقاطع قدامی هنگام بالا رفتن از پله

مریم حاجی‌زاده؛ علیرضا هاشمی اسکویی؛ فرزان قالیچی

دوره 11، شماره 3 ، آبان 1396، ، صفحه 201-210

چکیده

پارگی لیگامان صلیبی قدامی، یکی از آسیبهای رایج زانو در افراد جوان به شمار می‌رود. در مورد پیامدهای پارگی این لیگامان در دوران پساآسیب، به مواردی چون لقی زانو، ناپایداری فعال زانو و ابتلا به آرتروز زودرس اشاره شده است. کنترل جابه‌جایی قدامی تیبیا و چرخش محوری تیبیا-فمورال زانو از وظایف اصلی لیگامان متقاطع قدامی میباشد. بنابراین، ... بیشتر پارگی لیگامان صلیبی قدامی، یکی از آسیبهای رایج زانو در افراد جوان به شمار می‌رود. در مورد پیامدهای پارگی این لیگامان در دوران پساآسیب، به مواردی چون لقی زانو، ناپایداری فعال زانو و ابتلا به آرتروز زودرس اشاره شده است. کنترل جابه‌جایی قدامی تیبیا و چرخش محوری تیبیا-فمورال زانو از وظایف اصلی لیگامان متقاطع قدامی میباشد. بنابراین، در غیاب لیگامان قدامی، حفظ پایداری زانو از طریق تغییرات سینماتیکی و به کارگیری مکانیزمهای جبرانی حرکتی در حین انجام فعالیتهای مختلف میسر میشود. هدف از این مطالعه بررسی قابلیت اطمینان و تکرارپذیری درونجلسهای این پارامترها برای آزمونهای تکراری بالارفتن از پله بوده است. برای این منظور، پانزده بیمار با آسیب یکطرفهی لیگامان متقاطع قدامی در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفتند. مارکرهای 10- 8 تایی روی هر عضو از اندام تحتانی این افراد نصب شد، و برای ضبط فعالیت افراد در حین بالارفتن از ساختار پله با چهار گام، از دستگاه آنالیز حرکت 10-دوربینه، بهره گرفته شد. با استفاده از نتایج سینماتیکی و سینتیکی به دست آمده در نقاط کلیدی متناظر، قابلیت اطمینان پارامترهای سینماتیکی و نیروی عکسالعمل زمین، از طریق ضریب همبستگی درونردهای (ICC)، و پارامتر خطای اندازه‌گیری استاندارد (SEM)، محاسبه و ارزیابی شد. نتایج این مطالعه بیان‌گر قابل اطمینان و تکرارپذیر بودن زوایای چرخشی تیبیا-فمورال زانو و نیروی عکسالعمل زمین در افراد با آسیب لیگامان قدامی هنگام بالارفتن از پله می‌باشد. مقادیر قابلیت اطمینان (ICC)، در هر دو پای آسیبدیده و سالم مشابه، و در محدوده‌ی (98/0-59/0) برای پارامترهای سینماتیکی و نیروی عکسالعمل زمین به دست آمد.

دوره 17 (1402)

دوره 16 (1401)

دوره 15 (1400)

دوره 14 (1399)

دوره 13 (1398)

دوره 12 (1397)

دوره 11 (1396)

دوره 10 (1395)

دوره 9 (1394)

دوره 8 (1393)

دوره 7 (1392)

دوره 6 (1391)

دوره 5 (1390)

دوره 4 (1389)

دوره 3 (1388)

دوره 2 (1387)

دوره 1 (1386)

دوره -2 (1384)

دوره -1 (1383)

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده