اولتراسوند در پزشکی / سونوگرافی / اکوگرافی / پژواکنگاری / صوتنگاری
صبا جعفریکیا؛ حمید بهنام؛ مجید وفاییزاده؛ علی حسین ثابت
دوره 15، شماره 3 ، آذر 1400، ، صفحه 187-197
چکیده
بیماریهای قلبی یکی از اصلیترین عوامل به خطر انداختن سلامت و زندگی انسان هستند. از مهمترین بیماریهای قلب، بیماریهای مربوط به دریچههای قلب بوده که در طی سالهای اخیر روندی افزایشی داشته است. تشخیص و درمان درست و به موقع این بیماریها، بهبود کیفیت زندگی و افزایش طول عمر افراد را به دنبال دارد. از این رو محققان همواره به دنبال ...
بیشتر
بیماریهای قلبی یکی از اصلیترین عوامل به خطر انداختن سلامت و زندگی انسان هستند. از مهمترین بیماریهای قلب، بیماریهای مربوط به دریچههای قلب بوده که در طی سالهای اخیر روندی افزایشی داشته است. تشخیص و درمان درست و به موقع این بیماریها، بهبود کیفیت زندگی و افزایش طول عمر افراد را به دنبال دارد. از این رو محققان همواره به دنبال یافتن روشهایی برای بهبود و تسریع روند تشخیص این بیماری بودهاند. تصاویر پزشکی، فعالیت قلب انسان را بررسی و ضبط کرده و از جمله راههای اصلی تشخیص مشکلات قلبی هستند. عموما پردازش این تصاویر پیچیده و زمانبر است، به همین جهت محققان به دنبال پیدا کردن روشهایی برای سادهسازی پردازش این تصاویر هستند. یادگیری منیفلد یکی از روشهای کاهش بعد غیرخطی است که الگوریتمهای مختلفی داشته و میتواند موجب سادهسازی پردازش تصاویر اکوکاردیوگرافی شود. در این پژوهش با کمک یکی از الگوریتمهای یادگیری منیفلد به نام LLE، تصاویر اکوکاردیوگرافی مورد بررسی قرار گرفته و سعی شده است تا با کمک روش یادگیری منیفلد دادههای سالم از دادههای دارای اختلال دریچهی میترال شناسایی شده و ویژگیهای جدا کنندهی سه گروه پاتولوژی دریجهی میترال شامل MVP، MS و III-b استخراج شود. نتایج به دست آمده نشان میدهد که بیش از 80% نمونههای گروه طبیعی از نظر ساختار منیفلد الگویی متفاوت با نمونههای دارای اختلال دارند.
مهندسی پزشکی شناختی
زهرا سلطانیفر؛ حمید بهنام؛ آناهیتا خرمی بنارکی؛ مجتبی خدادادی؛ بهنوش حامدعلی؛ علی گلبازی مهدیپور
دوره 15، شماره 3 ، آذر 1400، ، صفحه 235-246
چکیده
تفاوت الگوی خیرگی چشم در اختلالات طیف اتیسم مشاهده میشود. مطالعات حرکات چشم در افراد دارای اتیسم، نشان دهندهی تفاوت در الگوی خیره شدن به چشم و دهان نسبت به گروههای کنترل است. با این حال یافتهها تا به امروز متناقض بوده و در حالی که مطالعات پیشین در مورد خیره شدن چشم در افراد دارای اتیسم در حال گسترش است، هنوز هم به نظر میرسد ...
بیشتر
تفاوت الگوی خیرگی چشم در اختلالات طیف اتیسم مشاهده میشود. مطالعات حرکات چشم در افراد دارای اتیسم، نشان دهندهی تفاوت در الگوی خیره شدن به چشم و دهان نسبت به گروههای کنترل است. با این حال یافتهها تا به امروز متناقض بوده و در حالی که مطالعات پیشین در مورد خیره شدن چشم در افراد دارای اتیسم در حال گسترش است، هنوز هم به نظر میرسد یافتهها یکپارچگی ندارند. در این مقاله ردیابی چشم در پردازش چهره برای 25 نوجوان دارای اتیسم و 25 نوجوان از گروه کنترل مورد بررسی قرار گرفته است تا هرگونه تمرکز غیرعادی در مناطق صورت بررسی شده و بهترین نتایج در این خصوص به دست آید. تکلیف طراحی شده شامل تصاویری استاندارد از حالات احساسی چهرهی زن و مرد (گردی صورت) در حالت خشم، تعجب، شادی، ناراحتی و خنثی بوده که افراد پس از نگاه کردن به این چهرهها، در حالی که ردیاب چشم اطلاعات مربوطه را ثبت کرده باید حالت احساسی نمایش داده شده را توسط صفحه کلید اختصاصی انتخاب کنند. طبقهبند منتخب Boosted Trees Ensemble توانسته است با استفاده از ویژگیهای مرتبط با مجموع دادههای دریافتی از ردیابی چشم در تقسیمبندی صورت به 8 ناحیه (پیشانی، چشم راست و چپ، گونهی راست و چپ، بینی، دهان و چانه) با دقت 31/83% دو گروه اتیسم و کنترل را از یکدیگر جدا کند. همچنین در بررسی اجزای صورت، چشم چپ، گونهی چپ، گونهی راست و چشم راست، به ترتیب با دقتهای 18/84% ، 85/83%، 73/82% و 25/81% بیشترین تفکیک را با استفاده از طبقهبند خانوادهی Boosted Trees بین دو گروه ایجاد کردهاند. الگوهای غیرطبیعی در خیره شدن چشم میتواند بسیار حائز اهمیت باشد چرا که نشانگر زیستی از وضعیتی است که میتواند برای تشخیص زودهنگام مورد استفاده قرار گیرد. همچنین میتواند راهنمایی برای پژوهشگران باشد تا بر اساس نتایج حاصل از این مقاله، به طراحی بازی شناختی با هدف بهبود تعاملات اجتماعی از طریق تقویت تماس چشمی برای افراد دارای اختلال اتیسم بپردازند.
پردازش تصاویر پزشکی
پریسا گیفانی؛ حمید بهنام؛ مریم شجاعی فرد
دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، ، صفحه 303-313
چکیده
در این تحقیق، با تغییر زاویة دید به مجموعه تصاویر اکوکاردیوگرافی و استفاده از اطلاعات زمانی و مفاهیم نمایش تنک، الگوریتمی کارا برای تحلیل حرکت عمومی بافت قلب در طول یک سیکل قلبی در تصاویر اکوکاردیوگرافی ارائه میشود. در گام اول برای استفاده از اطلاعات زمانی تصاویر اکوکاردیوگرافی، سیگنالهای زمانی گرفتهشده از شدت روشنایی پیکسلها ...
بیشتر
در این تحقیق، با تغییر زاویة دید به مجموعه تصاویر اکوکاردیوگرافی و استفاده از اطلاعات زمانی و مفاهیم نمایش تنک، الگوریتمی کارا برای تحلیل حرکت عمومی بافت قلب در طول یک سیکل قلبی در تصاویر اکوکاردیوگرافی ارائه میشود. در گام اول برای استفاده از اطلاعات زمانی تصاویر اکوکاردیوگرافی، سیگنالهای زمانی گرفتهشده از شدت روشنایی پیکسلها در طول فریمهای متوالی (منحنی تغییرات شدت روشنایی (IVTC)) استخراج میشوند. سپس، برای شناخت ویژگیها، استخراج و تفسیر اطلاعات سیگنالهای زمانی IVTC، نمایش تنک این سیگنالها ارائه شد و دادهها به فضای جدیدی انتقال مییابند. برای این منظور، با تحلیل ساختار و ماهیت سیگنالهای زمانی IVTC، دیکشنری فوق کاملی شامل توابع مختلفی از پایههای سینوسی، کسینوسی و ویولت ها، طراحی شد و ضرایب تنک با استفاده از الگوریتم حسگری فشردة بیزین (BCS) استخراج میشوند. با تجزیه سیگنالهای زمانی به پایههای مختلف توابع موجود در دیکشنری و استخراج ویژگی از سیگنالهای تجزیه شده، به تصاویر کدشدة رنگی دست خواهیم یافت، که معرف حرکت عمومی نواحی مختلف قلبی است. مجموعه دادة مورد بررسی، شامل تصاویر اکوکاردیوگرافی از 21 فرد مختلف در نمای محور کوتاه و نمای چهار حفرهای قلب است. نتایج نشاندهندة عملکرد مناسب روش پیشنهادی در تعیین نواحی سالم و کمحرکت قلب است.
پردازش تصاویر پزشکی
پدارم مسائلی؛ حمید بهنام؛ زهرا علیزاده ثانی؛ احمد شالباف
دوره 7، شماره 3 ، آذر 1392، ، صفحه 237-254
چکیده
بیماری عروق تغذیهکننده قلب (عروق کرونر) عامل بیش از نیمی از مرگهای ناشی از بیماریهای قلبی و عروقی و بزرگترین بیماری کشنده درجهان است. بدیهی است شناسایی اولیه، روشی عالی برای کنترل بیماری این عروق است که با اندازهگیری و امتیازبندی حرکت عمومی و ناحیهای بطن چپ قلب (عادی،کمحرکت و بیحرکت) تشخیص داده میشود. متداولترین روش ...
بیشتر
بیماری عروق تغذیهکننده قلب (عروق کرونر) عامل بیش از نیمی از مرگهای ناشی از بیماریهای قلبی و عروقی و بزرگترین بیماری کشنده درجهان است. بدیهی است شناسایی اولیه، روشی عالی برای کنترل بیماری این عروق است که با اندازهگیری و امتیازبندی حرکت عمومی و ناحیهای بطن چپ قلب (عادی،کمحرکت و بیحرکت) تشخیص داده میشود. متداولترین روش تصویربرداری از قلب به کمک امواج فراصوت است که اکوکاردیوگرافی نامیده میشود. با استفاده از این روش میتوان نمایی دقیق را از دیوارههای قلبی ، دریچهها و ابتدای سرخرگهای بزرگ بدست آورد. به دلیل دوره آموزشی طولانی برای تفسیر این تصاویر، زمانبر بودن و ایجاد خطا در روشهای دستی، نیاز به یک روش تحلیل خودکار بسیار احساس میشود. به منظور دستیابی به این هدف، در این مقاله به محاسبه میدان جابهجایی حرکت قلبی در چرخهای از تصاویر دوبعدی اکوکاردیوگرافی پرداخته شده است. برای انجام این کار فریمی به عنوان مرجع انتخاب شد و سپس تمام تصاویر در یک چرخه با استفاده از معادلهای ریاضی به آن نگاشته شد و با استفاده از آن میدان جابهجایی حرکت قلبی در چرخه تخمین زده شد. ایده اصلی پیدا کردن مدل پارامتری مکانی-زمانی نیمه محلی برای تغییر شکل ایجاد شده در یک چرخه قلبی با تطبیق غیرصلب با استفاده از توابع بی اسپلاین، به عنوان یک مسأله بهینهسازی است که به طور مؤثر تفاوت ناشی از حرکت را با کمینه کردن تفاوت بین فریم جاری و فریم مرجع، تصحیح میکند. دقت تخمین حرکت با استفاده از فاکتور مجموع مربعات تفاضل اندازهگیری شد. از الگوریتم کاهش دهنده گرادیان شیب دار و روش چنددقتی نیز برای بدست آوردن ضرایب در مدل حرکتی استفاده شد. دقت روش مطرح شده با استفاده از یک توالی شبیهسازی شده چرخه قلبی واقع گرایانه با نرم افزار Field IIارزیابی شد. این الگوریتمبرای تحلیل ناحیهای بطن چپ به صورت بالینی به کار برده شد و پارامترهای جابهجایی و مقدار آستانه برای امتیازدهی هر بخش استخراج شد. این الگوریتم تفاوت قابل ملاحظهای را بین بخشی از قلب سالم و قلب دچار بیماری نشان میدهد که نشاندهنده کاربردهای بالینی روش ارائه شده است.
پردازش تصاویر پزشکی
فاطمه باقری؛ حمید بهنام؛ جهانگیر توکلی؛ سیاوش رحیمیان
دوره 5، شماره 2 ، شهریور 1390، ، صفحه 117-125
چکیده
در این بررسی ارزیابی پارامتر غیرخطی بودن (B/A) و پارامتر h ازطریق اندازه گیری دامنه اولین و دومین هارمونیک بازگشتی صورت گرفته است. این روش تغییر یافته روش دامنه معین است که با اندازه گیری های پالس-اکو تطبیق داده شده است. این بررسی به صورت غیر تهاجمی روی بافت نرمال و پخته صورت گرفت. برای B/A نتایج به صورت تصویر و برای h نتایج به صورت ...
بیشتر
در این بررسی ارزیابی پارامتر غیرخطی بودن (B/A) و پارامتر h ازطریق اندازه گیری دامنه اولین و دومین هارمونیک بازگشتی صورت گرفته است. این روش تغییر یافته روش دامنه معین است که با اندازه گیری های پالس-اکو تطبیق داده شده است. این بررسی به صورت غیر تهاجمی روی بافت نرمال و پخته صورت گرفت. برای B/A نتایج به صورت تصویر و برای h نتایج به صورت میانگین مطلق به دست آمد. نتایج نشان داد که این پارامترها قادر به تفکیک بافت نرمال و پخته می باشند. نتایج این بررسی نوید دهنده مفید بودن پارامتر غیرخطی بودن در زمینه کنترل و پایش HIFU است.
پردازش سیگنالهای حیاتی
محمد رشیدی؛ حمید بهنام؛ علی شیخانی؛ محمدرضا محمدی؛ مریم نوروزیان
دوره 4، شماره 3 ، آذر 1389، ، صفحه 187-194
چکیده
در این مقاله، کاربرد تحلیل مؤلفههای مستقل (ICA) برای تشخیص بیماری اوتیسم مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا منابع تولید کننده سیگنالهای EEGبا ICAاستخراج و سپس پردازشهای حوزه زمان و فرکانس بر این مؤلفههای سیگنالی اعمال شدند. سیگنالهای EEGاز 10 کودک مبتلا به اوتیسم و 10 کودک سالم در محدوده سنی 6-11 سال گرفته شده است. نتایج به کمک روش آماری ...
بیشتر
در این مقاله، کاربرد تحلیل مؤلفههای مستقل (ICA) برای تشخیص بیماری اوتیسم مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا منابع تولید کننده سیگنالهای EEGبا ICAاستخراج و سپس پردازشهای حوزه زمان و فرکانس بر این مؤلفههای سیگنالی اعمال شدند. سیگنالهای EEGاز 10 کودک مبتلا به اوتیسم و 10 کودک سالم در محدوده سنی 6-11 سال گرفته شده است. نتایج به کمک روش آماری آزمون تی با هم مقایسه شدهاند. پائینتر بودن سطح همبستگی میان منابع نیمکره چپ مغز به ویژه ناحیه مربوط به کانال 3Cدر افراد مبتلا به اوتیسم نسبت به افراد سالم مشاهده شده است. همچنین میانگین انرژی باند فرکانسی تتا در منابع نیمکره چپ مغز بهخصوص کانالهای 3Cو 3Fبرای افراد مبتلا به اوتیسم نسبت به افراد سالم پائینتر بوده و این معیار در باند فرکانسی گاما بالاتر به دست آمده است.
پردازش تصاویر پزشکی
پریسا گیفانی؛ حمید بهنام؛ زهرا علیزاده ثانی
دوره 4، شماره 2 ، شهریور 1389، ، صفحه 149-160
چکیده
روشهای کاهش بُعد غیرخطی، در دهها خیر بار دیگر مورد توجه محافل علمی قرار گرفتهاند.با تمرکز محققان علم کامپیوتر بر این مسئله، در چند سال اخیر مجموعهای از ابزارها به وجود آمدهاند که کاربردهای آنها در دادهکاوی، پردازش تصویر، طبقهبندی، تحلیل ونمایاندن دادگان رو به افزایش است.در این میان یادگیری منیفلد ابزاری قدرتمند برای ...
بیشتر
روشهای کاهش بُعد غیرخطی، در دهها خیر بار دیگر مورد توجه محافل علمی قرار گرفتهاند.با تمرکز محققان علم کامپیوتر بر این مسئله، در چند سال اخیر مجموعهای از ابزارها به وجود آمدهاند که کاربردهای آنها در دادهکاوی، پردازش تصویر، طبقهبندی، تحلیل ونمایاندن دادگان رو به افزایش است.در این میان یادگیری منیفلد ابزاری قدرتمند برای کاهش بعد غیرخطی دادگان است. پارامترهای ذاتی سیستم که عامل اصلی تمایز دادگان از یکدیگرند با استفاده از این ابزار شناسایی شده و کل مجموعه بر روی منیفلدی که بیانکننده ارتباط واقعی پارامترهاست، قرار میگیرد. بدین ترتیب ارتباط بین دادگان در فضایی با بعد کمتر بیان میشود. یکی از کاربردهای موفق این روشها در تحلیل تصاویر است. با این دیدگاه فرض میشود هر تصویر دادهای در بعد بالا بوده که هر پیکسل یک بعد از فضا را اشغال میکند. درصورتیکه این مجموعه تصاویر از شیئی خاص اخذ شده باشند که براساس پارامترهای کمّی با یکدیگر تفاوت دارند؛ میتوان با استفاده از ابزارهای مناسب یادگیری منیفلد، این مجموعه تصاویر را در فضایی با بعد کمتر به گونهای نگاشت کرد که ارتباط ذاتی پارامترها حفظ شود.در این تحقیق چگونگی بهکارگیری این ابزار برای تحلیل مجموعه تصاویر اکوکاردیوگرافی مورد بررسی قرار میگیرد. از آنجا که تصاویر اکوکاردیوگرافی اخذ شده از یک بیمار براساس پارامترهای کمّی از جمله حرکت تناوبی قلب و نویز متفاوت هستند، با استفاده از الگوریتم مناسب یادگیری منیفلد، مجموعه تصاویر در فضای دوبعدی فرونشانده میشوند و ارتباط بین فریمهای متوالی در فضای جدید تعیین میشود. در این تحقیق با استفاده از دو الگوریتم LLEو ISOMAP، پس از نگاشت چند دوره تناوب تصاویر در فضای دوبعدی، تصاویر مشابه در کنار یکدیگر قرار گرفته و رابطه بین تصاویر بر اساس خاصیت تناوبی ضربان قلب نمایان میشود. نتایج حاکی از ضعف الگوریتم ISOMAPو قدرت الگوریتم LLEدر حفظ ارتباط واقعی تصاویر اکوکاردیوگرافی در فضای دوبعدی است. در نهایت، کاهش نویز تصاویر به صورت میانگینگیری تصاویر مشابه بر روی منیفلد حاصل از الگوریتم LLEبه عنوان یک کاربرد مفید معرفی میشود.
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.