آنالیز حرکت انسان
علی مالکی؛ الهام حسنی
دوره 16، شماره 3 ، آذر 1401، ، صفحه 217-228
چکیده
بیماری پارکینسون یک بیماری تخریب‌کننده عصبی است که باعث اختلالات حرکتی شدیدی از جمله برادی‌کینزی، سفتی و لرزش میشود. هیچ درمانی برای بیماری پارکینسون وجود ندارد و تنها میتوان با علائم آن مقابله کرد. تشخیص بیماری پارکینسون با استفاده از مقیاس جهانی سطح‌بندی MDS-UPDRS صورت می‌گیرد. در این مقیاس، چهار سطح جزئی، خفیف، متوسط و شدید برای ...
بیشتر
بیماری پارکینسون یک بیماری تخریب‌کننده عصبی است که باعث اختلالات حرکتی شدیدی از جمله برادی‌کینزی، سفتی و لرزش میشود. هیچ درمانی برای بیماری پارکینسون وجود ندارد و تنها میتوان با علائم آن مقابله کرد. تشخیص بیماری پارکینسون با استفاده از مقیاس جهانی سطح‌بندی MDS-UPDRS صورت می‌گیرد. در این مقیاس، چهار سطح جزئی، خفیف، متوسط و شدید برای بیماری تعریف میشود که آزمون نواخت انگشتان یکی از موارد مقیاس سطح‌بندی است. نگاشت بازرخداد و ویژگیهای RQA، ابزاری برای توصیف رفتار سامانه‌های آشوبناک و آشکار ساختن الگوهای پنهان در پویایی سامانه می‌باشند. در این مقاله، اثر پیشرفت سطح بیماری پارکینسون بر ویژگیهای آشوبی RQA مورد مطالعه قرار گرفته است. به این منظور، از مجموعه دادگان شتاب‌سنج نصب شده روی دست حین انجام آزمون نواخت انگشت استفاده شده که شامل 67 داده سالم، 54 داده سطح یک، 66 داده سطح دو، 59 داده سطح سه و 14 داده سطح چهار بیماری است. پس از انجام پیش‌پردازش، نگاشت‌های بازرخداد دادگان رسم و ویژگیهای RQA آنها محاسبه شد. الگوهای نگاشت‌های بازرخداد شامل نقاط بازرخداد مجزا، خطوط قطری، خطوط عمودی، مربعهای سیاه رنگ و نوارهای سفید رنگ افقی و عمودی بررسی شدند. طبق نتایج به دست آمده، الگوهای نگاشت‌های بازرخداد دارای تفاوت‌های معناداری در بین سطوح مختلف بیماری پارکینسون بودند. بنابراین میتوان از ویژگیهای RQA برای تعیین خودکار سطح بیماری پارکینسون بهره برد.
بیوالکتریک
الهام دهقان‌پور ده‌عرب؛ پیوند قادریان
دوره 15، شماره 4 ، اسفند 1400، ، صفحه 279-287
چکیده
بیماری پارکینسون یکی از شایعترین انواع زوال مغزی بوده که با اختلالات حرکتی و کاهش مهارتهای اجرایی مانند نوشتن همراه است. راه‌کارهای تشخیصی این بیماری اغلب به کمک روشهای تصویربرداری مغزی انجام شده که پرهزینه بوده و یا به صورت تهاجمی قابل اجرا می‌باشند و همچنین صحت تشخیصی آنها به تجربه و مهارت پزشک وابسته است. از این ...
بیشتر
بیماری پارکینسون یکی از شایعترین انواع زوال مغزی بوده که با اختلالات حرکتی و کاهش مهارتهای اجرایی مانند نوشتن همراه است. راه‌کارهای تشخیصی این بیماری اغلب به کمک روشهای تصویربرداری مغزی انجام شده که پرهزینه بوده و یا به صورت تهاجمی قابل اجرا می‌باشند و همچنین صحت تشخیصی آنها به تجربه و مهارت پزشک وابسته است. از این رو ارائه‌ی یک سیستم تشخیصی خودکار، کمهزینه و در عین حال قابل اعتماد، مورد توجه محققان قرار دارد. در این مطالعه از سیگنال دست‌خط شامل اجزای شناختی و حرکتی-ادراکی، به عنوان یک مشخصه‌ی غیرتهاجمی، کمهزینه و قابل اعتماد در تشخیص اختلالات شناختی و حرکتی حاصل از بیماری پارکینسون استفاده شده است. بدین منظور از الگوریتم پیگیری تطبیقی با رزولوشن زمانی- فرکانسی بالا جهت تجزیهی مشخصههای x-y بهره گرفته شده است. این روش یک نمایش تنک از سیگنال دست‌خط را فراهم آورده و اطلاعات پایهای از تغییرات محلی نوشتار را به کمک تعداد ضرایب کم کمیسازی مینماید. روش پیشنهادی روی یک پایگاه داده با 31 نمونهی سالم و 29 نمونهی پارکینسون، به کمک طبقهبند ماشین بردار پشتیبان مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده، قدرت تشخیصی بالای روش پیشنهادی با صحت تشخیص 90%، حساسیت 59/91% و اختصاصیت 90% را نشان میدهد. همچنین مقایسهی تکالیف نوشتاری مختلف، عملکرد برتر نگارش جمله را در تشخیص پارکینسون به اثبات رسانیده است.
گیسو فتحی؛ پیوند قادریان
دوره 15، شماره 2 ، شهریور 1400، ، صفحه 161-174
چکیده
بیماری پارکینسون یکی از رایجترین بیماریهای پیشروندهی تدریجی است که با تاثیر بر سیستم عصبی مرکزی باعث بروز اختلالات راه رفتن میشود. از آن‌جا که این بیماری قابل‌درمان نیست، تشخیص صحیح و به موقع آن میتواند به آهسته کردن سیر پیشرفت بیماری، کاهش آسیبهای جسمی و ارتقای کیفیت زندگی بیماران کمک شایانی نماید. در این ...
بیشتر
بیماری پارکینسون یکی از رایجترین بیماریهای پیشروندهی تدریجی است که با تاثیر بر سیستم عصبی مرکزی باعث بروز اختلالات راه رفتن میشود. از آن‌جا که این بیماری قابل‌درمان نیست، تشخیص صحیح و به موقع آن میتواند به آهسته کردن سیر پیشرفت بیماری، کاهش آسیبهای جسمی و ارتقای کیفیت زندگی بیماران کمک شایانی نماید. در این راستا توسعهی سیستمهای تشخیصی با عملکرد سریع، کمهزینه و قابل اعتماد حائز اهمیت است. برای حل این مساله در این تحقیق یک روش تشخیصی با استفاده از سیگنال نیروی عکسالعمل عمودی زمین که یک شاخص غیرتهاجمی و مفید از نحوه‌ی کنترل حرکتی فراهم میکند، ارائه شده است. این روش تشخیصی بر اساس تجزیهی تعمیمیافته‌ی مقدار تکین سیگنال و طبقهبندهای k-نزدیکترین همسایگی (KNN) و شبکهی عصبی احتمالی (PNN) است. عملکرد این الگوریتم با استفاده از سیگنال راه رفتن 93 بیمار پارکینسون و 73 فرد سالم مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان میدهد که ویژگی جدید متقارن ارائه شده قادر است بیماری پارکینسون را به کمک روش طبقهبندی k-نزدیکترین همسایگی و شبکهی عصبی احتمالی به ترتیب با صحت 19/96% و 67/95%، حساسیت 02/97% و 35/93% و اختصاصیت 02/95% و 33/97% تشخیص دهد. از سوی دیگر این روش در تشخیص شدت بیماری نیز موفق به ارائه‌ی صحت 23/98% و 51/98%، حساسیت 5/93% و 100% و اختصاصیت 100% و 53/96% برای این دو طبقهبند شده است. صحت بالای نتایج به دست آمده نشان دهنده‌ی قابلیت مناسب روش غیرتهاجمی و کم‌هزینه‌ی ارائه شده در تشخیص بیماری پارکینسون و تفکیک شدت آن است که استفاده از آن را در کاربردهای کلینیکی ممکن میسازد.
مدل‌سازی سیستمهای بیولوژیکی
سیده فاطمه قریشیان؛ محمد پویان
دوره 14، شماره 4 ، بهمن 1399، ، صفحه 321-331
چکیده
بیماری پارکینسون یک اختلال عصبی است که به طور عمده بر نورونهای تولید کنندهی دوپامین تاثیر گذاشته و موجب اختلال در سیستم حرکتی میشود. بارزترین علایم این بیماری شامل لرزش، حرکت آهسته، سفتی و دشواری در راه رفتن است. راه رفتن بیماران پارکینسون با کندی در حرکت همراه است. در این مقاله با استفاده از روشهای ریاضی و کامپیوتری، راه ...
بیشتر
بیماری پارکینسون یک اختلال عصبی است که به طور عمده بر نورونهای تولید کنندهی دوپامین تاثیر گذاشته و موجب اختلال در سیستم حرکتی میشود. بارزترین علایم این بیماری شامل لرزش، حرکت آهسته، سفتی و دشواری در راه رفتن است. راه رفتن بیماران پارکینسون با کندی در حرکت همراه است. در این مقاله با استفاده از روشهای ریاضی و کامپیوتری، راه رفتن بیماران پارکینسون مدل‌سازی شده است. این مدل متشکل از ساختارهای درگیر در بیماری پارکینسون بوده که از مغز شروع شده و تا مفصل زانو ادامه دارد و شامل عقدههای قاعدهای، تالاموس، کورتکس، ناحیه‌ی موتوری تکمیلی (SMA)، عضله و مفصل میباشد. خروجی مدل به صورت سرعت راه رفتن در بیماران پارکینسون بوده و برابر با 83/0 m/s به دست آمده است که در محدودهی گزارش شده توسط نتایج کلینیکی (18/0 – 21/1 m/s) قرار دارد. در این مطالعه روشهایی برای افزایش سرعت راه رفتن در بیماران پارکینسون مورد بررسی قرار گرفته که شامل تحریک عمقی مغز، استفاده از دارو و تقویت عضله است. نتایج نشان میدهد که هر یک از این روشها موجب بهبود سرعت راه رفتن شده است. در واقع با به کارگیری این روشها روی مدل، مقدار خروجی افزایش یافته و به محدودهی سرعت راه رفتن در افراد سالم (30/1 – 36/1 m/s) نزدیک شده است. همچنین اثر سفتی روی سرعت راه رفتن مورد مطالعه قرار گرفته و مشاهده شده است که سفتی عضلانی با سرعت رابطهی عکس دارد. در پایان نیز یک روش کنترلی برای بهبود سرعت پیشنهاد شده که با افزایش پاسخ سیستم حلقه بسته موجب افزایش سرعت راه رفتن شده است.
پردازش گفتار
محمدبهادر نجفی؛ منصور ولی
دوره 14، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 97-107
چکیده
بیماری پارکینسون بعد از آلزایمر به عنوان رایجترین بیماری مخرب سیستم عصبی شناخته میشود. یکی از عوارض شایع این بیماری، به وجود آمدن اختلالات گفتاری است. با توجه به این که تولید گفتار در انسان شامل تولید صوت در اثر ارتعاش تارهای صوتی (بخش آوایی) و سپس عبور آن از فیلتر لوله‌ی صوتی (بخش تلفظی) است، انتظار می‌رود هر کدام از این دو بخش دچار ...
بیشتر
بیماری پارکینسون بعد از آلزایمر به عنوان رایجترین بیماری مخرب سیستم عصبی شناخته میشود. یکی از عوارض شایع این بیماری، به وجود آمدن اختلالات گفتاری است. با توجه به این که تولید گفتار در انسان شامل تولید صوت در اثر ارتعاش تارهای صوتی (بخش آوایی) و سپس عبور آن از فیلتر لوله‌ی صوتی (بخش تلفظی) است، انتظار می‌رود هر کدام از این دو بخش دچار اختلال شوند. در این تحقیق با استفاده از یک روش غیرتهاجمی و به کمک سیگنال گفتار فرد، به تشخیص بیماری پارکینسون پرداخته شده است. بدین منظور از گویش 3 واکه‌ی کشیده‌ی زبان فارسی توسط 48 نفر (27 نفر مبتلا به بیماری پارکینسون و 21 نفر سالم) استفاده شده است تا میزان تخریب دو بخش تلفظی و آوایی ارزیابی شود. از ویژگیهای مرتبط با بخش آوایی تولید گفتار میتوان به جیتر، شیمر، فرکانس گام و طول زمانی باز و بسته شدن پالسهای چاکنایی و از ویژگیهای بخش تلفظی گفتار میتوان به فرمنتهای اول، دوم و سوم، نرخ عبور از صفر، MFCC و LPC اشاره کرد. در این تحقیق، در مجموع 38 دسته‌ی ویژگی استخراج شده و چهار پارامتر آماری میانگین، انحراف معیار، ضریب چولگی و ضریب کشیدگی از روی آنها محاسبه شده است. در ادامه از الگوریتم ژنتیک برای شناسایی ویژگیهای بهینه استفاده شده و شناسایی بیماری پارکینسون با به کارگیری طبقهبندهای SVM، KNN و درخت تصمیم‌گیر انجام شده است. به عنوان شاخصه‌ی اصلی این پژوهش، نتایج مربوط به دو بخش آوایی و تلفظی مورد مقایسه و چالش قرار گرفته است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داده که ویژگیهای آوایی با صحت 2/1±1/96% نسبت به ویژگیهای تلفظی در تشخیص بیماری پارکینسون نقش مفیدتری داشته و همچنین واکه‌ی /او/ با میزان صحت 6/97% بهترین عملکرد را در تشخیص بیماری پارکینسون نسبت به سایر واکهها داشته است.
پردازش تصاویر پزشکی
مهدیه قاسمی
دوره 12، شماره 1 ، خرداد 1397، ، صفحه 51-61
چکیده
بیماری پارکینسون یک بیماری انحطاط عصبی پیش‌رونده است که با علائم بالینی ترمور، سفتی عضلات و کندی حرکت مشخص میشود. تغییرات عملکردی مربوط به درگیری‌های پاتولوژیکی در بیماری پارکینسون، میتواند در شبکهای جهت‌دار از تقابلات بین نواحی مختلف مغز در حالت استراحت، که مغز دارای نوسانات خودبهخودی پایه است، نشان داده شود. در این مقاله ...
بیشتر
بیماری پارکینسون یک بیماری انحطاط عصبی پیش‌رونده است که با علائم بالینی ترمور، سفتی عضلات و کندی حرکت مشخص میشود. تغییرات عملکردی مربوط به درگیری‌های پاتولوژیکی در بیماری پارکینسون، میتواند در شبکهای جهت‌دار از تقابلات بین نواحی مختلف مغز در حالت استراحت، که مغز دارای نوسانات خودبهخودی پایه است، نشان داده شود. در این مقاله برای ایجاد شبکهی جهت‌دار با استفاده از دادگان تصویربرداری تشدید مغناطیسی حالت استراحت (RS-fMRI)، روش تابع انتقال جهت‌دار (DTF) به همراه تئوری گراف در دو زیر باند فرکانسی بالا و پایین به کار رفته و ارتباطات درون‌گروهی و بین گروه سالم و بیمار، بر مبنای آنالیزهای آماری با هم مقایسه شده است. نتایج مقایسهی گروهی شبکهی ارتباطات تاثیری بین افراد سالم و بیماران پارکینسونی که روی دادگان RS-fMRI بیماری پارکینسون انجام شده است، نشان میدهد که در زیر باند فرکانسی پایین در هر دو گروه سالم و بیمار، ارتباطات معنادار بیش‌تری نسبت به زیرباند فرکانسی بالا وجود دارد. شبکه‌های ارتباطی معنادار نشان می‌دهند که ارتباط بین هستههای قاعدهای و نواحی حرکتی در بیماران پارکینسونی دچار اختلال میشود. همچنین برخی نواحی مغز مانند مخچه‌ی چپ دارای بیش‌ترین جریان اطلاعات در شبکهی گراف گروه سالم است که به عنوان ناحیه‌ی اساسی توسط نواحی دیگر تحت تاثیر قرار می‌گیرد، در حالی که این مرکزیت در گروه بیماران به هم می‌خورد.
پردازش گفتار
حمید آزادی؛ محمدعلی خلیل زاده؛ محمدرضا اکبرزاده توتونچی؛ حمیدرضا کبروی؛ فریبرز رضایی طلب؛ سید امیر ضیافتی باقرزاده؛ علیرضا نوعی سرچشمه؛ نینا شاهسون پور
دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، ، صفحه 41-47
چکیده
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 ...
بیشتر
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.
پردازش تصاویر پزشکی
مهدیه قاسمی؛ علی محلوجی‌فر؛ مهدی امیدی
دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، ، صفحه 261-275
چکیده
تغییرات عملکردی شبکهی حرکتی مغز در بیماری پارکینسون نقش اساسی در بروز علائم بالینی بر عهده دارد. بررسی فعّالیّت مغز انسان با استفادهاز دادگان تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) نشان میدهد که در حالت استراحت شبکهای، ارتباطها و فعّالیّت نوسانهای خودبهخودی در نواحی مختلف مغز وجود دارد که در بیماریهای مختلف ...
بیشتر
تغییرات عملکردی شبکهی حرکتی مغز در بیماری پارکینسون نقش اساسی در بروز علائم بالینی بر عهده دارد. بررسی فعّالیّت مغز انسان با استفادهاز دادگان تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) نشان میدهد که در حالت استراحت شبکهای، ارتباطها و فعّالیّت نوسانهای خودبهخودی در نواحی مختلف مغز وجود دارد که در بیماریهای مختلف تحت تأثیر قرار میگیرند. درین تحقیق، تغییرات وابستگی عملکردی بین نواحی آناتومیکی حرکتی در بیماری پارکینسون با استفادهاز تئوری تابع مفصل در دادگان حالت استراحت fMRI بررسی شد. پارامتر مفصل در پنج تابع مختلف از خانوادهی مفصل با استفادهاز فرایند ماکزیمم شباهت تخمین زده شد. میزان شباهت بین مفصل تخمین زده شده و مفصل تجربی با روشهای جذر میانگین مجموع مربعهای خطا و فاصلهی kulback-leibler محاسبه شد. مقایسهی پارامترهای تخمین زده شده بین افراد سالم و بیماران پارکینسونی با آزمونهای آماری پارامتریک و ناپارامتریک نشان داد که همبستگی عملکردی بین مخچه و هستههای قاعدهای در گروه بیماران، قویتر از افراد سالم است. درین مقاله برای نخستین بار پیشنهاد شده که توزیع مشترک سری زمانی فعّالیّت نواحی مختلف مغز میتواند به عنوان روشی برای آنالیز ارتباطات عملکردی در دادگان fMRI ، حاوی ویژگیهای متمایز کننده بین بیماران و افراد سالم باشد.
