فصل نامه علمی پژوهشی مهندسی پزشکی زیستی

پردازش سیگنال‌های حیاتی

معیاری نوین برای رتبه‌بندی مقاومت تخمین‌گرهای ارتباطات کانال‌های EEG/MEG در مقابل آرتیفکت هدایت حجمی

علی خادم؛ غلامعلی حسین‌زاده

دوره 8، شماره 1 ، فروردین 1393، ، صفحه 1-17

چکیده

ﺩﺭ ﺩﺍﺩﻩﻫﺎی EEG/MEG، ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻄﻰ ﻟﺤﻈﻪﺍی ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﻐﺰی ﺩﺭ ﻛﺎﻧﺎﻝﻫﺎ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﻣﻰﺷﻮﺩ. ﻳﻜﻰ ﺍﺯ ﻭﻳﮋﮔﻰﻫﺎی ﻣﻬﻢ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎی ﺍﻳﺪﻩﺁﻝ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻣﻐﺰی، ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺍﺳﺖ؛ ﻳﻌﻨﻰ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﻐﺰی ﻣﺴﺘﻘﻞ ﻫﺮﮔﺰ ﻧﺒﺎﻳﺪ ... بیشتر ﺩﺭ ﺩﺍﺩﻩﻫﺎی EEG/MEG، ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻄﻰ ﻟﺤﻈﻪﺍی ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﻐﺰی ﺩﺭ ﻛﺎﻧﺎﻝﻫﺎ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﻣﻰﺷﻮﺩ. ﻳﻜﻰ ﺍﺯ ﻭﻳﮋﮔﻰﻫﺎی ﻣﻬﻢ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎی ﺍﻳﺪﻩﺁﻝ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻣﻐﺰی، ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺍﺳﺖ؛ ﻳﻌﻨﻰ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﻐﺰی ﻣﺴﺘﻘﻞ ﻫﺮﮔﺰ ﻧﺒﺎﻳﺪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺗﺨﻤﻴﻦ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻣﻌﻨﻰﺩﺍﺭی ﺑﻴﻦ ﻛﺎﻧﺎﻝﻫﺎی EEG/MEG ﺷﻮﺩ. ﺗﺎﻛﻨﻮﻥ ﻫﻴﭻ ﻣﻌﻴﺎﺭی ﺑﺮﺍی ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻣﻐﺰی ﺩﺭ ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺩﺭ ﻛﺎﺭﺑﺮﺩﻫﺎی ﻭﺍﻗﻌﻰ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﻧﺸﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ، ﻣﻌﻴﺎﺭی ﺑﺎ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﺷﺎﺧﺺ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ (RI) ﺑﺮﺍی ﺑﺮﺭﺳﻰ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎ ﺑﻪ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﺑﻴﻦ ﻛﺎﻧﺎﻟﻰ ﻛﻪ ﺑﺎ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻄﻰ ﻟﺤﻈﻪﺍی ﻣﺆﻟﻔﻪﻫﺎی ﺷﺒﻪ- ﻣﺴﺘﻘﻞ ﻗﺎﺑﻞ ﻣﺪﻝﺳﺎﺯی ﻫﺴﺘﻨﺪ؛ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﻣﻰﺷﻮﺩ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺎﻫﻴﺖ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺧﻄﻰ ﻟﺤﻈﻪﺍی ﺁﺛﺎﺭ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ، ﺍﻧﺘﻈﺎﺭ ﻣﻰﺭﻭﺩ RI ﺑﺘﻮﺍﻧﺪ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎی ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻣﻐﺰی ﺭﺍ ﺳﺎﺯﮔﺎﺭ ﺑﺎ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺁﻧﻬﺎ ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺭﺗﺒﻪﺑﻨﺪی ﻛﻨﺪ. ﺩﺭ ﺍﺩﺍﻣﻪ، ﺍﺯ RI ﺑﺮﺍی ﺭﺗﺒﻪﺑﻨﺪی ﻫﻔﺖ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﻛﺎﺭﻛﺮﺩی ﻣﻐﺰی، ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻣﻰﺷﻮﺩ؛ ﻛﻪ ﻋﺒﺎﺭﺗﻨﺪ ﺍﺯ: ﺍﻧﺪﺍﺯﻩ ﺿﺮﻳﺐ ﻫﻤﺒﺴﺘﮕﻰ ﭘﻴﺮﺳﻮﻥ (CC)، ﺍﻃﻼﻋﺎﺕ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ (MI)، ﻣﺠﺬﻭﺭ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩ ﻛﻮﻫﺮﻧﺲ (Coh)، ﻣﻘﺪﺍﺭ ﻗﻔﻞﺷﺪﮔﻰ ﻓﺎﺯ (1:1) ((1:1)PLV)، ﺍﻧﺪﺍﺯﻩ ﺟﺰﺀ ﻣﻮﻫﻮﻣﻰ ﻛﻮﻫﺮﻧﺴﻰ (ImC)، ﺷﺎﺧﺺ ﺗﺄﺧﻴﺮ ﻓﺎﺯ (PLI) ﻭ ﺷﺎﺧﺺ ﺗﺄﺧﻴﺮ ﻓﺎﺯ ﻭﺯﻥﺩﺍﺭ (WPLI). ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﺮﺍی ﺩﺍﺩﻩﻫﺎی ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯی ﺷﺪﻩ ﻭ ﺳﻴﮕﻨﺎﻝﻫﺎی ﻭﺍﻗﻌﻰ EEG ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻰﺩﻫﻨﺪ ﻛﻪ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎﻳﻰ ﻛﻪ ﺍﺯ ﻟﺤﺎﻅ ﺗﺌﻮﺭی ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﺑﺎﻻﺗﺮﻳﻦ ﺭﺗﺒﻪﻫﺎ ﺭﺍ ﺩﺍﺭﻧﺪ. ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﻣﻘﺎﻭﻡ ﻫﺴﺘﻨﺪ (ImC، PLI و WPLI) ﻣﻘﺎﺩﻳﺮ RI ﻧﺰﺩﻳﮏ %100 ﻣﻰﺩﻫﻨﺪ ﻭ ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺍﻧﺘﻈﺎﺭ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ، ﺑﺮﺍی ﺩﺍﺩﻩﻫﺎی ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯی ﻛﻪ ﺁﺛﺎﺭ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﻭ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﻐﺰی ﻣﺸﺨﺺ ﺍﺳﺖ، ﺭﺗﺒﻪﺑﻨﺪی ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎ ﺑﺎ RI ﺳﺎﺯﮔﺎﺭ ﺑﺎ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺁﻧﻬﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺍﺳﺖ. ﺍﻳﻦ ﺍﻣﺮ ﺍﻣﻜﺎﻥ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ RI ﺭﺍ ﺑﺮﺍی ﺭﺗﺒﻪﺑﻨﺪی ﺳﻄﺢ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺗﺨﻤﻴﻦﮔﺮﻫﺎ ﺑﻪ ﺁﺭﺗﻴﻔﻜﺖ ﻫﺪﺍﻳﺖ ﺣﺠﻤﻰ ﺑﺮﺍی ﺩﺍﺩﻩﻫﺎی ﻭﺍﻗﻌﻰ EEG/MEG ﺗﺄﻳﻴﺪ ﻣﻰﻛﻨﺪ.

مهندسی بافت

ساخت بافت مصنوعی به منظور اعتبارسنجی روش الاستوگرافی خطی

زهرا سقائی نوش‌آبادی؛ عاطفه آقاجانی؛ محمد حق‌پناهی

دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، ، صفحه 1-11

چکیده

هدف این تحقیق، طراحی و روش ساخت فانتومی به منظور مدلسازی خواص مکانیکی بافت نرم است. این فانتوم از تومور و ماده سالمی که تومور را فرا گرفته تشکیل می‌شود. بدین منظور به ترکیبات ژلاتین در آب دیونیزه توجه شد و ترکیب وزنی مورد نیاز برای تولید موادی با رفتار الاستیک خطی و مدول الاستیک 21 و 102 کیلو پاسکال به دست آمد. این فانتوم به طور خاص برای ... بیشتر

بیومکانیک استخوان

بررسی تأثیر نانوذرات زیرکونیا بر خواص فیزیکی و مکانیکی سیمان‌های گلاس‌آینومر

معصومه خاقانی؛ زهرا گل‌نیا؛ علی دوست‌محمدی

دوره 6، شماره 1 ، خرداد 1391، ، صفحه 1-7

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی تأثیر نانو ذرات زیرکونیا بر خواص فیزیکی و مکانیکی سیمان گلاس‌آینومر دندانی انجام شد. جزء سرامیکی سیمان گلاس به روش ذوبی ساخته شد و نانوذرات زیرکونیا در مقادیر 1، 3 و 5 درصد وزنی به آن افزوده شد. آزمون‌های مشخصه‌یابی و اندازه‌گیری استحکام فشاری کامپوزیت گلاس آینومر/زیرکونیا انجام شد. نتایج آزمون پراش پرتو ... بیشتر این پژوهش با هدف بررسی تأثیر نانو ذرات زیرکونیا بر خواص فیزیکی و مکانیکی سیمان گلاس‌آینومر دندانی انجام شد. جزء سرامیکی سیمان گلاس به روش ذوبی ساخته شد و نانوذرات زیرکونیا در مقادیر 1، 3 و 5 درصد وزنی به آن افزوده شد. آزمون‌های مشخصه‌یابی و اندازه‌گیری استحکام فشاری کامپوزیت گلاس آینومر/زیرکونیا انجام شد. نتایج آزمون پراش پرتو ایکس نشان داد که جزء سرامیکی سیمان گلاس آینومر تولید شده ساختاری کاملاً آمورف دارد کهمی‌تواند به‌عنوان ماده زمینه کامپوزیت، بدون هیچگونه ناخالصی استفاده شود. نتیجه تحلیل عنصری نیزمشخص کرد که ترکیب شیمیایی جزء سرامیکی سیمان گلاس آینومر، با تقریب بسیار خوبی مشابه درصدهای وزنی مورد انتظار بود. نتایج آزمون سنجش استحکام فشاری نشان داد افزودن نانوذرات زیرکونیا به سیمان گلاس‌آینومر باعث افزایش استحکام فشاری می‌شود و بیشینه این استحکام در حضور 1 درصد وزنی نانوذرات زیرکونیا مشاهده شد. با افزایش مقدار زیرکونیا، میزان استحکام کاهش یافت؛ هرچند این مقدار همچنان از استحکام نمونه سیمان بدون نانوذرات زیرکونیا (نمونه کنترل) بیشتر بود. برپایه نتایج این پژوهش به نظر می‌رسد مناسب‌ترین کامپوزیت از لحاظ استحکام فشاری، کامپوزیت سیمان گلاس‌آینومر با 1 درصد وزنی نانوذرات زیرکونیا است. نتیجه نهایی این پژوهش، دستیابی به کامپوزیت گلاس آینومر/زیرکونیا است، به طوری که ضمن حفظ خواص فیزیکی، استحکام فشاری آن نیز افزایش یافته است.

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

بررسی تأثیر حرکت دیوارة قلب بر دبی جریان ضربانی در شریان الاستیک کرونری

علیرضا هاشمی فرد؛ ناصر فتورائی

دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1390، ، صفحه 1-12

چکیده

شریان کرونری وظیفة خون‌رسانی به عضله قلب را بر عهده ‌دارد. این شریان در هر چرخه قلبی بر اثر حرکت قلب تغییرشکل می‌دهد. در این پژوهش تأثیر این تغییر شکل، بر همودینامیک شریان کرونری بررسی شده است. حرکت به صورت اعمال انحنایی متغیر با زمان، بر هندسة شریان کرونری مدلسازی شده است. به طوری که یک مدل از شریان کرونری ساخته شده و حرکت انتهای آن ... بیشتر

پردازش تصاویر پزشکی

تخمین آسیب بافت با استفاده از ثابت های انتقال در تصویربرداری تشدید مغناطیسی

عفت یاحقی؛ یاشار نوحی؛ امیر موافقی؛ حمید سلطانیان‌زاده

دوره 4، شماره 1 ، خرداد 1389، ، صفحه 1-11

چکیده

یکی از روش های بررسی آسیب بافت، استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی است. در این نوع تصویربرداری از اثر مغناطش مولکول های آب و ماده کنتراست استفاده می شود. تبادل آب بر منحنی های مغناطش در پلاسما و بافت و در نتیجه بر زمان طولی موثر (T1eff) اثر دارد. برای بررسی این تاثیر از مدل های چندبخشی استفاده می شود. در این مدل ها معادلات مغناطش ... بیشتر یکی از روش های بررسی آسیب بافت، استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی است. در این نوع تصویربرداری از اثر مغناطش مولکول های آب و ماده کنتراست استفاده می شود. تبادل آب بر منحنی های مغناطش در پلاسما و بافت و در نتیجه بر زمان طولی موثر (T1eff) اثر دارد. برای بررسی این تاثیر از مدل های چندبخشی استفاده می شود. در این مدل ها معادلات مغناطش بافت برای زمان استراحت طولی ثابت در پلاسما حل شده و تغییرات زمان استراحت طولی در بخش های فضای داخل و خارج سلولی بررسی می شود و ثابت های انتقال در بافت محاسبه می گردند. زمان استراحت طولی بافت با مقدار ماده کنتراست در بافت متناسب است. تغییرات این ماده شبیه تابع گاماست. برای بررسی اثر مغناطش لازم است این تغییرات در معادلات لحاظ شوند که باعث پیچیدگی حل آنها می شود. در این مقاله با در نظر گرفتن تغییرات ماده کنتراست در بافت و با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو و برازش منحنی و روش های عددی هیون، رونگه-کوتا و روش آماری، منحنی تغییرات مغناطش و زمان استراحت طولی در قسمت های مختلف بافت برای مدل های دو بخشی و سه بخشی بافت مغز موش به دست آمده است. ابتدا برای ارزیابی مدل آماری بر اساس قانون بقای جرم، محاسبات به دو روش عددی و آماری انجام شده و نتایج مقایسه شده اند. نتایج مربوط به داده های حاصل از تصاویر، به روش آماری نیز به دست آمدند؛ زیرا در این حالت نیاز به برازش منحنی بر داده ها نیست و می توان از آنها به طور مستقیم استفاده کرد. با تغییر ثابت های انتقال بافت مجموعه ای از منحنی های مغناطش برحسب زمان تهیه شده و با مقایسه زمان استراحت طولی آنها با منحنی های به دست آمده از تصاویر، ثابت های انتقال بافت محاسبه شده اند. ثابت های انتقال بافت های ناسالم نسبت به بافت های سالم بزرگ تر هستند زیرا در این حالت نفوذپذیری و در نتیجه افزایش تمرکز ماده کنتراست و مغناطش در بافت بیشتر است. این ثابت های انتقال که متناسب با شدت آسیب اند می توانند در تشخیص و درمان مورد استفاده قرار گیرند.

پردازش تصاویر پزشکی

جبران ماتی تصاویر اولتراسوند با استفاده از الگوریتم تکراری گرادیان و بهبود کیفیت به وسیله پنجره تطبیقی و الگوریتم کاهش اغتشاش در حوزه ویولت مختلط

حسین ربانی

دوره 3، شماره 1 ، خرداد 1388، ، صفحه 1-14

چکیده

در این مقاله چگونگی بهبود محوشدگی تصاویر اولتراسوند با استفاده از الگوریتمی تکراری مبتنی بر تخمین اولیه داده های تمیز و تابع محوشدگی بر اساس روش کمینه کردن گرادیان خطا (روش نیوتن) و ارتقاء کیفیت این تخمین ها با استفاده از روش های کاهش اغتشاش مناسب ارائه شده است. بر این اساس با تعریف تابع خطای مناسب، تخمین اولیه موجب حفظ لبه های تصویر ... بیشتر

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

بررسی تغییرات خواص بیومکانیکی بازسازی شریان براکیال با تغییر سن با استفاده از روش اندرکنش سیال- جامد

هانیه نیرومند اسکویی؛ فرزان قالیچی؛ محمد تفضلی شادپور

دوره 2، شماره 1 ، خرداد 1387، ، صفحه 1-8

چکیده

این تحقیق به نحوه تغییر بارهای مکانیکی و ساختار با افزایش سن در نمونه ای از شریان های عضلانی پرداخته است. بر اساس داده های تجربی گرداوری شده شریان براکیال به عنوان شریان عضلانی شبیه سازی شده است. با در نظر گرفتن اندرکنش سیال-جامد، از نرم افزار آدینا 1.8 برای حل عددی برای حل معادلات سیال و جامد استفاده شده است. به منظور بررسی همزمان ... بیشتر

انتقال حرارت زیستی

طراحی تراگردان به منظور متمرکز کردن امواج فراصوتی برای گرما درمانی بافت های سرطانی

فرزان قالیچی؛ سهراب بهنیا

دوره 1، شماره 1 ، خرداد 1386، ، صفحه 1-8

چکیده

در این تحقیق، نحوه تمرکز امواج فرا صوتی به منظور گرما درمانی بافت های سرطانی مورد مطالعه قرار گرفته و عمل تراگردانی به منظور تمرکز امواج توسط سلول های پیزوالکتریک در کانون سرطان معرفی شده است. با محاسبه میزان انرژی متمرکز شده توسط حل عددی معادله فشار آکوستیک به وسیله انتگرال ریلی، مناسب ترین آرایش فضایی برای تمرکز انرژی ارایه می شود. ... بیشتر

بیومکانیک استخوان

اثر تغییر نوع و ضخامت پوشش ایمپلنت های دندانی بر تنش ماکزیمم ایجاد شده در سطح تماس ایمپلنت– پوشش و پوشش– استخوان

خلیل فرهنگ دوست؛ علی بنی هاشم؛ علی قانعی

دوره -2، شماره 1 ، تیر 1384، ، صفحه 1-8

چکیده

استفاده از پوشش های سرامیکی در ایمپلنت های دندانی به دلایل زیادی از جمله سازگاری با استخوان، فقدان بافت فیبری در محل اتصال– ایمپلنت و اتصال محکم تر پوشش– استخوان به صورت عمومی درآمده است. در بین این پوشش ها، هیدروکسی آپاتیت (HA) و فلوئوروآپاتیت (FA) استفاده بیشتری دارند. در این تحقیق، برای اولین بار با استفاده از تحلیل تنش ... بیشتر

بیومکانیک ستون مهره‌ها

ارائه‌‌ی روشی هوشمند به منظور استخراج خودکار پارامترهای موردنیاز در جراحی ستون فقرات با به‌کارگیری ابر نقاط تصاویر توموگرافیک

مجتبی شهاب؛ بهزاد سیفی؛ ناصر فتورائی؛ امیرسعید صدیقی

دوره 9، شماره 1 ، فروردین 1394، ، صفحه 1-15

چکیده

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 ... بیشتر 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.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

یک روش ترکیبی جدید برای حذف آرتیفکت EOG از سیگنال EEG با استفاده از CCA و RLS

مریم توکلی نجف آبادی؛ وحید ابوطالبی؛ فرزانه شایق بروجنی

دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، ، صفحه 1-10

چکیده

هدف این مقاله، ارزیابی روش ترکیبی آنالیز همبستگی کانونی- فیلتر تطبیقی حداقل مربعات بازگشتی (CCA-RLS) در حذف آرتیفکت چشمی (EOG) از سیگنال مغزی (EEG) و مقایسة آن با روش‏های آنالیز مؤلفه‏های مستقل (ICA)، آنالیز همبستگی کانونی(CCA)، فیلتر تطبیقی حداقل مربعات بازگشتی (RLS) و روش ترکیبی ICA-RLS است. برای این منظور، بعد از تجزیة سیگنال نویزی توسط CCA، مؤلفة ... بیشتر

مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی

پیشنهاد روشی جدید برای کند کردن رشد تومور بدون رگ

سید حجت سبزپوشان؛ فاطمه پورحسن‌زاده

دوره 11، شماره 1 ، اردیبهشت 1396، ، صفحه 1-18

چکیده

در این مقاله، روشی جدید برای کاهش سرعت رشد تومور بدون رگ پیشنهاد میشود. این یافته میتواند به برنامه‌ریزی درمان و افزایش طول عمر بیماران سرطانی کمک کند. روش پیشنهادی، براساس مدلی بر‌پایة عامل برای رشد تومور بدون رگ است. در این تحقیق، پدیدة فراخوانی سلولهای ایمنی که به‌طور معمول پس از شناسایی سلول‌های توموری انجام می‌شود، ... بیشتر

مهندسی عصبی عضلانی

رمزگشایی نیرو با استفاده از سیگنال‌های ثبت شده از قشر حرکتی موش صحرایی توسط رگرسیون خطی

سیده تهمینه ساداتی؛ محمدرضا دلیری

دوره 12، شماره 1 ، خرداد 1397، ، صفحه 1-10

چکیده

واسط‌ مغز-کامپیوتر سیستمی است که بر اساس فعالیت عصبی تولید شده توسط مغز عمل می‌کند و در سال‌های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. این واسط‌ها مستقل از مسیر خروجی متداول اعصاب محیطی و ماهیچه‌ها بوده و به دلیل توانایی آن‌ها در فراهم ساختن بعد جدیدی در ارتباطات و یا کنترل دستگاه برای افراد ناتوان، بسیار حائز اهمیت می‌باشند. ... بیشتر واسط‌ مغز-کامپیوتر سیستمی است که بر اساس فعالیت عصبی تولید شده توسط مغز عمل می‌کند و در سال‌های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. این واسط‌ها مستقل از مسیر خروجی متداول اعصاب محیطی و ماهیچه‌ها بوده و به دلیل توانایی آن‌ها در فراهم ساختن بعد جدیدی در ارتباطات و یا کنترل دستگاه برای افراد ناتوان، بسیار حائز اهمیت می‌باشند. فعالیت عصبی مورد استفاده در واسط مغز-کامپیوتر، می‌تواند توسط روش‌های تهاجمی یا غیرتهاجمی مختلفی ثبت شده و توسط الگوریتم‌های رمزگشایی متفاوتی به سیگنال مطلوب تبدیل گردند، که هر یک نیز کارایی متفاوتی از خود نشان می‌دهند. در این مطالعه، از 3 موش صحرایی (رت) برای انجام حرکتی شامل فشردن یک کلید و دریافت یک قطره‌ی آب توسط اهرم متحرک (در صورت انجام صحیح وظیفه) استفاده شده است. با کاشت یک آرایه‌ی میکروالکترودی 16 کاناله در قشر حرکتی رت‌ها (به روش تهاجمی)، سیگنال مرتبط با نیروی اعمالی توسط دست، از مغز آن‌ها در حین انجام وظیفه ثبت شده و به‌طور هم‌زمان سیگنال نیروی دریافتی توسط سنسور نیز ذخیره گشته است. با انجام پیش‌پردازش‌های لازم روی داده‌های اسپایک و استخراج نرخ‌های آتش سیگنال، به عنوان بردار ویژگی، توسط لغزاندن یک پنجره‌ی گوسی روی قطارهای اسپایک، ورودی‌های لازم برای الگوریتم رمزگشایی، که در این‌جا رگرسیون خطی می‌باشد، به دست آمده است. از دو الگو به عنوان روش‌های ارزیابی استفاده شده است. الگوی اول، بر مبنای در نظرگرفتن 60% اولیه‌ی سیگنال به عنوان مجموعه‌ی آموزشی و 40% انتهایی به عنوان مجموعه‌ی آزمایشی استوار بوده و مبنای الگوی دوم، برعکس الگوی اول می‌باشد. از ضریب همبستگی بین بردار ویژگی و سیگنال آموزشی نیروی واقعی استفاده شده است، تا ویژگی‌هایی با ضریب همبستگی بیش از 3/0 به عنوان ویژگی‌های مطلوب انتخاب گردند تا کارایی الگوریتم رمزگشایی با اعمال روش انتخاب ویژگی نیز بررسی شود. روش‌های متعددی برای ارزیابی الگوریتم رمزگشایی وجود دارد، که در این پژوهش از معیار ضریب همبستگی و ضریب تعیین استفاده شده است که اندازه‌ی آن‌ها رابطه‌ی مستقیمی با کارایی روش رمزگشایی دارد. در این مطالعه، همبستگی و ضریب تعیین بین سیگنال نیروی واقعی و سیگنال پیش‌بینی شده توسط روش رگرسیون خطی، به صورت میانگین در سه جلسه و سه رت، به ترتیب برابر با 56/0 و ‌2/0 برای الگوی اول و 55/0 و 30/0 برای الگوی دوم می‌باشد. این نتایج نشان ‌می‌دهد که با استفاده از نرخ آتش نورون‌های مغزی، می‌توان متغیرهای حرکتی مانند نیرو را پیش‌بینی کرد. هم‌چنین روش رگرسیون خطی روشی مناسب برای رمزگشایی سیگنال پیوسته‌ی نیرو می‌باشد و سیگنال واقعی را به خوبی دنبال می‌کند.

مکانیک سیالات زیستی / سیالات بیولوژیکی

شبیه‌سازی محاسباتی جریان هوا و ذرات معلق در ریه‌ی انسان: بررسی اثر گرانش

محمد احمدی آلاشتی؛ بهمن وحیدی؛ مهتاب عباد

دوره 13، شماره 1 ، فروردین 1398، ، صفحه 1-15

چکیده

سطح وسیع ریه با حصارهای هوایی-خونی خود، در معرض ذرات معلق هوای ورودی قرار دارد. در این شرایط، در صورت آلوده بودن این ذرات، اثر متقابل ذرات-ریه روی هم میتواند خطرات و صدمات قابل توجهی را برای سلامتی انسان به همراه داشته باشد. از طرفی، از این واکنشها برای دارورسانی به بدن انسان نیز استفاده می‌شود. در هر دو حالت، تخمین دقیق مقدار ... بیشتر سطح وسیع ریه با حصارهای هوایی-خونی خود، در معرض ذرات معلق هوای ورودی قرار دارد. در این شرایط، در صورت آلوده بودن این ذرات، اثر متقابل ذرات-ریه روی هم میتواند خطرات و صدمات قابل توجهی را برای سلامتی انسان به همراه داشته باشد. از طرفی، از این واکنشها برای دارورسانی به بدن انسان نیز استفاده می‌شود. در هر دو حالت، تخمین دقیق مقدار و محل نشست ذرات در مجاری تنفسی، به عنوان مبنای درک مکانوبیولوژیکی این بیماریها به شمار می‌رود. گردآوری تجربی داده‌ها از انتقال ذرات در ریه‌ی انسان فرایند بسیار دشواری می‌باشد. اما روش دینامیک سیالات-ذرات محاسباتی، امکان شبیه‌سازی دادههای انتقال ذرات در مدلهای واقعی را فراهم ساخته است. نشست ذرات آیروسول در ریه‌ی انسان، از طریق ترکیب برخورد در اثر اینرسی، رسوب در اثر گرانش و انتشار روی میدهد. مکانیسم اصلی نشست ذرات در مجاری پایین دست، برای ذراتی با قطر آیرودینامیکی 5/0 تا 5 میکرومتر و در حالت انبساط ریه (در حالت دم)، رسوب ناشی از نیروی گرانش و انتقال هم‌رفتی ناشی از حرکت دیوارهها میباشد. در این پژوهش، جریان سیال-ذره در نسل 18-ام از مجاری تنفسی مدلسازی شده و میزان نشست ذرات در مجاری تنفسی برای دو حالت گرانش ناچیز و نرمال، با فرض تغییر مکان ایزوتروپیک در دیواره‌ها و میزان دبی ورودی 1 mg/s، مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که به دلیل توانایی نفوذ ذرات با قطر آیرودینامیکی کم‌تر از 5 میکرومتر به نواجی عمیق مجاری تنفسی، با ناچیز کردن اثر نیروی گرانش، میزان نشست ذرات در مجاری پاییندست سیستم تنفسی تا حد بسیار زیادی کاهش مییابد. ذرات با قطر 5 میکرومتر، تحت تاثیر برخورد اینرسی (که بیش‌تر در مجاری با قطر بزرگ و متوسط روی میدهد) و هم‌چنین در اثر رسوب (که بیش‌تر در مجاری پایین‌دست عمل میکند)، دچار نشست میشوند.

بررسی اثرات دینامیکی افزودن کنترل کننده‌ی غیرفعال به یک راه رونده‌ی دوپا با جرم متمرکز و منحنی محدب کف پا

فاطمه غفوری؛ محمدهادی هنرور؛ محمدمهدی جلیلی

دوره 14، شماره 1 ، اردیبهشت 1399، ، صفحه 1-11

چکیده

کمینه کردن مقدار انرژی مصرفی و وزن سازه در ربات‌های راه رونده‌ی دوپا اهمیت ویژهای دارد. در این پژوهش، به منظور برآورده کردن این دو خواسته، یک کنترل کننده‌ی غیرفعال متداول که از ترکیب فنر و میراگر خطی تشکیل شده به یک راه رونده‌ی دوپا اضافه شده است. ویژگی مهم راه رونده‌ی مورد بررسی، دارا بودن عضوی مستقل به عنوان کف پا در هر عضو حرکتی ... بیشتر کمینه کردن مقدار انرژی مصرفی و وزن سازه در ربات‌های راه رونده‌ی دوپا اهمیت ویژهای دارد. در این پژوهش، به منظور برآورده کردن این دو خواسته، یک کنترل کننده‌ی غیرفعال متداول که از ترکیب فنر و میراگر خطی تشکیل شده به یک راه رونده‌ی دوپا اضافه شده است. ویژگی مهم راه رونده‌ی مورد بررسی، دارا بودن عضوی مستقل به عنوان کف پا در هر عضو حرکتی بوده که بدون محرک به اندام مفصل شده و دارای تماس نقطهای با زمین است. نقطه‌ی تماس روی این منحنی دل‌خواه متغیر است. برای کاهش پیچیدگیهای دینامیکی این سیستم از رویکرد جرم نقطهای استفاده شده است. در این پژوهش رفتار دینامیکی این راه رونده‌ی کم تحریک، قبل و بعد از افزودن کنترل کننده مورد تحلیل قرار گرفته است. در گام اول، مدلی مبتنی بر جرم متمرکز توسعه یافته با اضافه نمودن دو منحنی محدب صلب به عنوان کف پا و مفصل لولایی غیرفعال به عنوان مچ پا ارائه شده است. برای ایجاد تغییر طول مورد نیاز پا در هنگام گام‌برداری، از عامل دینامیکی فعال استفاده شده است. در مرحله‌ی بعد، کنترل کننده و یا عامل دینامیکی غیرفعال در کنار عامل دینامیکی فعال به کار گرفته شده تا از میزان دخالت عامل فعال در طول حرکت کاسته شود. برای به حداقل رساندن این میزان دخالت، بهینه‌سازی پارامترهای طراحی عامل دینامیکی غیرفعال به روش ازدحام ذرات انجام شده و مقدار بهینه‌ی آن‌ها به دست آمده است. نتایج نشان میدهد که با ترکیب عامل دینامیکی فعال و غیرفعال بهینه، مقدار مصرف انرژی بسیار کاهش پیدا کرده و در نتیجه میتوان از محرک فعال بسیار کوچک‌تر و با توان کم‌تر برای پیمودن مسیر مورد نظر استفاده نمود. هم‌چنین استفاده از عامل دینامیکی غیرفعال در عمل کمک قابل توجهی به بهبود شرایط مکانیکی سازه از جمله ابعاد و وزن می‌کند و در مجموع سادگی استفاده برای کاربر را بهبود می‌بخشد.

آنالیز حرکت انسان

بازسازی و تحلیل خطای حرکات صفحه‌ای بدن انسان با استفاده از حداقل یک مارکر با نصب آزاد روی هر قطعه

فاطمه اکبری‌فر؛ محمدهادی هنرور؛ مصطفی حاج‌لطفعلیان

دوره 15، شماره 1 ، اردیبهشت 1400، ، صفحه 1-11

چکیده

یافتن موقعیت مرکز دوران برای تعریف محور آناتومیکی سیستم اسکلتی و در مطالعات بیومکانیکی برای محاسبهی کینماتیک مفاصل ضروری است. برای این منظور میتوان از روشهای پیشبین و عمل‌کردی استفاده کرد. در روشهای پیشبین از معادلات رگرسیونی حاصل از اندازهگیریهای آنتروپومتریکی و در روشهای عمل‌کردی از حرکت نسبی اندامهای ... بیشتر یافتن موقعیت مرکز دوران برای تعریف محور آناتومیکی سیستم اسکلتی و در مطالعات بیومکانیکی برای محاسبهی کینماتیک مفاصل ضروری است. برای این منظور میتوان از روشهای پیشبین و عمل‌کردی استفاده کرد. در روشهای پیشبین از معادلات رگرسیونی حاصل از اندازهگیریهای آنتروپومتریکی و در روشهای عمل‌کردی از حرکت نسبی اندامهای مجاور مفصل برای یافتن مرکز آنی دوران استفاده میشود. هدف از این مطالعه فرموله کردن الگوریتم برازش دایره به عنوان روشی عملیاتی با دو روش حل تحلیلی و بهینهسازی است. به منظور ارزیابی الگوریتم، تحلیل خطا به دو روش تحلیلی و عددی انجام شده و عوامل موثر در خطای تخمین موقعیت مرکز دوران مانند انحراف از معیار خطای سیستم دادهبرداری (σ)، زاویهی دوران (α) و فاصله‌ی نشانگر از مرکز دوران (r) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از وجود همبستگی بالا (99/0=r) بین دو روش حل تحلیلی و عددی بوده که صحت تحلیل خطا را اثبات کرده است. از بین دو روش حل تحلیلی و بهینهسازی که در این مطالعه بررسی شده است، روش بهینهسازی با توجه به دقت تخمین مطلوبتر در مقادیر پایین α، تاثیرپذیری کم‌تر در مقادیر بالای σ و سرعت بالا در حل مساله، میتواند در مطالعات بیومکانیکی برای بازسازی حرکات انسان مورد توجه قرار گیرد. با گسترش استفاده از روشهای عمل‌کردی میتوان نیاز به مارکرگذاری نشانههای آناتومیکی را از بین برد و زمینهساز تحولی جدید در دادهبرداری حرکتی شد.

روش جدید تحریک انتخابگر در کاشت حلزونی با استفاده از تحریک چند الکترودی غیر همزمان

حامد ساجدی؛ سید احمد معتمدی؛ سید محمد فیروزآبادی

دوره -1، شماره 1 ، آبان 1383، ، صفحه 3-14

چکیده

تحریک فیبرهای عصبی شنوایی با اعمال جریان الکتریکی توسط الکترودهای کاشته شده، اساس کار سیستم کاشت حلزونی است. انتشار جریان الکتریکی در هادی حجمی حلزونی، باعث گسترش پتانسیل الکتریکی و تحریک ناحیه وسیع تری می شود. این گسترش، از ظرافت و دقت تحریک می کاهد و امکان بررسی یک ناحیه خاص را در تستهای بالینی تحریک و ثبت پاسخ عصبی کاهش ... بیشتر تحریک فیبرهای عصبی شنوایی با اعمال جریان الکتریکی توسط الکترودهای کاشته شده، اساس کار سیستم کاشت حلزونی است. انتشار جریان الکتریکی در هادی حجمی حلزونی، باعث گسترش پتانسیل الکتریکی و تحریک ناحیه وسیع تری می شود. این گسترش، از ظرافت و دقت تحریک می کاهد و امکان بررسی یک ناحیه خاص را در تستهای بالینی تحریک و ثبت پاسخ عصبی کاهش می دهد و در تحریک به منظور ایجاد شنوایی، با افزایش تداخل بین کانالها، ظرافت بازنمایی فرکانسی سیگنال صوتی را کاهش می دهد. در تحریک انتخابگر، هدف اصلی، کاهش گسترش عرضی ناحیه تحریک است به گونه ای که افزایش جریان الکتریکی با هدف تحریک تعداد بیشتری فیبر عصبی در مقابل الکترود، منجر به گسترش عرضی ناحیه تحریک نشود. در روشهای متداول تحریک چندالکترودی، با اعمال همزمان جریان مهاری به الکترودهای کناری با علامت معکوس، جریان الکترود مرکزی، الگوی توزیع پتانسیل شکل دهی می شود. اشکال این روش، نیاز آن به تحریک همزمان است که در سیستمهای موجود کاشت حلزونی، این امکان به لحاظ تجهیزاتی فراهم نیست. در این مقاله، روش جدیدتری بر اساس تحریک چندالکترودی غیرهمزمان ارائه شده است که در آن با اعمال پیش پالس مهاری توسط الکترودهای کناری، شرایط اولیه و آستانه تحریک برای جریان تحریک الکترود اصلی تغییر می کند و با افزایش آستانه در محور عرضی، گسترش ناحیه تحریک محدود می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی های انجام شده روی مدل فیبر عصبی نشان می دهد این روش ضمن رفع مشکل تحریک همزمان، در کنترل ناحیه تحریک، کارآیی قابل توجهی به لحاظ کیفی و کمّی در مقایسه با روش تحریک چند قطبی داراست.

سیستم‌های واسط مغز-رایانه

بازشناسی فرکانس تحریک SSVEP به روش ترکیبی تجزیه حالت تجربی با CCA یا LASSO

علی مالکی؛ مرضیه علیرضایی علویجه

دوره 16، شماره 1 ، اردیبهشت 1401، ، صفحه 41-50

چکیده

امروزه استفاده از سیستم‌ رابط مغز- رایانه مبتنی بر پتانسیل‌های برانگیخته بینایی حالت ماندگار به دلیل محاسنی همچون صحت قابل قبول و نیاز حداقلی به آموزش کاربر، رو به افزایش است. با وجود این مزایا، نویزهای ناخواسته‌ای که SSVEP را تحت تاثیر قرار می‌دهد از مسائلی است که می‌تواند سبب کاهش کارایی چنین سیستم‌هایی شود. این مقاله از الگوریتم ... بیشتر

مشاهده مقاله

مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی

مدلی رفتار پایه جهت توصیف یادگیری نوشتن حروف فارسی

مریم نقیب الحسینی؛ فریبا بهرامی

دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1387، ، صفحه 75-84

چکیده

در این مقاله مدلی بر اساس رفتار نوشتاری انسان و به منظور یادگیری نوشتن حروف فارسی در اندازه های مختلف پیشنهاد شده است. این مدل با تقلید از یک حرف نوشته شده به وسیله انسان، اقدام به رونویسی آن می کند. تقلید شامل دو مرحله درک و عمل است. در مرحله درک، اطلاعات مورد نیاز برای تولید حرف از الگوی اصلی استخراج می شود و در مرحله عمل، مدل اقدام ... بیشتر در این مقاله مدلی بر اساس رفتار نوشتاری انسان و به منظور یادگیری نوشتن حروف فارسی در اندازه های مختلف پیشنهاد شده است. این مدل با تقلید از یک حرف نوشته شده به وسیله انسان، اقدام به رونویسی آن می کند. تقلید شامل دو مرحله درک و عمل است. در مرحله درک، اطلاعات مورد نیاز برای تولید حرف از الگوی اصلی استخراج می شود و در مرحله عمل، مدل اقدام به تولید حرف به صورت مشابه با الگوی اصلی می کند. برای نوشتن مجدد یک حرف ابتدا آن را به اجزای تشکیل دهنده خود یا ضربه های نوشتاری تجزیه می کنیم. هر ضربه با تقریب تکه ای خطی به زیر بخش هایی تقسیم می شود. شیب و طول قدم هر یک از این زیر بخش ها به عنوان ویژگی های حرف نوشته شده در نظر گرفته می شوند و مدل با یادگیری این ویژگی ها نوشتن حرف را می آموزد. این ویژگی ها معرف رفتار نوشتاری انسان است. یادگیری در صورت توانمندی مدل در تولید مسیر به گونه ای که تمام نقاط روی آن، فاصله ای کمتر از یک میزان از پیش تعریف شده از مسیر اصلی را دارا باشد، تکمیل می شود. این میزان از پیش تعریف شده را عرض توجه می نامیم که نشان دهنده توجه بصری و معرف دقت فرد در طول مراحل یادگیری است. در مدل پیشنهادی توجه بصری تطبیقی استو با پیشرفت یادگیری کاهش می یابد. پس از پایان یادگیری، مدل توانایی تولید حروف فارسی در اندازه های مختلف و با استفاده از حافظه را داراست. به منظور بررسی عملکرد مدل از محاسبه همبستگی بین مسیر حرف تولید شده به وسیله مدل و مسیر الگوی اصلی استفاده می شود. نتایج حاصل حاکی از عملکرد بسیار خوب مدل در بین داده های مختلف فارسی است.

بیوسرامیک / سرامیک زیستی

تاثیر تمرین با میله‌ی منعطف بر سینرجی‌های عمل‌کردی متغیر با زمان تونیک و فازیک عضلات شانه

مهرداد داودی؛ سید محمدرضا شکوهیان؛ مهدی باقری روچی؛ مسعود عبداللهی؛ سها برویس؛ مریم هویت‌طلب؛ محمد پرنیان‌پور

دوره 14، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 81-96

چکیده

شانه به دلیل داشتن درجه‌های آزادی متعدد، یک مفصل پیچیده در سیستم اسکلتی عضلانی به حساب می‌آید. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از تئوری سینرجی‌های متغیر با زمان، مشخص شود که اعصاب مرکزی برای ایجاد حرکت در شانه چگونه بر پیچیدگی‌های کنترلی مساله فائق می‌آید. در این راستا، تمرین‌هایی در یک فضای سه‌بعدی اطراف بدن همراه با حرکت ... بیشتر شانه به دلیل داشتن درجه‌های آزادی متعدد، یک مفصل پیچیده در سیستم اسکلتی عضلانی به حساب می‌آید. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از تئوری سینرجی‌های متغیر با زمان، مشخص شود که اعصاب مرکزی برای ایجاد حرکت در شانه چگونه بر پیچیدگی‌های کنترلی مساله فائق می‌آید. در این راستا، تمرین‌هایی در یک فضای سه‌بعدی اطراف بدن همراه با حرکت رفت و برگشتی میله‌ی منعطف در نرم‌افزار Anybody مدل‌سازی شده، سطوح فعالیت 12 عضله‌ی منتخب در کنار گشتاور آن‌ها حول مفصل به عنوان خروجی ثبت گردیده و نتایج تحت یک ماتریس کلی طبق مفهوم سینرجی‌های عمل‌کردی به عنوان ورودی به یک الگوریتم بهینه‌سازی گرادیان محور جهت تعیین بردارهای سینرجی اعمال شده است. شیفت‌های زمانی با روش matching pursuit و ضرایب بزرگی با روش non-negative least square در هر مرحله از حل به دست آمده است. با کمک معیار R2، 5 سینرجی تونیک و 5 سینرجی فازیک انتخاب شده است که توانایی بازسازی 79% از کل داده‌ها و نیز توانایی بازسازی الگوی فعالیت عضلات مربوط به یک تمرین غیر از تمرین‌های اولیه را با دقت 60% دارند. هر یک از سینرجی‌ها همراه با عضلات فعال در آن، در بخش‌های مشخصی از فضای فعال بوده‌اند. عضله‌ی serratus در اکثر سینرجی‌ها فعال بوده که اهمیت این عضله در انجام تمرینات با میله را نشان می‌دهد. در سینرجی 1، عضلات اکستنسوری سه‌سر فعال بوده اما عضله‌ی فلکسوری-ابداکتوری دوسر در محدوده‌ی سینرجی‌های 4 و 5 در فضای بالای سر فعال شده است. شکل‌گیری ترکیب آگونستیک و آنتاگونستیک بین دو یا چند سینرجی و نیز شکل‌گیری الگوی هم‌کاری متغیر با زمان بین عضلات در هر سینرجی در طول حرکت از دیگر نتایج این تحقیق است. این تحقیق نشان داده که پیچیدگی محاسباتی یافتن شیفت‌های زمانی به دلیل یک‌سان بودن سرعت در تمام تمرین‌ها و نیز جدا کردن بخش‌های تونیک و فازیک به دلیل گشتاور کم وزن دست و میله حول مفصل، نتوانسته درک نورولوژیک جدیدی را ارائه دهد اما به کارگیری سینرجی‌های عمل‌کردی برای تحلیل‌های دقیق‌تر موثر بوده است.

مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی

مدلسازی عملکردی نقش آستروسیت‌ها در همزمانی فعالیت سلول‌های عصبی

محمود امیری؛ فریبا بهرامی؛ مهیار جان‌احمدی

دوره 4، شماره 2 ، شهریور 1389، ، صفحه 83-96

چکیده

در این مقاله، به مدلسازی عملکردی نقش آستروسیت‌ها که دسته مهمی از سلول‌های گلیال به شمار می‌روند به عنوان تنظیم کننده‌های سیناپسی در همزمان شدن فعالیت سلول‌های عصبی پرداخته می‌شود. ایده اصلی استفاده همزمان از مدل‌های جمعیت نورونی کورتیکال و تالاموکورتیکال ارائه شده توسط سافژینسکی و همکاران (2004) با در نظر گرفتن ایده بازخورد داخلی ... بیشتر در این مقاله، به مدلسازی عملکردی نقش آستروسیت‌ها که دسته مهمی از سلول‌های گلیال به شمار می‌روند به عنوان تنظیم کننده‌های سیناپسی در همزمان شدن فعالیت سلول‌های عصبی پرداخته می‌شود. ایده اصلی استفاده همزمان از مدل‌های جمعیت نورونی کورتیکال و تالاموکورتیکال ارائه شده توسط سافژینسکی و همکاران (2004) با در نظر گرفتن ایده بازخورد داخلی مطرح شده به‌وسیله آیزمیدیسو همکاران (2009) از یک سو و گنجاندن مدل محاسباتی آستروسیت‌ها در این مدل‌ها، از سوی دیگر است. در همین راستا با گنجاندن نقش آستروسیت‌ها در تنظیم و کنترل فعالیت سیناپس؛ مدل‌های کورتیکال و تالاموکورتیکال منطبق بر واقعیت فیزیولوژی توسعه داده شده و تکمیل می‌شوند. به این ترتیب عملکرد آستروسیت‌ها در حالت طبیعی (سالم) و بیماری (نقص درانجام عملکرد خود) در همزمان‌سازی فعالیت جمعیت‌های نورونی بررسی می‌شود. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که آستروسیت‌های سالم با پایش درست فعالیت سیناپسی و اعمال سیگنال کنترلی مناسب می‌توانند تغییرات ورودی تحریکی به سلول‌های عصبی را تا حد زیادی جبران کنند. در حالی که آستروسیت‌های بیمار نمی‌توانند در تنظیم فعالیت سیناپسی وظیفه خود را به درستی انجام دهند و در نتیجه نمی‌توانند از بروز همزمان شدن غیرطبیعی و بیش ازحد سلول‌های عصبی جلوگیری کنند. بنابراین با توجه به نتایج مدل‌های تکمیل شده، پیشنهاد می‌شود که امکان استفاده از مواد مؤثر بر آستروسیت‌ها به عنوان یک کاندید جدید در درمان بیمارهای مرتبط با همزمان شدن غیرطبیعی سلول‌های عصبی (همچون بیماری صرع) مورد بررسی بیشتر و عمیق‌تر قرار گیرد.

پردازش تصاویر پزشکی

حذف نویز لکه ای از تصاویر سونوگرافی به کمک سیستم بر خط فازی عصبی ژنتیک

علی رفیعی؛ محمدحسن مرادی؛ محمد رضا فرزانه

دوره 1، شماره 2 ، شهریور 1386، ، صفحه 83-93

چکیده

در این تحقیق فیلتر جدیدی برای حذف نویزهای لکه ای از تصاویر سونوگرافی طراحی شده است. فیلتر طراحی شده فیلتری با قابلیت های یادگیری شبکه های عصبی، تطبیق اطلاعات با قالب فازی و بهینه شدن متغیرها بر اساس الگوریتم ژنتیک تک عضوی است. شبکه عصبی به کار رفته یک شبکه چهار لایه رو به جلو با وزن های باینری است. ورودی در پنجره ای از همسایگی های پیکسل ... بیشتر

بیوالکتریک

بهینه‌سازی ضرایب ویولت پیوسته برای مرتب‌سازی اسپایک‌های عصبی

امیر سلیمان‌خانی؛ وحید شالچیان

دوره 12، شماره 2 ، شهریور 1397، ، صفحه 85-96

چکیده

ثبت خارج‌سلولی فعالیت تک‌نورون‌های مغزی به عنوان روشی پرطرفدار در تحقیقات حوزه‌ی علوم اعصاب و مهندسی توان‌بخشی عصبی شناخته می‌شود. این ثبت‌ها شامل فعالیت تمام نورون‌های اطراف الکترود می‌شود که برای استفاده‌ی بهتر از آن‌ها باید با روش‌های طبقه‌بندی اسپایک به فعالیت تک‌نورون‌ها رسید. بر اساس ویژگی‌های ساختاری نورون، مانند ... بیشتر ثبت خارج‌سلولی فعالیت تک‌نورون‌های مغزی به عنوان روشی پرطرفدار در تحقیقات حوزه‌ی علوم اعصاب و مهندسی توان‌بخشی عصبی شناخته می‌شود. این ثبت‌ها شامل فعالیت تمام نورون‌های اطراف الکترود می‌شود که برای استفاده‌ی بهتر از آن‌ها باید با روش‌های طبقه‌بندی اسپایک به فعالیت تک‌نورون‌ها رسید. بر اساس ویژگی‌های ساختاری نورون، مانند درخت دندریتی آن و فاصله و جهت ثابتی که نسبت به الکترود ثبت دارد، می‌توان نتیجه گرفت که شکل اسپایک تولیدی آن منحصر به فرد و ثابت است. با این حال انجام طبقه‌بندی پتانسیل عمل‌ها در مقادیر نسبت سیگنال به نویز پایین، همواره با چالش‌هایی همراه است. طبقه‌بندی اسپایک‌های نورونی معمولا شامل سه بخش آشکارسازی، استخراج ویژگی و طبقه‌بندی می‌شود. در این مقاله، روشی بر مبنای بهینه‌سازی ضرایب ویولت پیوسته در مرحله‌ی استخراج ویژگیها ارائه شده که در مقادیر نسبت سیگنال به نویز پایین نیز کارایی خوبی دارد. در روش پیشنهادی، بعد از محاسبه‌ی ضرایب ویولت پارامتری‌شده، با استفاده از معیارهای فاصله‌ی اقلیدسی و سطح زیر منحنی مشخصه‌ی عمل‌گر گیرنده در طبقه‌بندی دو گروه، بهترین پارامترها برای افزایش تفکیک‌پذیری ویژگی‌ها انتخاب می‌شوند، به طوری که ابتدا مقیاس مناسب با معیار فاصله‌ی اقلیدسی پیدا شده و در نهایت انتقال زمانی با معیار دوم انتخاب می‌شود. در این پژوهش برای خوشه‌بندی از الگوریتم ساده و در عین حال کارامد k-means استفاده شده است. برای بررسی و ارزیابی روش پیشنهادی از سه مجموعه داده‌ی شبیه‌سازی‌شده استفاده گردید که در 9 حالت مختلف نسبت سیگنال به نویز و با مدل‌سازی نویز زمینه از نویز حقیقی ثبت‌شده تهیه شده بودند. نتایج به دست آمده از مرتب‌سازی داده‌های شبیه‌سازی‌شده نشان داد که بهینه‌سازی پارامترهای تبدیل ویولت پیوسته با روش پیشنهادی می‌تواند در ارتقای کارایی طبقه‌بندی اسپایک‌ها نسبت به روش آنالیز اجزای اصلی، موثر واقع شود.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

تشخیص آریتمی‌های قلبی به کمک شبکه‌های عصبی با بکارگیری ویژگی‌های آشوبی سیگنال نرخ تغییرات قلبی و تکنیک تحلیل تمایزی تعمیم‌یافته

رضا سلیمانی؛ سید مجتبی روحانی

دوره 5، شماره 2 ، شهریور 1390، ، صفحه 89-103

چکیده

در این مقاله یک الگوریتم جدید ومؤثر جهت طبقه‌بندی آریتمی‌های مهم قلبی با استفاده از سیگنال تغییرات ضربان قلب HRV که دارای مشخصه‌های آشوبگونه بهتری نسبت به ECG ‌ست پیشنهاد شده است. در مرحله استخراج ویژگی، علاوه بر ویژگی‌های متداول خطی زمانی و فرکانسی، ویژگی‌های غیرخطی (آشوبگون) نیز بررسی شده‌اند. برای تسهیل در تعلیم و افزایش دقت طبقه‌بندی‌کننده، ... بیشتر در این مقاله یک الگوریتم جدید ومؤثر جهت طبقه‌بندی آریتمی‌های مهم قلبی با استفاده از سیگنال تغییرات ضربان قلب HRV که دارای مشخصه‌های آشوبگونه بهتری نسبت به ECG ‌ست پیشنهاد شده است. در مرحله استخراج ویژگی، علاوه بر ویژگی‌های متداول خطی زمانی و فرکانسی، ویژگی‌های غیرخطی (آشوبگون) نیز بررسی شده‌اند. برای تسهیل در تعلیم و افزایش دقت طبقه‌بندی‌کننده، از دو تکنیک استفاده شده است: الف) تعداد ویژگی‌های استخراج شده توسط تکنیک آنالیز تمایزی تعمیم‌یافته GDA کاهش یافته است بدون آنکه این کاهش محتوای اطلاعات موجود را تقلیل دهد. ب) به کمک یک نگاشت خودسازمانده SOM برای هر گروه از داده‌ها، داده‌هایی برای تعلیم انتخاب شده‌اند که بیشترین محتوای اطلاعات را در مورد آن گروه داشته باشند. بررسی نتایج نشان می‌دهد که ویژگی‌های آشوب‌گونه نقش موثری در افزایش دقت سیستم تشخیص آریتمی قلبی دارد بنحوی که دقت کلی روش از حدود 92٪ به 97٪ افزایش یافته است. همچنین این نتایج موید اهمیت بکارگیری تکنیک‌های GDA و SOM به نحو پیش‌گفته است.در مرحله طبقه‌بندی طبقه‌بندهای MLP و SVM و PNN‌ مورد استفاده قرار گرفته و نتایج مقایسه شده است. در این مقاله7 نوع آریتمی مختلف VT, VF, LBBB, CHB, AF, AFL, PVC و نیز گروه ضربانهای طبیعی (NSR) با دقت کلی 97.4 درصد شناسایی و طبقه‌بندی شده‌اند.

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.

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