2024-03-28T18:34:13Z
https://www.ijbme.org/?_action=export&rf=summon&issue=2183
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
5869-2008
1389
4
3
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
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، با بهرهگیری از این مدل بتوان به اطلاعاتی درباره نحوه عملکرد سیستم کنترل وضعیت دست یافت. با استفاده از اطلاعات و یافتههای تجربی و بهکارگیری الگوریتم ژنتیک، ضرایب مدل به گونهای تعیین شدند که نتایجی مشابه با نتایج شاخصهای مرسومِ ارزیابی نوسانهای وضعیتی سیستمهای کنترل وضعیت طبیعی و تغییریافته ایجاد کنند. ضرایب بهکار گرفته شده در مدل و کنترلکننده، تعابیر معناداری منطبق بر ذات سیستم کنترل وضعیت مییابند که زوال این سیستم به واسطه ضایعات عصبی-عضلانی، آنها را هدف قرار میدهد. نتایج این مطالعه نشان دادند که اگرچه مدلهای ساده سیستم کنترل وضعیت قادر به بیان پیچیدگیهای سیستم کنترل وضعیت و تعامل بین اجزاء سیستم نیستند ولی میتوانند به درک بهتر نحوه عملکرد سیستم کنترل وضعیت، ویژگیهای کلّی آن و نحوه تغییرات آنها کمک کنند.
مدلسازی
سیستمکنترل وضعیت
الگوریتم ژنتیک
ضایعات عصبی عضلانی
الگوهای نوسان های وضعیتی
2010
11
22
177
185
https://www.ijbme.org/article_13294_0550a797afaefcd7926632a8abff5152.pdf
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
5869-2008
1389
4
3
ارزیابی سیگنال EEG در کودکان مبتلا به اختلالات اوتیسم با استفاده از تحلیل ICA
محمد
رشیدی
حمید
بهنام
علی
شیخانی
محمدرضا
محمدی
مریم
نوروزیان
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.
الکتروانسفالوگرافی
اختلالات اوتیسم
تحلیل مؤلفههای مستقل
تحلیل همبستگی
انرژی طیف
2010
11
22
187
194
https://www.ijbme.org/article_13295_84589102af5f77427281215f3b28bdbe.pdf
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
5869-2008
1389
4
3
AIS-RCA: روشی مؤثر برای بهبود فضای ویژگیها در افزایش دقت تشخیص حملات صرع
امین
زارع
رضا
بوستانی
منصور
ذوالقدر جهرمی
پیشبینی زمان وقوع حملات صرع در بیماران از جمله موضوعاتیست که مورد توجه محققان است. حملات صرع به طور نامنظم و غیر قابل پیشبینی شدهای اتفاق میافتند. بنابراین تشخیص حملات صرع از روی سیگنالهای EEGکه در بازة زمانی طولانی گرفته میشوند؛ بسیار حائز اهمیت است. این امر تشخیصی به دو مرحله مجزای استخراج ویژگیها از قطعات سیگنال EEGو اعمال الگوریتم طبقهبندی بر روی بردارهای ویژگی تقسیم میشود. به همین منظور در مرحله اول با استفاده از تحلیل زمان- فرکانس بر روی قطعات سیگنال EEGو بهدست آوردن صفحه زمان- فرکانس هر قطعه، استخراج ویژگیها از سیگنالها انجام میشود. در مرحله دوم با استفاده از الگوریتم نزدیکترین همسایه کار تشخیص حملات صورت میگیرد. اما قبل از اعمال الگوریتم طبقهبندی، برای اصلاح فضای ویژگیها و یادگیری معیار فاصله، از الگوریتم AIS-RCAاستفاده شده است. این الگوریتم برای بهدست آوردن ماتریس تبدیل W، دادهها را به صورت مجموعهای از دستهها در نظر میگیرد و با ارائه الگوریتم جدید AD-AIRSو با الهام گرفتن از سیستم ایمنی بدن دستهها را مییابد. آزمایشهای انجام شده نشان دهندة دقت 100% و بهبود نتایج در مقایسه با برخی روشهای انتقال موجک، آنتروپی، معیار بینظمی و تبدیل انتقال فوریه سریع را نشان میدهد.
سیگنال EEG
پردازش زمان- فرکانس
صفحه زمان- فرکانس
AIS-RCA
AD-AIRS
RCA
صرع
سیستم ایمنی مصنوعی (AIS)
2010
11
22
195
208
https://www.ijbme.org/article_13296_61dbdf1f5d08e887f59261446a8c4bcc.pdf
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
5869-2008
1389
4
3
مدلسازی و شبیهسازی سازوکار فتوبلیچینگ PpIX به منظور تعیین غلظت دارو درون بافت هدف در فتوداینامیکتراپی
نادیا
نقوی
آمنه
سازگارنیا
محمدحسین
میرانبیگی
امروزه ایده درمان فوتوداینامیک (PDT)، یکی از پایههای اساسی روشهای نوین درمان سرطان بهشمار میآید. موضوع حائز اهمیت در کاربرد این روش درمانی، دوزیمتری بهینه است. در حالت بهینه، بهتر است دوزیمتری PDTبر اساس تخمین دوز تجمع یافته اکسیژن یگانه درون بافت و مقایسه آن با مقدار آستانه باشد تا از نتیجه درمان اطمینان حاصل شود. مدلسازی فرایند درمان مناسبترین روش برای تخمین دوز تجمع یافته اکسیژن یگانه درون بافت است. بنابراین لازم است اطلاعات کافی در مورد غلظت دارو درون بافت هدف، میزان نور جذب شده بهوسیله دارو، میزان اکسیژن درون بافت هدف و برهمکنش بین آنها (منجر به تولید اکسیژن یگانه) بهدست آید. با توجه به اهمیت تعیین مقدار دارو درون بافت هدف و توجه به این امر که به دلیل فتوبلیچینگ، کاهش قابل ملاحظهای در غلظت دارو ضمن درمان رخ میدهد، در این تحقیق به مدلسازی و شبیهسازی اثر فتوبلیچینگ پرداخته شده است. شبیهسازی در فضای MATLABانجام شده است. مقایسه نتایج شبیهسازی با نتایج تجربی نشان میدهد که در حالت اعمال توزیعپذیری غیریکنواخت دارو، شبیهسازی در فاز اولیه افت سریع غلظت دارو، بهخوبی از نتایج تجربی پیروی میکند.
مدلسازی
فتوداینامیکتراپی
فتوبلیچینگ
دوزیمتری
پروتوپورفیرین IX
2010
11
22
209
218
https://www.ijbme.org/article_13297_bfc5505e552fdd88b67d6060ee01a7a1.pdf
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
5869-2008
1389
4
3
تأئید هویت مبتنی بر مدلسازی منحنی سرعت الگوی امضاء
سعید
رشیدی
علی
فلاح
فرزاد
توحیدخواه
امروزه ارائه راهکار سریع و دقیق برای مسئله تصدیق امضاء بسیار مورد توجه است. در زمینه تصدیق امضای پویا، ویژگیها به دو گروه پارامتری یا سیگنالی تقسیم میشوند. در روشهای پارامتری هر چند سرعت فرایند استخراج و طبقهبندی سریعتر از روشهای سیگنالیست ولی دقت کمتری دارند. در این پژوهش هدف مدلسازی سیگنال سرعت است که از الگوهای پایدار و مشخصههای ذاتی در ترسیم امضای یک فرد حقیقی است. با استفاده از رفتار مدلهای قطب- صفر مبتنی بر تبدیل کسینوسی گسسته، ضمن بیان روشی دقیق برای مدلسازی، با محاسبه ضربههای نوشتاری از سیگنال سرعت به استخراج ویژگیهای حاصل از این مؤلفههای پایه میپردازیم. با اعمال طبقهبندی کنندههای خطی، پنجره پارزن و ماشین بردار پشتیبان به ویژگیهای کلّی و ناحیهای حاصل از پایگاه دادگان متشکل از امضای افراد فارسی، چینی و انگلیسی زبان، خطای EERدر شرایط سطح آستانه مشترک برابر 25/1% و 78/1% به ترتیب برای جاعلان تصادفی و ماهر حاصل شد.
تبدیل کسینوسی گسسته
تصدیق امضاء
پنجره پارزن
ضربه نوشتاری
ماشین بردار پشتیبان
مدل قطب صفر
2010
11
22
219
230
https://www.ijbme.org/article_13299_5abea773b7d83f9a944b28b7d8ac51d1.pdf
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
5869-2008
1389
4
3
تشخیص مناطق فعّال در تصاویر fMRI با استفاده از مدلهای غیرخطی همرشتاین-وینر و NARMA
علی
تعالیمی
عمادالدین
فاطمیزاده
سیستم fMRIدر شناخت فعّالیتهای عصبی کاربرد زیادی دارد. پاسخ مغز به آزمایش ترتیب داده شده از طریق سیگنالها و تصاویر به دست آمده در خلال تصویربرداری fMRI، قابل بررسی است. مطالعات مختلف انجام شده بر روی سیگنال میزان اکسیژن دهی خون، رابطه غیرخطی بین تحریک اعمالی و پاسخ دریافت شده از نرونها را نشان میدهد. در این مقاله، به بررسی روشهای غیرخطی تحلیل تصاویر fMRIخواهیم پرداخت. برای این مقصود، به بررسی روشهای غیرخطی با تأکید بر پارامترهای فیزیولوژیکی اثرگذار بر سیگنال BOLDو روشهای غیرخطی که بدون در نظر گرفتن عوامل فیزیولوژیکی، رابطه ورودی و خروجی، یعنی سیگنال تحریک و سیگنال fMRIرا مدل میکنند؛ میپردازیم. روش بالون را نیز به عنوان یک روش غیرخطی فیزیولوژیکی بررسی کرده و از طریق آن روش جدیدی برای تعیین مناطق فعّال مغز ارائه کردهایم. همچنین روشهای همرشتاین-وینر و NARMAو مدل ولترا به عنوان روشهای غیرفیزیولوژیکی مورد بحث قرار گرفته و توانایی آنها در مدل کردن و تشخیص مناطق فعّال مغز مورد ارزیابی قرار گرفته است. علاوه بر روشهای بهکار رفته برای آشکارسازی نقاط فعّال بر روی دو مجموعه از دادهها (با تحریک شبیهسازی شده و تحریک واقعی) ارزیابی شدهاند. در مجموعه دادگان شماره یک به ازای سطح آستانه 45/0 در هر سه مدل، میزان اندیس جکارد برای مدلهای همرشتاین-وینر، NARMAو مدل ولترا به ترتیب 90/0، 0/1 و 91/0 بهدست آمد. در مجموعه دادگان شماره دو به ازای آستانههای مختلف (به ترتیب 35/0، 40/0 و 45/0) این اندیس به ترتیب 85/0، 9/0 و 87/0 است.
fMRI
شناسایی مناطق فعّال
روشهای غیرخطی
بالون
ولترا
وینر-همرشتاین
NARMA
2010
11
22
231
248
https://www.ijbme.org/article_13301_219f785a0ad1565de0a9c6de28cff9a6.pdf
نشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی
مهندسی پزشکی زیستی
5869-2008
5869-2008
1389
4
3
تخمین سیگنال اتواکوستیک امیشن بر اساس تابع تبدیل معکوس گوش میانی
محمدجواد
ابوالحسنی
یوسف
سلیمپور
پریسا
رنگرز
امواج اتواکوستیک امیشن از جمله اصـوات قابل اندازهگیری هستند که بهوسیله حلزون و بهویژه سلولهای مویی خارجی تولید شده و در مجرای گوش خارجی ثبت میشوند. سلولهای مـویـی خـارجی در پاسخ بـه محـرک آکوستیکی و یا بهصـورت خودبهخودی، نوعی انرژی مکانیکی را در حلـزون ایجـاد میکنند. این انرژی از طریق گوش میانی و پردة صماخ به سمت خارج انتقال مییابد و در مـجـرای شنـوایـی خـارجـی بهصـورت سیگنـال آکـوستیکی قـابـل ثبت است. سیگنال اتواکوستیک امیشن را میتوان درمـجـرای گـوش بهوسیله یک میکروفن حساس با اغتشاش پائین کـه در پـروب مخصـوص جـای گـرفتـه است، آشکار ساخته و ثبت کرد. همانطور که بیان شد ﻣﻨشاء اصلی اتواکوستیک امیشن گوش داخلیست و گوش میانی مانند یک کانال ارتباطی، وظیفه ارسال پاسخهای اتواکوستیک امیشن از گوش داخلی به سمت خارج را ایفا میکند. به این ترتیب پاسخ نهایی ثبت شده در کانال گوش خارجی به شدت ﻣﺘﺄثر از تابع انتقال گوش میانی خواهد بود که در حد امکان باید اثر اعوجاجی را کاهش داد. در این مقاله، مدل گوش میانی مد نظر است و بنابراین بر اساس اندازهگیریهای مختلف سعی میشود که مدل معکوس برای گوش میانی درنظر گرفته شود، سپس با استفاده از مشخصات این مدل مانند پاسخ فرکانس، یک فیلتر جبرانساز بر پاسخ ثبت شده نهایی اعمال میشود و در نتیجه براورد قابل قبولی از پاسخ اتواکوستیک امیشن تولید شده در گوش داخلی بهدست میآید. نتایج مقایسه سیگنال تخمین زده شده با سیگنال ثبت شده نشان میدهد که ارزیابی بر پایه اتواکوستیک امیشن تخمین زده شده با توجه به کاهش اغتشاش و تشخیص آزمونهای اشتباه، به پاسخ حقیقی سلولهای مویی خارجی نزدیکتر است.
تابع تبدیل معکوس گوش میانی
اتواکوستیک امیشن برانگیخته شده زودگذر
مدل شنیداری
براورد جبرانساز
2010
11
22
249
256
https://www.ijbme.org/article_13302_d2c230da05bf5018524ddbd853f1fc63.pdf