نشریه‌ی علمی مهندسی پزشکی زیستی

پردازش سیگنال‌های حیاتی

یک روش شخصی‎سازی شده برای تخمین فشارخون بدون کاف از یک سنسور PPG مبتنی بر یادگیری انتقالی عمیق

مرضیه قنواتی؛ سیده فاطمه مولایی زاده؛ مجتبی نویدی

دوره 17، شماره 2 ، شهریور 1402، ، صفحه 150-160

چکیده

فشارخون بالا مهم‎ترین عامل مرگ‎ومیر در جهان است. اندازه‌گیری پیوسته فشارخون در سالمندان و افراد با سابقه سکته قلبی، بیماری قلبی عروقی، بیماری کلیوی و فشارخون بارداری بسیار ضروری است. هولترهای فشارخون مبتنی بر کاف به عنوان مرسوم‎ترین روش اندازه‎گیری پیوسته فشارخون، به دلیل استفاده از کاف بادی باعث ناراحتی شخص به خصوص در حین ... بیشتر فشارخون بالا مهم‎ترین عامل مرگ‎ومیر در جهان است. اندازه‌گیری پیوسته فشارخون در سالمندان و افراد با سابقه سکته قلبی، بیماری قلبی عروقی، بیماری کلیوی و فشارخون بارداری بسیار ضروری است. هولترهای فشارخون مبتنی بر کاف به عنوان مرسوم‎ترین روش اندازه‎گیری پیوسته فشارخون، به دلیل استفاده از کاف بادی باعث ناراحتی شخص به خصوص در حین خواب می‎شوند. یک راه حل برای چنین مشکلاتی، اندازه‎گیری فشارخون به روش نوری با استفاده از سیگنال فوتوپلتیسموگرام است. در این پژوهش یک چارچوب یادگیری عمیق انتقالی برای تخمین فشارخون سیستولیک و دیاستولیک بر مبنای یک سیگنال فوتوپلتیسموگرام ارائه شده است. چارچوب پیشنهادی شامل سه بخش اصلی است: 1) کاهش نرخ نمونه‌برداری با ضریب 4 با هدف کاهش پیچیدگی مدل، 2) طراحی یک مدل پیش‌آموزش شامل لایه‌های CNN و BiLSTM و 3) ایجاد مدل شخصی‌سازی‌شده برای هر فرد با استفاده از یادگیری انتقالی. آنالیز بلند آلتمن و همبستگی برای مقایسه روش پیشنهادی با روش کاتتر شریانی (روش استاندارد طلایی برای اندازه‌گیری فشارخون) انجام شد. مدل پیشنهادی بر روی محدوده وسیعی از مقادیر فشارخون 100 بیمار از پایگاه داده MIMIC-III ارزیابی شد. نتایج نشان می‌دهد خطا و ضریب همبستگی پیرسون برای فشارخون سیستولیک به ترتیب برابر با 38/7±14/0 (انحراف معیار±میانگین) میلی‌مترجیوه و 95/0 و برای فشارخون دیاستولیک برابر با 67/4±00/0 میلی‌مترجیوه و 92/0 است. روش پیشنهادی الزامات استاندارد AAMI، IEEE-1708a و درجه A استاندارد BHS را برآورده می‌کند. این پژوهش می‌تواند چشم‌انداز روشنی را برای مانیتورینگ بلندمدت فشارخون و پیش‌گیری از رویدادهای قلبی عروقی ترسیم نماید.

مشاهده مقاله

بیومکانیک دندان

بررسی پایداری اولیه‌ی ایمپلنت‌های دندانی در بارگذاری-باربرداری فشاری متناوب با استفاده از تصاویر میکروسی‌تی و روش همبستگی حجمی دیجیتال

پدرام اخلاقی؛ ستاره خورشیدپرست؛ غلامرضا روحی؛ حمیدرضا باریکانی

دوره 15، شماره 2 ، شهریور 1400، ، صفحه 151-159

چکیده

پایداری اولیه‌ی ایمپلنت عبارت است از اتصال اولیه‌ی مکانیکی میان ایمپلنت و استخوان که به صورت برونتنی با اندازهگیری سفتی و بار بیشینه‌ی ساختار استخوان-ایمپلنت قابل برآورد است. فرایندهایی مانند ایمپلنت‌گذاری و اعمال بار پس از ایمپلنت‌گذاری سبب ایجاد آسیب در استخوان اطراف ایمپلنت شده که منجر به کاهش پایداری اولیه میشود. ... بیشتر پایداری اولیه‌ی ایمپلنت عبارت است از اتصال اولیه‌ی مکانیکی میان ایمپلنت و استخوان که به صورت برونتنی با اندازهگیری سفتی و بار بیشینه‌ی ساختار استخوان-ایمپلنت قابل برآورد است. فرایندهایی مانند ایمپلنت‌گذاری و اعمال بار پس از ایمپلنت‌گذاری سبب ایجاد آسیب در استخوان اطراف ایمپلنت شده که منجر به کاهش پایداری اولیه میشود. هدف این مطالعه یافتن تاثیر آسیبهای ایجاد شده در استخوان بر پایداری اولیه‌ی ساختار استخوان-ایمپلنت در بارگذاری-باربردای فشاری دورهای است. بدین منظور ابتدا یک نمونه‌ی استخوان اسفنجی استوانهای شکل از بخش پروگزیمال استخوان ساق پای گاو جدا شده است. پس از وارد کردن ایمپلنت و آمادهسازی نمونهی استخوان-ایمپلنت، آزمون مکانیکی بارگذاری-باربرداری فشاری دورهای به شکل شبه‌استاتیک با نرخ 0024/0 mm/s و به صورت جابه‌جایی-کنترل و مرحله به مرحله از دامنه‌ی 04/0 تا 28/1 mm به ساختار استخوان-ایمپلنت اعمال شده است. در هر مرحله از جابه‌جایی پس از باربرداری، از نمونه‌ی استخوان-ایمپلنت تصاویر میکروسیتی (µCT) گرفته شده است. در نهایت سفتی ساختار در هر جابه‌جایی اعمالی و نیز بار نهایی آن از آزمون مکانیکی به دست آمده است. نحوه‌ی توزیع و مقدار کرنش پلاستیک در استخوان اسفنجی اطراف ایمپلنت نیز با مقایسه‌ی تصاویر µCT ساختار، پیش و پس از اعمال هر جابه‌جایی و با استفاده از روش همبستگی حجمی دیجیتال (DVC) محاسبه شده است. نتایج آزمون مکانیکی نشان داده که افزایش مرحله به مرحلهی دامنه‌ی بارگذاری از صفر تا 96/0 mm، سبب کاهش 40 درصدی سفتی ساختار استخوان-ایمپلنت نسبت به سفتی اولیه‌ی آن شده است. نتایج تحلیل DVC نشان داده که اولا بیشینه‌ی کرنش پلاستیک در استخوان اطراف ناحیه‌ی گردنی ایمپلنت ایجاد شده و ثانیا افزایش دامنه‌ی بارگذاری از جابه‌جایی 64/0 تا 96/0 mm سبب افزایش 5/1 درصدی بیشینه‌ی کرنش پلاستیک شده است. امید است نتایج این گونه تحقیقات در بهینهسازی طراحی ایمپلنتهای دندانی با رویکرد افزایش پایداری آن‌ها کمک نماید.

بیومکانیک دندان

مدلسازی ریاضی نیروی اصطکاک بین لیگاچور و سیم ارتودنسی

جلیل رضایی پژند؛ سید محمد چاوشی

دوره -1، شماره 2 ، بهمن 1383، ، صفحه 153-158

چکیده

هدف از این مطالعه، دستیابی به یک مدل ریاضی برای محاسبه نیروی بین سیم و لیگاچور الاستومری در حرکت لغزشی دندان است. با استفاده از این مدل ریاضی می توان اصطکاک را از زوایای مختلف، از نقطه نظر کیفی و کمی تحلیل نمود. در اثر کشش لیگاچور، نیروی فشاری بین سطوح تماس لیگاچور و سیم ارتودنسی ایجاد می شود، از این رو، هنگام حرکت دندان، نیروی اصطکاک ... بیشتر

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

تاثیر بیماری سولکوس بر عمل‌کرد تارهای صوتی به روش محاسباتی بر‌هم‌کنش سیال و جامد

علی وظیفه‌دوست صالح؛ ناصر فتورائی؛ مهدی نویدبخش؛ فرزاد ایزدی

دوره 11، شماره 2 ، مرداد 1396، ، صفحه 153-165

چکیده

صحبت کردن انسان، فرآیند بسیار پیچیدهای میباشد که حاصل برهم‌کنش جریان هوا در طول حنجره و ساختار ارتعاشی تارهای صوتی است. سولکوس، یکی از بیماری‌های مرتبط با تارهای صوتی است که در این بیماری، لایه‌هایی از تارهای صوتی وجود نداشته و تارهای صوتی دارای شکاف هستند و درنتیجه اختلالاتی در تولید صوت ایجاد می‌شود. در این مقاله برای اولین ... بیشتر صحبت کردن انسان، فرآیند بسیار پیچیدهای میباشد که حاصل برهم‌کنش جریان هوا در طول حنجره و ساختار ارتعاشی تارهای صوتی است. سولکوس، یکی از بیماری‌های مرتبط با تارهای صوتی است که در این بیماری، لایه‌هایی از تارهای صوتی وجود نداشته و تارهای صوتی دارای شکاف هستند و درنتیجه اختلالاتی در تولید صوت ایجاد می‌شود. در این مقاله برای اولین بار، بیماری سولکوس به‌صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیرات بیماری بر ارتعاشات تارهای صوتی ارزیابی شده است. مدل ایده‌آلی از تارهای صوتی سالم و مبتلا به سولکوس به‌صورت دو‌بعدی تعریف شده‌است و مدل المان محدود از تارهای صوتی و راه‌های هوایی به‌طور کامل جفت‌شده با نرم‌افزار ال‌اس‌داینا حل شده است. مدل محاسباتی ارائه‌شده در دامنه‌ی سیال از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی، فرمول‌بندی لاگرانژی-اویلری دلخواه و معادلات تراکم‌ناپذیر پیوستگی و ناویر-استوکس و در دامنه‌ی جامد از مدل سه‌لایه‌ی الاستیک خطی استفاده شده‌است. نوسانات خود‌تحریک برای تارهای صوتی بیمار درجه‌ی دو، ارائه شده و با مدل سالم مقایسه شده‌است. پاسخ‌ها به صورت کمی وکیفی مطالعه شده و مدل سالم با نتایچ عددی و تجربی گذشته مقایسه شده‌است. تاثیرات بیماری بر پارامترهای جریان و فرکانس ارتعاشی تارهای صوتی، مطالعه ‌شده‌ است. تجزیه‌وتحلیلهای انجام‌شده نشان داد که وجود شکاف در تارهای صوتی بیمار، باعث میشود فرکانس ارتعاشی تارهای صوتی کاهش یافته و عرض شکاف حنجره و دبی عبوری بیشینه و میانگین از دهانه‌ی حنجره، افزایش می‌یابد.

تنظیم سطح گلوکز خون در بیماران مبتلا به دیابت نوع یک به روش تطبیقی مدل مرجع و پیش‌بین اسمیت اصلاح یافته

زینب تشکری زاده؛ نادیا نقوی؛ سید کمال حسینی ثانی

دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، ، صفحه 159-171

چکیده

درحال حاضر، تزریق انسولین در بیماران دیابت نوع یک، اغلب موجب نوسانهای شدید در قند خون آنها شده و منجر به رخدادهای هایپرگلیسمی/هایپوگلیسمی میشود. کنترل حلقه بسته گلوکز توسط پانکراس مصنوعی کیفیت زندگی بیماران دیابت نوع یک را بهبود میدهد. درین مقاله، با استفاده از سیمولاتور GIM، دادهی بیمار دیابتی در طول شبانهروز به دست ... بیشتر

بیومکانیک

تحلیل اجزای محدود و مقایسه‌ی توزیع تنش در غضروف‌ها و منیسک‌های دو نمونه‌ی مفصل زانوی سالم و پرانتزی

هادی نیک‌بخت؛ سیدیوسف احمدی بروغنی؛ وحید اربابی

دوره 16، شماره 2 ، شهریور 1401، ، صفحه 159-166

چکیده

در یک زانوی پرانتزی تعادل بار در دو طرف مفصل زانو به هم خورده و تنش وارده به قسمت داخلی مفصل بیش‌تر از مقدار آن در مقایسه با یک پای سالم است. این عارضه در بسیاری اوقات پیش‌رونده بوده و به تدریج منجر به ساییدگی و درد می‌شود. در این مطالعه مدل اجزای محدود برای دو نمونه‌ی مفصل زانوی سالم و زانوی پرانتزی در حالت ایستاده از روی تصاویر ام‌آر‌آی ... بیشتر در یک زانوی پرانتزی تعادل بار در دو طرف مفصل زانو به هم خورده و تنش وارده به قسمت داخلی مفصل بیش‌تر از مقدار آن در مقایسه با یک پای سالم است. این عارضه در بسیاری اوقات پیش‌رونده بوده و به تدریج منجر به ساییدگی و درد می‌شود. در این مطالعه مدل اجزای محدود برای دو نمونه‌ی مفصل زانوی سالم و زانوی پرانتزی در حالت ایستاده از روی تصاویر ام‌آر‌آی تولید شده و پس از بارگذاری و حل مساله، وضعیت توزیع تنش در منیسک‌ها و غضروف‌ها برای هر دو حالت به دست آمده است. نتایج به دست آمده، تفاوت در حداکثر تنش‌ها و تفاوت شکل نواحی توزیع تنش را نشان می‌دهد. هم‌چنین نتایج نشان می‌دهد که مقادیر حداکثر تنش فون‌مایسز و نیز فشار تماسی در ناحیه‌ی داخلی زانو برای زانوی پرانتزی مقادیر بسیار بالاتری در مقایسه با پای سالم دارد. در حالت ایستاده حداکثر فشار تماسی در ناحیه‌ی داخلی مفصل، تحت یک بار 400 نیوتنی که بر انتهای بالایی سر استخوان ران وارد شده، به ترتیب برابر با 527/4 و 821/7 مگاپاسکال برای زانوی سالم و پرانتزی به دست آمده است. حداکثر مقادیر تنش فون‌مایسز در ناحیه‌ی داخلی زانو به ترتیب برابر با 821/2 و 501/6 مگاپاسکال به دست آمده است. با توجه به نتایج و تفاوت در تنش‌ها، نیاز به جراحی برای متعادل کردن تنش‌ها و بارهای دو طرف زانو برای بیمار مبتلا به واروس زانو ضروری است. میزان تصحیح را می‌توان علاوه بر بررسی هندسه‌ی مفصل، با مطالعه‌ی تفاوت تنش‌ها در دو طرف مفصل به شیوه‌ی دقیق‌تری تعیین کرد.

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

بررسی محاسباتی اثر ضخامت و سختی بسترکلاژنی بر پاسخ سلول‎های ‎بنیادی مزنشیمال در محیط کشت

مهدی مرادخانی؛ بهمن وحیدی

دوره 9، شماره 2 ، مرداد 1394، ، صفحه 179-190

چکیده

بررسی تحریکات مکانیکی موثر بر سلول بنیادی در شرایط طبیعی بدن و همچنین شرایط کشت آزمایشگاهی، موضوعی بسیار مهم درجهت دستیابی به توانایی کنترل بر رفتار و پاسخ‎های سلولی همچون رشد، تکثیر و تمایز می‎باشد. درمورد عوامل بیومکانیکی دخیل در این پدیده پژوهش‎های فراوانی انجامشده است. امروزه ثابتشده است که عواملی همچون مورفولوژی ... بیشتر بررسی تحریکات مکانیکی موثر بر سلول بنیادی در شرایط طبیعی بدن و همچنین شرایط کشت آزمایشگاهی، موضوعی بسیار مهم درجهت دستیابی به توانایی کنترل بر رفتار و پاسخ‎های سلولی همچون رشد، تکثیر و تمایز می‎باشد. درمورد عوامل بیومکانیکی دخیل در این پدیده پژوهش‎های فراوانی انجامشده است. امروزه ثابتشده است که عواملی همچون مورفولوژی سلول، آرایش اجزای زیرسلولی، هندسة داربست، سختی بستر و تحریک مکانیکی اعمالی از جانب آن و یا جریان سیال تاثیر بسزایی در پاسخ‎های سلولی دارند. در پژوهش حاضر سعیشده است تا با استفاده از تحلیل اجزای محدود، یکی از عوامل مذکور در تحریک مکانیکی موثر بر سلول بنیادی مزنشیمال یعنی اثر سختی و ضخامت بستر و پاسخ سلول از جنس تنش و کرنش به این عامل ارزیابی شود. برای این منظور از بستر‎های ‎پایه کلاژنی بهعنوان ماتریس خارجسلولی مصنوعی استفاده شد و شرایط کشت سلول درون یک بیوراکتور و در حضور جریان سیال شبیه‎سازی شد. با بهکارگیری روش برهمکنش سیال و سازه برای شبیه‎سازی و حل آن به شیوة جفتشوندگی دوطرفة معادلات سیال و جامد، تاثیر افزایش سختی بستر و ضخامت آن به ترتیب در افزایش و کاهش تنش‎های وارده بر سلول از جانب بستر به میزان حداکثر 15 درصد در نتایج مشاهده شد. همچنین مشاهده شد که تغییر سختی بستر تنها در بازه‎ی 1/0 تا 100 کیلو پاسکال می‎تواند در تغییر رفتار سلول درمقابل تحریک خارجی موثر باشد. نتایج بهدست آمده از این تحقیق در کنار سایر تحقیقات مشابه می‎توانند یک راهنما برای محققان جهت بهینهسازی شرایط ریزمحیطی سلول بنیادی در محیط کشت آزمایشگاهی و درنهایت دستیابی به نتایج کارآمدتر در پژوهش‎های مرتبط با مهندسی سلول‎های بنیادی محسوب شود.

پردازش گفتار

روش های اتصال گرای جدید بر گرفته از سامانه ادراک گفتار انسان به منظور بهبود بازشناسی گفتار ماشینی

محمدرضا یزدچی؛ سید علی سیدصالحی

دوره 1، شماره 3 ، آذر 1386، ، صفحه 201-213

چکیده

بازشناسی خودکار گفتار در شرایط عدم تطابق دادگان آموزش و آزمون، یکی از چالش های مهم در این مورد است. به منظور کاهش هر چه بیشتر این عدم تطابق، روش های مرسوم، سعی در بهسازی گفتار یا تطابق مدل آماری دارند. در این زمینه از جمله روش های دیگر می توان به آموزش مدل در شرایط مختلف اشاره کرد. موفقیت در این روش ها، در مقابل کارایی سیستم درک و بازشناسی ... بیشتر بازشناسی خودکار گفتار در شرایط عدم تطابق دادگان آموزش و آزمون، یکی از چالش های مهم در این مورد است. به منظور کاهش هر چه بیشتر این عدم تطابق، روش های مرسوم، سعی در بهسازی گفتار یا تطابق مدل آماری دارند. در این زمینه از جمله روش های دیگر می توان به آموزش مدل در شرایط مختلف اشاره کرد. موفقیت در این روش ها، در مقابل کارایی سیستم درک و بازشناسی در انسان بسیار ابتدایی به نظر می رسد. در مقاله حاضر با الهام از سیستم درک و بازشناسی در انسان، شبکه عصبی دو سویه جدیدی طراحی و پیاده سازی شده است. این شبکه قادر است تا با اتصالات بازگشتی ضمن مدل سازی دنباله واج نظیر کلمات مجزا، طی تکرارهای مختلف، دنباله واج استخراج شده از مدل صوتی را به دنباله واج مطلوب، اصلاح کند. برای این منظور پس از پیاده سازی روش مذکور بر روی 400 کلمه مجزا از دادگان فارس دات تلفنی، در بهترین حالت، افزایش %16.9 در صحت بازشناسی واج مدل صوتی مشاهده شد. تشکیل بستر جذب در این شبکه عصبی دو سویه، از مزایای این شبکه در برابر شبکه های عصبی تک سویه است. در ادامه، به کمک متوالی کردن مدل واژگانی مذکور با مدل صوتی، متغیرهای بازنمایی بر اساس روش های معکوس سازی شبکه های عصبی اصلاح گردید. بهسازی گفتار با این روش نتایج قابل ملاحظه ای در کاهش عدم تطابق دادگان آزمون و آموزش در پی داشت. در این مقاله کارایی مدل واژگانی و بهسازی گفتار در قالب افزایش صحت بازشناسی واج به میزان %18 نسبت به مدل صوتی نشان داده شده است.

پردازش تصاویر پزشکی

بازشناسی جلوه‌های هیجانی چهره مستقل از فرد مبتنی بر دانش اولیه از شخص جدید

امین محمدیان؛ حسن آقائی‌نیا؛ فرزاد توحیدخواه

دوره 6، شماره 3 ، آذر 1391، ، صفحه 207-218

چکیده

در این مقاله، روشی مبتنی بر دانش اولیه از شخص جدید با هدف افزایش قدرت تعمیم‌دهی سیستم بازشناسی جلوه‌های هیجانی چهره پیشنهاد شده است. به منظور بازشناسی مناسب، ترکیبی از ویژگی‌های هندسی و توصیفگرهای بافت چهره استفاده شد. این ویژگی‌ها با ویژگی‌های کل‌نگر(تحلیل مؤلفه‌های مستقل هسته-محور تصویر چهره و خودِ تصویر چهره) مقایسه شدند. ... بیشتر

پردازش تصاویر پزشکی

تفکیک غیرخطی تصاویر وزن دار مغزی به منظور تشخیص بیماری آلزایمر

میثم ترابی؛ عمادالدین فاطمی‌زاده

دوره 3، شماره 3 ، آذر 1388، ، صفحه 213-225

چکیده

در این مقاله روشی برای تشخیص بیماری آلزایمر پیشنهاد شده است که با استفاده از تحلیل تصاویر MR مغزی، شامل دو گروه وزن دار با T1 و وزن دار با T2، افراد بیمار را شناسایی می کند. با توجه به تفاوت های ماهیتی میان تصاویر وزن دار باT1 و وزن دار با T2، ویژگی های متفاوتی را از آنها استخراج نموده، سپس با بررسی مقادیر ویژه حاصل از این ... بیشتر در این مقاله روشی برای تشخیص بیماری آلزایمر پیشنهاد شده است که با استفاده از تحلیل تصاویر MR مغزی، شامل دو گروه وزن دار با T1 و وزن دار با T2، افراد بیمار را شناسایی می کند. با توجه به تفاوت های ماهیتی میان تصاویر وزن دار باT1 و وزن دار با T2، ویژگی های متفاوتی را از آنها استخراج نموده، سپس با بررسی مقادیر ویژه حاصل از این ویژگی ها، ابعاد فضای آنالیز را کاهش دادیم و خروجی را به دو تفکیک کننده غیرخطی اعمال کردیم. بدین ترتیب به طور همزمان و موازی، تصاویر وزن دار با T1 و وزن دار با T2 تحلیل شدند. سپس چون بیماری آلزایمر بخش خاکستری و سفید مغز را بیش از قسمت های سیاه و حاشیه ای آن (مانند بخش هایی موسوم به برآمدگی های چین خورده مغز و همچنین سینوس ها) مورد هجوم قرار می دهد و همچنین با توجه به اینکه تصاویر وزن دار با T1 حاوی اطلاعات بخش خاکستری و سفید مغز و تصاویر وزن دار با T2 حاوی اطلاعات مربوط به بخش خاکستری و سیاه است، نتایج به دست آمده از تصاویر وزن دار با T1را به تصاویر وزن دار با T2 ارجحیت داده، وزن بیشتری را به آن اختصاص دادیم تا پاسخ نهایی حاصل شود. در این مقاله از 120 تصویر وزن دار با T1 و وزن دار با T2 شامل مقطع های مختلف مغزی استفاده شده است که بعد از انطباق، به دو بخش آموزشی و آزمون طبقه بندی شده اند. نتایج، حاکی از تشخیص صحیح حدود سه چهارم تصاویر است.

پردازش تصاویر پزشکی

استفاده از مش فعال برای تخمین شاخص های محلی و کلی بطن چپ از روی توالی تصاویر تشدید مغناطیسی قلبی

سعید کرمانی؛ حمید ابریشمی مقدم؛ محمدحسن مرادی

دوره 2، شماره 3 ، آذر 1387، ، صفحه 215-231

چکیده

در این مقاله رویکرد جدیدی برای تجزیه و تحلیل دینامیک بطن چپ قلب مبتنی بر مدل شکل پذیر مش فعال 3D-AMM روی توالی از تصاویر تشدید مغناطیسی قلب مطرح می شود. این مدل بیان فشرده ای از مجموعه نقاط تصویر سه بعدی به دست می دهد که نتیجه تلفیق ریخت شناسی و هندسه هدف خواهد بود و با خواص کشسان قلب تزویج می شود. با برازش مدل به بردارهای جابه جایی ... بیشتر در این مقاله رویکرد جدیدی برای تجزیه و تحلیل دینامیک بطن چپ قلب مبتنی بر مدل شکل پذیر مش فعال 3D-AMM روی توالی از تصاویر تشدید مغناطیسی قلب مطرح می شود. این مدل بیان فشرده ای از مجموعه نقاط تصویر سه بعدی به دست می دهد که نتیجه تلفیق ریخت شناسی و هندسه هدف خواهد بود و با خواص کشسان قلب تزویج می شود. با برازش مدل به بردارهای جابه جایی پراکنده اولیه که به وسیله روند تناظریابی جدیدی به دست می آید، تغییر شکل بطنی تخمین زده می شود. به منظور توسعه مدل پیشنهادی قبلی، برش های میانی (بین برشی) و تقطیع آنها، به وسیله الگوریتم درون یابی مبتنی بر شکل نوینی، ایجاد شده است. ارزیابی با استفاده از اعمال الگوریتم بر روی 8 مجموعه توالی تصاویر (دو مجموعه توالی تصاویر مصنوعی و شش مجموعه حقیقی) انجام و نتایج به دست آمده با کارهای محققان دیگر مقایسه شده است. دقت این روش نیز بر روی تصاویر مصنوعی که به عنوان درستی زمینه در این تجزیه تحلیل ها شناخته شده، تخمین زده شده است. میانگین اندازه بردار خطا (تفاضل دو بردار میدان حرکت تخمینی و تحلیلی) کمتر ازmm 0.5 است. نتایج نشان می دهد، عملکرد این الگوریتم مقاوم، دقیق تر و بسیار سریع تر از الگوریتم های پیشنهادی قبلی ماست، به طوری که زمان اجرای الگوریتم تقریبا به میزان نصف کاهش یافته است. نتایج تخمین کرنش های نرمال بر روی تصاویر واقعی با نتایج به دست آمده از تجزیه و تحلیل چاپ شده از محققان دیگر، و همچنین نتایج آنالیز توالی تصاویر بیمار با مشاهدات بالینی مطابقت دارد.

تأئید هویت مبتنی بر مدلسازی منحنی سرعت الگوی امضاء

سعید رشیدی؛ علی فلاح؛ فرزاد توحیدخواه

دوره 4، شماره 3 ، آذر 1389، ، صفحه 219-230

چکیده

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 ... بیشتر

ابزاردقیق پزشکی

طراحی و شبیه‌سازی بخش‌های بازیابی داده و توان القایی برای یک سیستم تحریک الکتریکی مورد استفاده در یک ایمپلنت مغزی

زهراسادات فاطمی؛ محمدمهدی احمدی

دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، ، صفحه 221-234

چکیده

امروزه استفاده از ریزسامانه‌های قابل کاشت، برای شناسایی دقیق‌تر عمل‌کرد مغز و تعامل نورون‌ها با یک‌دیگر، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این ریزسامانه‌ها، با بهره‌گیری از الکترودهایی با ابعادی در حدود اندازه‌ی یک نورون، قادر هستند تا عمل ثبت فعالیت یا تحریک یک نورون را با قدرت تفکیک بسیار بالایی انجام دهند. طراحی ریزسامانه‌های ... بیشتر امروزه استفاده از ریزسامانه‌های قابل کاشت، برای شناسایی دقیق‌تر عمل‌کرد مغز و تعامل نورون‌ها با یک‌دیگر، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این ریزسامانه‌ها، با بهره‌گیری از الکترودهایی با ابعادی در حدود اندازه‌ی یک نورون، قادر هستند تا عمل ثبت فعالیت یا تحریک یک نورون را با قدرت تفکیک بسیار بالایی انجام دهند. طراحی ریزسامانه‌های قابل کاشت تحریک الکتریکی، با چالش‌های بسیاری روبه‌رو است که از آن جمله می‌توان به نحوه‌ی بازیابی توان با بازده بالا و بازیابی دادههای ارسالی با دقت بالا، اشاره کرد. در این مقاله، یک ساختار جدید برای بلوک بازیابی توان در یک ریزسامانه‌ی تحریک الکتریکی مغز، ارائه شده است. در ریزسامانه‌ی تحریک الکتریکی مورد نظر در این مقاله، لازم است تا دو سطح ولتاژ‌ متفاوت تولید شود. ولتاژ اول، سطح پایین‌تری (8/1 وات) داشته و به عنوان منبع تغذیه‌ی مدارهای داخلی (مانند مدارهای دیجیتال)، مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای تولید این ولتاژ، از یک یک‌سوساز فعال استفاده شده است که با دریافت ولتاژ ورودی ۳ ولت، بازده توان 89% و افت ولتاژ ۱۵۰ میلی‌ولت را دارد. ولتاژ دوم، که سطح بالاتری داشته و متغیر می‌باشد، توان لازم برای منابع جریان تحریک‌کننده را تامین می‌کند. برای تولید این ولتاژ، از یک یک‌سوساز فعال کنترل شونده با فاز، استفاده می‌شود که ولتاژ خروجی آن، متناسب با میزان جریان تحریک، در بازه‌ی ۸/۱ تا 5/2 ولت تغییر کرده و از این طریق، اتلاف توان در منابع جریان تحریک را کاهش و بازده سیستم تحریک را در مواردی تا حدود ۵۰% افزایش می‌دهد. هم‌چنین در این مقاله، یک مدار دمدولاتور دامنه، جهت بازیابی داده‌های ارسالی از خارج بدن و یک مدار برای بازیابی پالس ساعت مورد نیاز برای عمل‌کرد ریزسامانه‌ی تحریکی، طراحی شده و نتایج شبیه‌سازی آن‌ها ارائه شده است. مدار دمدولاتور داده، قادر است تا داده‌ها را از ولتاژ ورودی با دامنه‌ی ۳ تا ۵ ولت و با ضریب مدولاسیون متغیر بین ۵ تا ۲۵ درصد، استخراج کند.

پردازش تصاویر پزشکی

رشد مورفولوژی مغز نوزادان در سطح ماکروسکوپی: مطالعه تفکیک‌پذیری زمانی

مریم مومنی؛ حمید ابریشمی مقدم؛ راینهارد گرب؛ کامران کاظمی؛ فابریس والوا

دوره 5، شماره 3 ، آذر 1390، ، صفحه 231-244

چکیده

سیر تکاملی چین‌خوردگی‌های مغز نوزادان شاخص مهمی در رشد مغز انسان می‌باشد و تحلیل کمی این روند رشد در مطالعات عصبی سودمند می‌باشد. نکته مهم در تحلیل کمی رشد مغز نوزادان تفکیک‌پذیری زمانی1 مورد نیاز و معنادار می‌باشد. در این مقاله برای اولین بار تخمین بازه زمانی مورد نیاز برای مطالعه ویژگی‌های ماکروسکوپی و استفاده از ابزار مناسب ... بیشتر سیر تکاملی چین‌خوردگی‌های مغز نوزادان شاخص مهمی در رشد مغز انسان می‌باشد و تحلیل کمی این روند رشد در مطالعات عصبی سودمند می‌باشد. نکته مهم در تحلیل کمی رشد مغز نوزادان تفکیک‌پذیری زمانی1 مورد نیاز و معنادار می‌باشد. در این مقاله برای اولین بار تخمین بازه زمانی مورد نیاز برای مطالعه ویژگی‌های ماکروسکوپی و استفاده از ابزار مناسب برای تحلیل این ویژگی‌ها در هفته‌های پس از تولد بررسی شده است. بدین منظور دو بازه سنی 40-39 و 42-41 هفتگی از زمان شروع بارداری2 (GA) در نظر گرفته شده و دو مدل هندسی مبتنی بر تصاویر تشدید مغناطیسی با وزن 1T ساخته شد. انحراف مکانی و پراکندگی برخی نشانگرهای آناتومی و میانگین متوسط و بیشینه طول بردار دگردیسی3 مکانی در 25 تصویر آزمون یکسان‌سازی شده به مدل‌های هندسی مقایسه و بررسی شدند. نتایج آزمون MANOVA تفاوت معنی‌دار در انحراف مکان ویژگی‌های آناتومی و میانگین متوسط و بیشینه طول بردار دگردیسی مکانی را در این دو بازه سنی نشان داد. همچنین تحلیل کمی پراکندگی داده‌های یکسان‌سازی شده بین دو بازه سنی، تفاوت معنی‌دار بین ویژگی‌های مذکور و تاثیر یکسان‌سازی به مدل هندسی پویا را در مواردی که آزمون MANOVA منجر به عدم رد فرضیه پوچ می‌شود نیز تایید کرد. با توجه به نتایج مطروحه در رنج سنی 42-39 هفتگی GA می‌توان نتیجه گرفت که فاصله زمانی دو هفته، کمینه فاصله زمانی در هفته‌های پس از تولد برای ساخت مدل هندسی به‌منظور بررسی رشد مغز در سطح ماکروسکوپی می‌باشد.

پردازش تصاویر پزشکی

ارزیابی ردیابی حرکات دیواره قلب با استفاده از تطبیق غیرصلب تصاویر اکوکاردیوگرافی

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.

برهم‌کنش انسان و رایانه

پروتکل مسیریابی انرژی کارا برای شبکه‌های بی‌سیم انرژی برداشت بدن

بیتا سلیمی قادی؛ مهدی گل سرخ تبار امیری

دوره 11، شماره 3 ، آبان 1396، ، صفحه 243-254

چکیده

شبکه‌های بی‌سیم بدن، گونه‌ی خاصی از شبکه‌های حسگر بی‌سیم هستند که امروزه کاربردهای زیادی دارند. از جمله‌ی مهم‌ترین این کاربردها پایش سلامتی انسان است. پایش سلامتی با هدف بهبود خدمات سلامت انجام میشود. از مهم‌ترین چالش‌ها در این نوع شبکهها، کارایی، توان عملیاتی بالا و طول عمر شبکه می‌باشد. از جمله روش‌های ممکن برای افزایش ... بیشتر شبکه‌های بی‌سیم بدن، گونه‌ی خاصی از شبکه‌های حسگر بی‌سیم هستند که امروزه کاربردهای زیادی دارند. از جمله‌ی مهم‌ترین این کاربردها پایش سلامتی انسان است. پایش سلامتی با هدف بهبود خدمات سلامت انجام میشود. از مهم‌ترین چالش‌ها در این نوع شبکهها، کارایی، توان عملیاتی بالا و طول عمر شبکه می‌باشد. از جمله روش‌های ممکن برای افزایش طول عمر شبکههای بیسیم بدن، استفاده از راهکار برداشت انرژی از بدن یا فعالیت بدنی است. در شبکه‌های با امکان برداشت انرژی، انرژی گره‌های حسگر به پایان نمی‌رسد، بلکه پس از رسیدن به یک حد آستانه، گره به حالت برداشت انرژی رفته و به‌ صورت بلوکه در می‌آید و تا زمان رسیدن به حد انرژی مشخص، در عملیات شبکه شرکت نمی‌کند. در این مقاله، یک پروتکل مسیربابی انرژی برداشت برای بهبود کارایی شبکه‌های بی‌سیم بدن ارائه شده است. در شبکه‌ی پیشنهادی، گره‌های حسگر علائم حیاتی بدن، از قابلیت برداشت انرژی برخوردار هستند. در روش مسیریابی پیشنهادی از یک گره رابط برای انتقال داده‌ها از سایر گره‌های حسگر به چاهک استفاده شده است. زمانی که فاصله‌ی گره حسگر تا چاهک کمتر از فاصله‌ی گره حسگر تا گره رابط است، پروتکل پیشنهادی، برای ارسال دادهها از مسیریابی تک‌گامه استفاده می‌کند. هم‌چنین، اگر نوع داده اضطراری تشخیص داده شود، برای ارسال آن از ارسال تک‌گامه، و در غیر این صورت از روش ارسال چندگامه استفاده خواهد شد. با هدف افزایش توان عملیاتی، گرهها در هنگام برداشت انرژی، به حالت بلوکه نمی‌روند، بلکه داده‌ها را به نزدیک‌ترین همسایه‌ی خود ارسال می‌کنند. پروتکل پیشنهادی توانسته در مقایسه با روش‌های پیشین، توان عملیاتی و طول عمر شبکه را بهبود بخشد و در سایر معیارهای کارایی، نسبت به روشهای پیشین عمل‌کرد بهتری داشته باشد.

انتقال حرارت زیستی

ارزیابی عددی و آزمایشگاهی روش ترموگرافی در تشخیص غدة تیروئید

فرشاد بهرامیان؛ افسانه مجری

دوره 10، شماره 3 ، مهر 1395، ، صفحه 245-256

چکیده

هدف از انجام این پژوهش، بررسی عددی و آزمایشگاهی استفاده از روش عکسبرداری حرارتی (ترموگرافی) برای تشخیص غدة تیروئید در بافت گردن است. برای این کار، ابتدا مدلی واقعی و سهبعدی از گردن انسان و اندامهای اصلی قرار‌گرفته در آن شامل نای، غدة تیروئید و سرخرگ و سیاهرگ گردنی، بر‌اساس عکسهای گرفته‌شده با استفاده از روش عکسبرداری ... بیشتر هدف از انجام این پژوهش، بررسی عددی و آزمایشگاهی استفاده از روش عکسبرداری حرارتی (ترموگرافی) برای تشخیص غدة تیروئید در بافت گردن است. برای این کار، ابتدا مدلی واقعی و سهبعدی از گردن انسان و اندامهای اصلی قرار‌گرفته در آن شامل نای، غدة تیروئید و سرخرگ و سیاهرگ گردنی، بر‌اساس عکسهای گرفته‌شده با استفاده از روش عکسبرداری مقطع نگاری رایانهای (سی تی اسکن) از بیمار سالم و بیمار مبتلا به سرطان تیروئید، ساخته میشود. سپس، از مدل ساخته‌شده برای تحلیل انتقال حرارت در بافت گردن استفاده میشود. در تحلیل حرارتی غدة تیروئید، به‌عنوان یک منبع حرارتی که گرمای تولیدی در آن تابع دمای لحظهای بافت است، در‌نظر‌گرفته میشود. انتقال گرما نیز در اثر پدیدة جابهجایی بین لایة درونی نای و هوای تنفس‌شده، بین سطح پوست گردن و محیط اطراف و همچنین انتقال گرما از سرخرگ و سیاهرگ گردنی، در مدلسازی لحاظ میشود. نتیجة مدلسازی، نقشة حرارتی (ترموگرام) سطح پوست گردن است که نشاندهندة افزایش دمای 5/0 تا 4/1 درجة سلسیوس ناحیهای از گردن در مجاورت غدة تیروئید، برای نمونة سالم است. بررسی تأثیر وجود تودة سلولی سرطانی در بافت تیروئید نیز روی نقشة حرارتی، نشاندهندة افزایش دمای 7/0 تا 6/1 درجة سلسیوس است، که در اثر متابولیسم بالاتر تودة سرطانی نسبت به بافت سالم رخ میدهد. برای بررسی عملی کاربردی بودن روش ترموگرافی، ارزیابی آزمایشگاهی روی یک نمونة سالم در شرایط مشابه با مدلسازی، توسط یک دوربین حرارتی با دقت بالا انجام میشود. تشابه نقاط سطح گردن با دمای افزایشیافته در تست آزمایشگاهی با نتایج مدلسازی، نشان‌دهندة توانایی روش عکسبرداری حرارتی برای تشخیص غدة تیروئید از روی سطح گردن است.

تشکیل حرکت دست‌رسانی در صفحه با استفاده از مدل پیش‌بینی زیرحرکت

سیده سمیه نقیبی؛ علی فلاح؛ علی مالکی؛ فرناز قاسمی

دوره 13، شماره 3 ، مهر 1398، ، صفحه 247-257

چکیده

پیشبینی درست مسیر مطلوب حرکتی در سیستمهای کنترل و بازتوانی حرکت مانند تحریک الکتریکی عمل‌کردی و رباتدرمانی بسیار ضروری میباشد. به نظر میرسد که حرکات دسترسانی انسان متشکل از مجموعهای از زیرحرکات است که هر زیرحرکت تصحیحی از مسیر کلی حرکت میباشد. با استفاده از زیرحرکات میتوان انجام حرکات پیچیده، یادگیری، تطبیقپذیری ... بیشتر پیشبینی درست مسیر مطلوب حرکتی در سیستمهای کنترل و بازتوانی حرکت مانند تحریک الکتریکی عمل‌کردی و رباتدرمانی بسیار ضروری میباشد. به نظر میرسد که حرکات دسترسانی انسان متشکل از مجموعهای از زیرحرکات است که هر زیرحرکت تصحیحی از مسیر کلی حرکت میباشد. با استفاده از زیرحرکات میتوان انجام حرکات پیچیده، یادگیری، تطبیقپذیری و دیگر ویژگیهای سیستم کنترل حرکت را تفسیر نمود. هدف این پژوهش پیشبینی و تولید حرکات دسترسانی دوجزئی در صفحه با استفاده از مدلی شبیه به مکانیسم واقعی تولید حرکات انسان و بر مبنای زیرحرکت می‌باشد. دادگان مورد استفاده شامل تکرارهای مختلف چهار نوع حرکت دسترسانی در صفحه از سه سوژه است. پس از پیشپردازش و فازبندی حرکات، تجزیه‌ی حرکات به زیرحرکت‌های کمینه‌ی جرک انجام شده است. در مرحله‌ی بعد، آموزش سه شبکه‌ی عصبی مجزا برای یادگیری پارامترهای زیرحرکت‌ها شامل دامنه، دوره و زمان شروع زیرحرکات انجام شده، شبکههای عصبی در ترکیب یک مدل حلقه‌ی بسته قرار گرفته و پیشبینی حرکات بر اساس مدل تصحیح خطا با استفاده از زیرحرکات توسط این مدل صورت گرفته است. نرخ دست‌رسی به هدف برای تمام حرکات پیشبینی شده توسط مدل زیرحرکت برابر با 100% به دست آمده است. هم‌چنین مقادیر میانگین فاصله از هدف، درصد VAF و میانگین خطای MSE بین مسیرهای حرکتی اصلی و پیشبینی شده نشان می‌دهد که حرکات پیشبینی شده با تقریب بسیار خوبی نسبت به حرکات اصلی تشکیل شدهاند. نتایج نشان میدهد که وقتی شبکههای عصبی آموزش داده شده با زیرحرکات در یک مدل حلقه‌ی بسته قرار گیرند به دلیل جبرانسازی خطاهای منتشر شده از مراحل قبل، به خوبی می‌توانند زیرحرکات مناسبی را برای دست‌رسی کامل به اهداف حرکتی پیشبینی کنند. از نتایج این مطالعه میتوان برای بهبود روشهای بازتوانی حرکتی استفاده نمود.

انتقال هدفمند دارو / دارورسانی هوشمند

رهایش آهسته‌ی پیریدوستیگمین بروماید از هیدروژل قابل ‌تزریق و حساس به دمای کیتوسان در شرایط برون‌تنی

فریبا گنجی؛ فاطمه هوبخت؛ فرزانه قاسمی تحریر؛ ابراهیم واشقانی فراهانی

دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، ، صفحه 249-260

چکیده

داروی پیریدوستیگمین بروماید یک عامل جلوگیری کننده از فعّالیّت آنزیم استیل کولین استراز به صورت برگشتپذیر است که در پیشگیری از مسمومیّت با سمّ سومان (نوعی سلاح شیمیایی) کاربرد دارد. درین پژوهش، سعی شد با استفادهاز محلول حساس به دمای کیتوسان/گلیسرول فسفات، یک سامانهی آهستهی رهش با قابلیت تزریق برای این دارو تهیه شود. ابتدا ... بیشتر داروی پیریدوستیگمین بروماید یک عامل جلوگیری کننده از فعّالیّت آنزیم استیل کولین استراز به صورت برگشتپذیر است که در پیشگیری از مسمومیّت با سمّ سومان (نوعی سلاح شیمیایی) کاربرد دارد. درین پژوهش، سعی شد با استفادهاز محلول حساس به دمای کیتوسان/گلیسرول فسفات، یک سامانهی آهستهی رهش با قابلیت تزریق برای این دارو تهیه شود. ابتدا حساسیت دمایی و خواص رئولوژیکی محلول 2% وزنی/حجمی کیتوسان در محلول 1/0 مولار اسیدکلریدریک و درصدهای مختلف نمک گلیسرول فسفات مورد مطالعه قرار گرفت. درنهایت، رهایش داروی پیریدوستیگمین بروماید ازین سامانهی حساس به دمای قابل تزریق بررسی شد. نتایج حاصل نشان داد که افزایش میزان نمک گلیسرول فسفات در محلول کیتوسان موجب افزایش آهستهیpH ، کاهش زمان ژل شدن محلول، کاهش مدول الاستیک و استحکام ژل میشود. اثر غلظت نمک گلیسرول فسفات بر رفتار برگشـتپذیری ژل نیز بررسی و مشخص شد که در غلظتهای بالا از گلیسرول فسفات، ژلهای حاصل غیر برگشتپذیر است. درمقابل، با کاهش غلظت نمک فسفاتی، خاصیّت برگشتپذیری مشاهده شد. مطالعههای رهایش دارو نشان داد که هیدروژل حاوی w/v 2% کیتوسان و w/v16% نمک گلیسرول فسفات میتواند رهایش آهستهی دارو را برای یک دورهی 4 روزه فراهم نماید. همچنین سازوکار غالب در فرایند رهایش دارو ازین هیدروژل، سازوکار نفوذ فیکی است.

بیوالکتریک

تحریک الکتریکی غیرتهاجمی عمقی قشر حرکتی اولیه مغز رت به روش تداخل زمانی

زهره مجیری؛ امیر اخوان؛ احسان روحانی

دوره 16، شماره 3 ، آذر 1401، ، صفحه 257-269

چکیده

تحریک الکتریکی عمقی مغز روشی است که به کمک آن می‌توان به تحریک نواحی عمقی مغز دست یافت و به دو صورت تهاجمی و غیرتهاجمی استفاده می‌شود. در تحریک عمقی مغز با رویکرد تهاجمی، برای دستیابی به عمق مورد نظر تحریک، الکترودها توسط عمل جراحی در داخل مغز کاشته می‌شوند. از شایع‌ترین عوارض این روش می‌توان به خونریزی داخل جمجمه اشاره کرد. یکی ... بیشتر تحریک الکتریکی عمقی مغز روشی است که به کمک آن می‌توان به تحریک نواحی عمقی مغز دست یافت و به دو صورت تهاجمی و غیرتهاجمی استفاده می‌شود. در تحریک عمقی مغز با رویکرد تهاجمی، برای دستیابی به عمق مورد نظر تحریک، الکترودها توسط عمل جراحی در داخل مغز کاشته می‌شوند. از شایع‌ترین عوارض این روش می‌توان به خونریزی داخل جمجمه اشاره کرد. یکی از تکنیک‌های جایگزین، استفاده از تحریک عمقی مغز با رویکرد غیرتهاجمی به روش تداخل زمانی است. در تحریک تداخل زمانی، تداخل سازنده دو میدان الکتریکی ایجاد شده توسط دو جریان سینوسی فرکانس بالا، باعث تقویت شدن تحریک در عمق مشخصی می‌شود. هدف این پژوهش، بررسی و تحلیل کیفی و کمی‌ اثر تحریک تداخل زمانی بر روی قشر حرکتی اولیه مغز رت می‌باشد. برای نیل به این هدف، از یک دستگاه تحریک کننده 4 کاناله استفاده می‌شود. نحوه انجام آزمایش به این صورت است که پس از بیهوشی رت با ماده اورتان، تحریک به صورت فراجمجمه‌ای توسط پیچ اتصال الکترود که بر روی جمجمه قرار گرفته است، اعمال و نتایج آن به صورت کیفی و کمی در حوزه زمان، فرکانس و مکان ارزیابی می‌شود. برای کمی سازی نتایج از یک سنسور شتاب‌سنج سه محوره برای ثبت حرکات دست راست استفاده می‌شود. نتایج نشان داد که به ازای تغییر در پارامترهای تحریک (شدت جریان تحریک، اختلاف فرکانس و نسبت جریان‌های دو الکترود) ناحیه تحریک در داخل دو نیمکره مغز و به دنبال آن دامنه حرکت ایجاد شده در دست راست تغییر می‌کند. همچنین ارتباط میان اختلاف فرکانس تحریک زوج الکترود با دامنه حرکت ایجادشده در دست راست با استفاده از یک رگرسور چندجمله‌ای مرتبه 3 مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت.

ارائة مدلی برای ثابت زمانی دریچه‌های یونی در نورون‌ها

سید حجت سبزپوشان؛ آزاده قجرجزی

دوره 9، شماره 3 ، آذر 1394، ، صفحه 267-282

چکیده

ثابت زمانی مفهومی فیزیکی است که با استفاده از آن، معنا و مفهوم سرعت پاسخ‌دهی یا سرعت عکس‌العمل نتیجه می‌شود. یافته‌های تجربی، وابستگی سرعت حرکت دریچههای یونی به ولتاژ غشا را نشانداده ‌است. در این تحقیق، مدلی برای ثابت زمانی ولتاژ غشا در نورون ارائهشده است. مدل پیشنهادی در این مقاله، ابتدا در قالب یک قضیه مطرح شده و سپس ... بیشتر

جراحی رباتیک

کنترل ارتعاشات مدل غیر خطی یک سیستم جراحی رباتیک از راه دور دو‌جانبه با بازوی انعطاف‌پذیر

محدثه یاریان؛ مهیار نراقی؛ سید مهدی رضاعی؛ محمد زارعی‌نژاد؛ حامد غفاری راد

دوره 6، شماره 4 ، اسفند 1391، ، صفحه 287-297

چکیده

در این مقاله روش جدیدی برای کنترل سیستم‌های جراحی رباتیک از راه دور دوجانبه با بازوی انعطاف‌پذیر جراح ارائه شده است. در این راستا، ساختار دوگانه‌ای از کنترل‌های پس‌خوراند و پیش‌خوراند برای بازوی پیرو انعطاف‌پذیر پیشنهاد شده‌است. این روش، توانایی روش شکل‌دهنده ورودی به عنوان کنترل پیش‌خوراند را برای کاهش ارتعاشات انتهای بازو ... بیشتر

مهندسی بافت

مدلسازی اثر عوامل بیومکانیکی بر قابلیت تغییر شکل پذیری یک سلول سرطانی بدخیم

مهدی نویدبخش؛ میلاده جعفرنژاد

دوره 3، شماره 4 ، اسفند 1388، ، صفحه 299-306

چکیده

سرطان، اسکلت سلولی را دچار تغییر می کند و این تغییر با تاثیر بر مکانیک سلول توانایی آن را برای تغییر شکل تغییر می دهد و در نتیجه، قدرت حرکت سلول های سرطانی می تواند با سلول های سالم متفاوت بوده و باعث شود که آنها در طول بافت به جاهای مختلف بدن انسان مهاجرت کنند. در این تحقیق با ارائه مدل اجزای محدود معتبر برای یک سلول سرطانی آغاز می شود ... بیشتر

پردازش سیگنال‌های حیاتی

به کارگیری جداسازی کور منابع سیگنال همبسته برای استخراج الکتروکاردیوگرام جنین بر اساس آمارگان های مرتبه دوم

مسعودرضا آقابزرگی صحاف

دوره 1، شماره 4 ، اسفند 1386، ، صفحه 301-310

چکیده

استخراج الکتروکاردیوگرام جنین (FECG) از سیگنال های الکتریکی ثبت شده به وسیله الکترودهای قرار داده شده بر روی بدن مادر با توجه به اهمیتی که برای بررسی سلامت جنین دارد، از مسائل مطرح در مهندسی پزشکی و پردازش سیگنال های حیاتی است و بنابراین روش جداسازی کور منابع سیگنال که در آن لازم است یک یا چند سیگنال مطلوب صرفا از اطلاعات ترکیبات ... بیشتر

پردازش تصاویر پزشکی

روش‌های نوین الاستوگرافی بافت نرم با امواج فراصوت

محمدحسن مرادی؛ محمدسجاد منوچهری؛ رضا ایرانی راد

دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1390، ، صفحه 313-331

چکیده

بررسی میزان سفتی بافت، یکی از روش‌های مهم تشخیص بیماری‌ها است. این روش در ابتدا به صورت تهاجمی بوده ولی امروزه تلاش‌های متعددی برای دستیابی بهروش‌های غیرتهاجمی،تحت عنوان الاستوگرافیصورت پذیرفته است. داده پایه‌ای که در الاستوگرافی مورد استفاده قرار می‌گیرد، جابجایی نسبی بافتاست که به کمک امواج فراصوترصدمی‌شود.در این سیستم‌ها، ... بیشتر بررسی میزان سفتی بافت، یکی از روش‌های مهم تشخیص بیماری‌ها است. این روش در ابتدا به صورت تهاجمی بوده ولی امروزه تلاش‌های متعددی برای دستیابی بهروش‌های غیرتهاجمی،تحت عنوان الاستوگرافیصورت پذیرفته است. داده پایه‌ای که در الاستوگرافی مورد استفاده قرار می‌گیرد، جابجایی نسبی بافتاست که به کمک امواج فراصوترصدمی‌شود.در این سیستم‌ها، برای بدست آوردن میدان جابجایی، ابتدا یک تصویر از بافت اصلی تهیه شده و سپس با تصویری که از همان بافت پس از اعمال اندکی تحریک مکانیکی گرفته شده است، مقایسه می‌شود. کرنش (استرین) مکانیکی با محاسبه گرادیان تخمین میدان جابجایی، به صورت تصویری با سطوح خاکستری که الاستوگرام (تصویر کرنش) نام دارد، نمایش داده می‌شود. بر اساس نحوه ایجاد تحریکات مکانیکی در بافت، الاستوگرافی با امواج فراصوتبه چهار دستة الاستوگرافی استاتیک، دینامیک، موج برشی و غیرفعال تقسیم بندی می‌شوند. در نوع استاتیک اعمال نیرو به بافت توسط پزشک انجام می‌شود که به دلیل وابستگی به مهارت پزشک، نتایج قابل استناد نیست. در نوع دینامیک حرکت بافت توسط لرزاننده خارجیبه صورت ممتد انجام می‌شود که برای جلوگیری از تداخل تحریکات باید از سیستم‌های تصویربرداری فوق سریع بهره گرفت که مشکلات عدم دسترسی و هزینه بالا را در پی خواهد داشت. الاستوگرافیمبتنی بر موج برشی که امروزه به عنوان روش غالب در سیستم‌های الاستوگرافی مورد استفاده قرار گرفته است، مانند روش دینامیک دارای لرزاننده خارجی بوده ولی چون تحریک به صورتلحظه‌ای اعمال می‌شود، مشکل تداخل تحریکات را ندارد. در روش غیرفعال،از حرکات فیزیولوژیکی بدن برای اعمال نیرو به بافت استفاده می‌شود.این روش در حال حاضر در مرحله تحقیقاتی است.

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