نشریه‌ی علمی مهندسی پزشکی زیستی

طراحی بهینه الگوی پرتو در آرایه های فراصوت با ملاحظه حساسیت مبدل

سیدمحمود سخایی؛ علی محلوجی‌فر

دوره -2، شماره 1 ، تیر 1384، ، صفحه 47-56

چکیده

  وزن دهی عناصر درون یک آرایه فراصوت، یک روش آسان بری بهبود الگوی پرتو و افزایش وضوح تصویر است. متاسفانه وزن دهی باعث کاهش سیگنال به نویز (S/N) در خروجی آرایه و هم چنین کاهش کیفیت تصویر می گردد. در این تحقیق، جهت بهینه سازی الگوی پرتو در یک آرایه فراصوت، ایده تحلیل ریاضی تغییرات S/N در اثر وزن دهی مطرح و مساله طراحی بهینه وزن ها جهت حصول ...  بیشتر وزن دهی عناصر درون یک آرایه فراصوت، یک روش آسان بری بهبود الگوی پرتو و افزایش وضوح تصویر است. متاسفانه وزن دهی باعث کاهش سیگنال به نویز (S/N) در خروجی آرایه و هم چنین کاهش کیفیت تصویر می گردد. در این تحقیق، جهت بهینه سازی الگوی پرتو در یک آرایه فراصوت، ایده تحلیل ریاضی تغییرات S/N در اثر وزن دهی مطرح و مساله طراحی بهینه وزن ها جهت حصول همزمان الگوی پرتو و سیگنال به نویز مطلوب، بیان و حل گردیده و روشی ارایه شده است که با اعمال آن ضمن دستیابی به الگوی پرتو مطلوب، بیشترین مقدار ممکن S/N ایجاد گردد. بررسی ها نشان داد با افزایش پهنای لوب اصلی الگوی پرتو، S/N کاهش می یابد. هم چنین مساله کاهش S/N در اثر وزن دهی، در آرایه های کامل بیشتر از آرایه های کم پشت قابل مشاهده است. همین وضعیت با کاهش عمق تمرکز نیز ایجاد می شود.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 194.33 K

بیومکانیک استخوان

طراحی و ساخت وسیله آزمایشگاهی جهت بررسی اثر پیچش استخوان تیبیا بر روی سطح تماس و فشار وارد بر مفصل تیبیوفمورال زانوی جسد در حالت ایستاده

سارا سادات فرشیدفر؛ محمدرضا ملاک‌زاده؛ حمیدرضا یزدی

دوره 6، شماره 1 ، خرداد 1391، ، صفحه 49-55

چکیده

  هدف از انجام این مطالعه، مقایسه سطح تماس و فشار وارده بر مفصل تیبیوفمورال در حین اعمال پیچش‌های داخلی و خارجی استخوان تیبیا است. برای این منظور استخوان تیبیای پای سالم جسد 5 مرد تازه یخ زده با روش استئوتومی از 40 درجه داخلی تا 40 درجه خارجی در گام‌های 10 درجه پیچش یافته؛ سپس در هر مرحله با استفاده از سیستم مکانیکی طراحی شد. به منظور شبیه‌سازی ...  بیشتر هدف از انجام این مطالعه، مقایسه سطح تماس و فشار وارده بر مفصل تیبیوفمورال در حین اعمال پیچش‌های داخلی و خارجی استخوان تیبیا است. برای این منظور استخوان تیبیای پای سالم جسد 5 مرد تازه یخ زده با روش استئوتومی از 40 درجه داخلی تا 40 درجه خارجی در گام‌های 10 درجه پیچش یافته؛ سپس در هر مرحله با استفاده از سیستم مکانیکی طراحی شد. به منظور شبیه‌سازی موقعیت استاتیک انسان ایستاده بر روی 2 پا، مفصل تیبیوفمورال هر پا به‌طور جداگانه در حالت فول‌اکستنشن زانو، تحت بارگذاری 400 نیوتن در امتداد محور طولی پا قرار گرفت. سطح تماس و مقدار متوسط و بیشینه فشار وارد بر مفصل تیبیوفمورال با استفاده از فیلم‌های Fujifilm prescaleاندازه‌گیری شد. نتایج نشان دادند که سطح تماس‌ها در حین دوران‌ها تغییر چندانی نکرده است. فشار وارد بر کمپارتمنت میانی مفصل تیبیوفمورال، به‌طور قابل ملاحظه‌ای در پیچش‌های خارجی افزایش و در پیچش‌های داخلی، کاهش یافت. فشار وارد بر کمپارتمنت جانبی مفصل تیبیوفمورال در حین پیچش‌های خارجی و داخلی، تغییر محسوسی نداشت. تغییر فشار اعمال شده بر بخش میانی تیبیوفمورال در موقعیت‌های پیچشی مختلف استخوان تیبیا، می‌تواند در تغییر سرعت گسترش آرتروز زانو و به‌خصوص در افراد دچار اُستئوآرتریت یک‌طرفه میانی زانو بسیار مؤثر باشد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.11 M

پردازش تصاویر پزشکی

دستگاه تصویربرداری گسیل پوزیترون حیوانی IRI-MicroPET : ارزیابی کارایی و کیفیت تصویر

سیده زهرا اسلامی راد؛ رضا قلی پور پیوندی

دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، ، صفحه 49-57

چکیده

  دستگاه تصویربرداری گسیل پوزیترون برای تشخیص تغییرات فیزیولو‍‍‍ژیک بدن استفادها می شود. بنابراین هدف اصلی در مطالعات پت، به‌دست آوردن تصاویر با کیفیت خوب و جزئیات فانتومی است که به‌وسیلة پت تصویربرداری شده است. کارایی دستگاه پت و در‌نتیجه کیفیت تصویر خروجی، به پارامترهای قدرت تفکیک مکانی، کسر پراکندگی، حساسیت، RMS کنتراست ...  بیشتر دستگاه تصویربرداری گسیل پوزیترون برای تشخیص تغییرات فیزیولو‍‍‍ژیک بدن استفادها می شود. بنابراین هدف اصلی در مطالعات پت، به‌دست آوردن تصاویر با کیفیت خوب و جزئیات فانتومی است که به‌وسیلة پت تصویربرداری شده است. کارایی دستگاه پت و در‌نتیجه کیفیت تصویر خروجی، به پارامترهای قدرت تفکیک مکانی، کسر پراکندگی، حساسیت، RMS کنتراست و سیگنال به نویز بستگی دارد، که دستگاه بر‌اساس آن ارزیابی می شود. در این مقاله، ابتدا مشخصات و نحوة تصویربرداری دستگاه IRI-MicroPET بررسی شد. سپس، الگوریتم‌های بازسازی تصویر (MLEM، SART و FBP) روی سینوگرام‌های حاصل، اعمال شده و کارایی و کیفیت تصاویر به‌دست‌آمده ارزیابی شد. قدرت تفکیک مکانی شعاعی و تانژانتی برای F18 در مرکز میدان دید، به‌ترتیب برابر باmm  81/1 وmm 90/1 شد. کسر پراکندگی برای فانتوم موش و پنجرة انرژی keV 700-300، برابر با 1/7 % و حساسیت برابر با 74/1 % در پنجرة زمانی ns 4 شد. در‌نهایت، کیفیت تصاویر با پارامترهایRMS کنتراست و نسبت سیگنال به نویز مقایسه شد که، الگوریتم MLEM برتر از الگوریتم‌های بازسازی دیگر بود. نتایج حاصل از سیستم IRI-MicroPET، با نتایج به‌دست‌آمده از پت‌های حیوانی تجاری موجود مقایسه شد. نتایج، نشان‌دهندة توافق خوبی بین داده‌ها است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 765.12 K

مهندسی بافت

بررسی تجربی قابلیت مکانیکی هیدروژل‌های آلژینات/فیبروئین به‌عنوان داربست مهندسی بافت رگ‌های خونی

مهدی نویدبخش؛ مهدی سجادی؛ سیمزر حسین‌زاده

دوره 11، شماره 1 ، اردیبهشت 1396، ، صفحه 51-61

چکیده

  مهندسی بافت، به‌عنوان روشی مناسب برای جایگزین کردن روش­های درمانی فعلی گرفتگی و تصلب شراین کرونری شناخته می‌شود. چالش­های اصلی در مسیر مهندسی رگ­های کارآمد به کمک علم مهندسی بافت، انتخاب بیومواد و طراحی ساختار مناسب برای داربست هستند. در مطالعات اخیر نشان داده شده است که هیدروژل­های آلژینات حاوی برخی از پروتئین­ها مانند ...  بیشتر مهندسی بافت، به‌عنوان روشی مناسب برای جایگزین کردن روش­های درمانی فعلی گرفتگی و تصلب شراین کرونری شناخته می‌شود. چالش­های اصلی در مسیر مهندسی رگ­های کارآمد به کمک علم مهندسی بافت، انتخاب بیومواد و طراحی ساختار مناسب برای داربست هستند. در مطالعات اخیر نشان داده شده است که هیدروژل­های آلژینات حاوی برخی از پروتئین­ها مانند فیبروئین، شرایط بسیار مناسبی برای چسبندگی سلولی، فعالیت­های سلولی، گسترش و رشد سلول­های دیواره عروق خونی از خود نشان­ می­دهند. هدف این مطالعه، بررسی قابلیت مکانیکی این هیدروژل­ها و امکان بهبود خواص مکانیکی آن­ها با تغییر ساختار شیمایی و فرآیند سنتز، برای استفاده به‌عنوان داربست­ مهندسی بافت رگ است. در این پژوهش، پارامتر‌های مکانیکی مختلف هیدروژل­های آلژینات حاوی پروتئین فیبروئین، از جمله مدول کشسانی ناحیة خطی، کرنش و تنش تسلیم و قابلیت تورم داربست­های ساخته‌شده با این هیدروژل­ها، بررسی شده‌اند. تمام پارامتر­های ذکرشده از طریق انجام آزمون کشش تک‌محوره روی نمونه­های دمبل‌شکل و به کمک روابط تحلیلی مربوط به تنش و کرنش استوانه­های جدارضخیم، به‌دست آمده است. نتایج به‌دست‌آمده، با پارامتر­های مکانیکی متناظر دیوارة شریان­های کرونری مقایسه شده‌اند، تا ساختار و روش سنتز بهینه از بین نمونه­های آزمایش‌شده تعیین شود. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که هیدروژل آلژینات/فیبروئین، در صورت اصلاح ساختار به‌وسیلة ترکیب با هیدروژل آکریل­آمید و تشکیل هیدروژل هیبرید و دوشبکه‌ای آلژینات/فیبروئین/پلی­آکریل­آمید با سنتز دومرحله­ای به‌وسیلة کاتیون­های آهن و کلسیم، شرایط مکانیکی بسیار مناسبی برای استفاده به‌عنوان داربست خواهد داشت. مدول کشسانی هیدروژل آلژینات-فیبروئین با افزودن پلی­آکریل­آمید، از حدود kPa 46 به kPa 100 و در صورت سنتز دومرحله‌ای، تا kPa 480 افزایش یافت. داربست ساخته‌شده با این هیدروژل، ازنظر پارامتر مکانیکی قابلیت تورم، شباهت بیشتری از رگ­های پیوندی تجاری موجود به شریان­های کرونری طبیعی دارد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 988.64 K

پردازش تصاویر پزشکی

ارتباط‌های جهت‌دار باند بالا و پایین فرکانسی در نوسانات پایه‌ی مغز دادگان fMRI بیماری پارکینسون

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.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.35 M

مهندسی مغز و اعصاب

رمزگشایی توجه بینایی با استفاده از تزویج متقابل فرکانس سیگنال‌های پتانسیل میدانی محلی

محمدرضا نظری؛ محمدرضا دلیری؛ علی مطیع نصرآبادی

دوره 16، شماره 1 ، اردیبهشت 1401، ، صفحه 51-62

چکیده

  توجه بینایی به عنوان یک فاکتور شناختی در پردازش اطلاعات ذهنی مرتبه‌ی بالاتر که در مغز اتفاق می‌افتد، نقشی اساسی دارد و بر فعالیت مغزی نواحی مختلف قشر بینایی اثرگذار است. در میان ثبت‌های مختلف مغزی، سیگنال پتانسیل میدانی محلی به دلیل ثبات، استحکام و محتوای فرکانسی، در مطالعات ساختار مغز، فرایندهای شناختی و سیستم‌های BCI مورد توجه ...  بیشتر توجه بینایی به عنوان یک فاکتور شناختی در پردازش اطلاعات ذهنی مرتبه‌ی بالاتر که در مغز اتفاق می‌افتد، نقشی اساسی دارد و بر فعالیت مغزی نواحی مختلف قشر بینایی اثرگذار است. در میان ثبت‌های مختلف مغزی، سیگنال پتانسیل میدانی محلی به دلیل ثبات، استحکام و محتوای فرکانسی، در مطالعات ساختار مغز، فرایندهای شناختی و سیستم‌های BCI مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین استخراج و تفسیر اطلاعات سیگنال LFP در طول توجه بینایی یکی از مسائل مهم برای کنترل فعالیت‌های شناختی است. امروزه تزویج متقابل فرکانس به عنوان یکی از استراتژی‌های کدگذاری اطلاعات در مغز مطرح است که می‌تواند نقش مهمی در ادراک، حافظه و توجه داشته باشد. با این حال نقش عمل‌کردی آن به منظور رمزگشایی توجه بینایی با استفاده از LFP کم‌تر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش رمزگشایی توجه بینایی با استفاده از LFP ثبت شده از ناحیه‌ی تمپورال میانی مغز میمون مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از ویژگی‌های تزویج فاز-فاز و فاز-دامنه و الگوریتم‌های یادگیری ماشین بهره گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که با ویژگی‌های بهینه‌ی انتخاب شده و طبقه‌بند ماشین بردار پشتیبان، بهترین عمل‌کرد رمزگشایی حاصل شده است (36/90%). هم‌چنین از میان ویژگی‌های انتخاب شده، تزویج گاما-دلتا، گاما-آلفا و بتا-دلتا حاوی بیش‌ترین اطلاعات شناختی و موثرترین ویژگی‌ها در بهبود عمل‌کرد رمزگشایی توجه بینایی می‌باشند. نتایج نشان می‌دهد که تزویج بین باندهای فرکانسی سیگنال‌های LFP حاوی اطلاعات قابل ‌توجهی در حوزه‌ی توجه بینایی است و می‌تواند جایگزین مناسبی برای ویژگی‌های زمان-فرکانس سیگنال‌های مغزی در سیستم‌های BCI شناختی باشد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.09 M

بیومکانیک

برآورد نیروی تماسی زانو مبتنی بر واحد اندازه‌گیری اینرسی با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی

علیرضا رضائی زنگنه؛ رامیلا عابدی آذر؛ حمیدرضا ناصرپور؛ سید حامد حسینی نسب

دوره 16، شماره 4 ، اسفند 1401، ، صفحه 51-60

چکیده

  نیروی تماسی مفصل زانو نقش مهمی در بروز و پیشرفت بیماری استئوآرتریت زانو دارد که از آن به عنوان معیاری برای رصد فرآیند توانبخشی پس از جراحی آرتروپلاستی زانو و طراحی پروتز استفاده می شود. در حال حاضر، سنجش نیروی تماسی زانو مبتنی بر داده‌های استخراج شده از آزمایشگاه‌های تجزیه ‌و تحلیل حرکت است. ترکیبی از شبکه‌های عصبی مصنوعی و فناوری ...  بیشتر نیروی تماسی مفصل زانو نقش مهمی در بروز و پیشرفت بیماری استئوآرتریت زانو دارد که از آن به عنوان معیاری برای رصد فرآیند توانبخشی پس از جراحی آرتروپلاستی زانو و طراحی پروتز استفاده می شود. در حال حاضر، سنجش نیروی تماسی زانو مبتنی بر داده‌های استخراج شده از آزمایشگاه‌های تجزیه ‌و تحلیل حرکت است. ترکیبی از شبکه‌های عصبی مصنوعی و فناوری حسگرهای پوشیدنی می‌تواند بر محدودیت‌های تحمیل‌شده در اندازه‌گیری نیروی تماسی مفصل توسط تجزیه ‌و تحلیل‌های آزمایشگاهی غلبه کند. بنابراین، مطالعۀ حاضر با هدف بررسی پتانسیل یک شبکۀ عصبی تماماً متصل در برآورد پیوستۀ نیروی تماسی مفصل زانو از طریق داده‌های مستخرج از سه واحد اندازه‌گیری اینرسی متصل به سگمنت‌‌های لگن، ران و ساق صورت گرفت. نیروهای عکس‌العمل زمین و داده‌های سه‌بعدی مارکرهای متصل به 10 داوطلب مرد سالم حین راه رفتن به ترتیب با نرخ‌ نمونه‌برداری 1000و 200 هرتز ثبت شدند. با استفاده از یک مدل عمومی از نرم افزار اپن سیم و از طریق روش بهینه‌سازی استاتیکی، نیروی تماسی مفصل زانو برآورد شد و به عنوان سیگنال هدف شبکه عصبی در نظر گرفته شد. همچنین، داده‌های سه بعدی شتاب خطی و سرعت زاویه‌ای محاسبه شده توسط سه حسگر اینرسیایی به عنوان ویژگی‌های ورودی‌ شبکۀ عصبی در نظر گرفته شدند و عملکرد شبکه در دو سطح درون و میان آزمودنی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شبکه عصبی مورد استفاده در پژوهش حاضر پیش‌بینی پیوستۀ نیروی تماسی مفصل زانو را به ترتیب با دقت %89 و %79 در سطوح درون‌ و میان آزمودنی امکان‌پذیر می‌سازد. نتایج این پژوهش نوید دهندۀ امکان به کارگیری حسگرهای اینرسیایی در پیش‌بینی پیوستۀ نیروی تماسی مفصل زانو در حین زندگی روزمره و فعالیت‌های ورزشی بی‌نیاز از تجهیزات گران قیمت آزمایشگاهی و دانش تخصصی است.

---

• مشاهده مقاله

مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی

مدل محاسباتی توسعه یافته ی پخش اکسیژن ناشی از رگ زایی در یک تودینه ی سرطانی

محمود برزوئی؛ مجتبی عمادی بایگی؛ محمد مردانی؛ حسن ربانی

دوره 17، شماره 1 ، خرداد 1402، ، صفحه 51-60

چکیده

  بررسی و تحلیل دینامیک رشد و تغییرات تودینه‌های مهاجم در پاسخ به شرایط ریزمحیطی متفاوت، جهت طراحی رویکرد‌های درمانی بسیار مهم است. رسیدن یک تودینه به حداکثر میزان رشد غیرعروقی سبب شروع رقابت یاخته‌های آن جهت رسیدن به منابع غذایی و اکسیژن بیشتر شده و فرآیندهای پیچیده‌ای را در مسیر تحول خود آغاز می‌کند. فهم توزیع اکسیژن در محیط تودینه ...  بیشتر بررسی و تحلیل دینامیک رشد و تغییرات تودینه‌های مهاجم در پاسخ به شرایط ریزمحیطی متفاوت، جهت طراحی رویکرد‌های درمانی بسیار مهم است. رسیدن یک تودینه به حداکثر میزان رشد غیرعروقی سبب شروع رقابت یاخته‌های آن جهت رسیدن به منابع غذایی و اکسیژن بیشتر شده و فرآیندهای پیچیده‌ای را در مسیر تحول خود آغاز می‌کند. فهم توزیع اکسیژن در محیط تودینه برای مطالعه‌ی پیچیدگی‌های موجود در روند پیشرفت سرطان اهمیت ویژه‌ای دارد. مدل‌های فیزیکی موجود برای بررسی توزیع اکسیژن در تودینه‌ها بر اساس معادلات واکنش-پخش هستند که عامل‌هایی مانند تشکیل و توزیع شبکه‌ی عروقی جدید در آن مؤثر است. در این مطالعه، یک مدل محاسباتی برای بررسی توزیع اکسیژن با توجه به تشکیل شبکه‌ی عروقی در یک تودینه‌ی کم‌اکسیژن شده را ارائه کرده‌ایم که نسبت به بسیاری از روش‌های معمول، محدودیت‌ها و پیچیدگی-های محاسباتی بسیار کمتری دارد و حجم محاسبات را کاهش می‌دهد. این مدل، زمانی که با داده‌های بالینی کافی تکمیل شود، می‌تواند به توسعه‌ی ابزارهای کارآمد در رویکرد درمانی برخی سرطان‌ها منجر شود.

---

• مشاهده مقاله

مدل‌سازی حرکت انسان

معرفی یک مدل جدید چندجاذب برای سیستم پایداری وضعی انسان با هدف دنبال کردن دینامیک‌های خودسازمانده

مهدی یوسفی آذر خانیان؛ سید محمدرضا هاشمی گلپایگانی؛ مصطفی رستمی

دوره 13، شماره 1 ، فروردین 1398، ، صفحه 55-68

چکیده

  در سال‌های اخیر، تحلیل سیستم پایداری وضعی انسان، اهمیت زیادی پیدا کرده است. شناخت این سیستم به دلیل فرایند پیچیده‌ی خودسازماندهی آن که متناسب با هر الگوی حرکتی فعال می‌شود، ضروری است. استخراج شاخص‌هایی موثر از این سیستم می تواند در تشخیص ناهنجاری‌های وضعی به پزشکان کمک کرده و در فرایند توان‌بخشی بیماران موثر باشد. سیگنال‌ مرکز ...  بیشتر در سال‌های اخیر، تحلیل سیستم پایداری وضعی انسان، اهمیت زیادی پیدا کرده است. شناخت این سیستم به دلیل فرایند پیچیده‌ی خودسازماندهی آن که متناسب با هر الگوی حرکتی فعال می‌شود، ضروری است. استخراج شاخص‌هایی موثر از این سیستم می تواند در تشخیص ناهنجاری‌های وضعی به پزشکان کمک کرده و در فرایند توان‌بخشی بیماران موثر باشد. سیگنال‌ مرکز فشار، به عنوان یک متغیر تجمعی، حاوی اطلاعاتی از سیستم تعادلی انسان است. نحوه‌ی شکل‌‌گیری ترژکتوری این سیگنال در بازه‌های زمانی مختلف، بیان‌گر فعال شدن فرایندهای کنترلی متنوع است که با ظهور بستر جاذب‌های متفاوت در فضای فاز آن بروز می‌یابد. الگوی هماهنگی دینامیک پایداری سیستم، تعیین کننده‌ی چگونگی سوییچ بین این جاذب‌ها می‌باشد. در بخش اول این مقاله، به منظور کمی‌سازی اطلاعات محلی سیگنال مرکز فشار، دو شاخص "بعد همبستگی محلی" و "دینامیک هماهنگی فاز" تعریف می‌شوند. سپس در یک آزمایش طراحی شده، الگوی تغییر رفتار محلی این سیگنال بر مبنای شاخص‌های پیشنهادی محاسبه می‌شود. در ادامه، با طراحی مدلی که توانایی تولید دینامیک‌های غنی با جاذب‌های چندگانه را دارد، سعی می‌شود که تغییر رفتارها در دادگان دنبال شود. این مدل پیشنهادی بر مبنای نگاشت بوده و پارامترهای آن به کمک شاخص هماهنگی دینامیک فاز، به گونه‌ای هدایت می‌شوند که الگوی تغییر  جاذب‌ها در این مدل با الگوی تغییر بعد همبستگی محلی سیستم هماهنگ شود. دنبال نمودن الگوهای رفتاری سیستم پایداری وضعی از نتایج برجسته‌ی این پژوهش است. مدل پیشنهادی نه تنها قابلیت دنبال کردن رفتار متنوع محلی سیستم را دارد، بلکه دینامیک سراسری آن را نیز دنبال می‌کند. طبق نتایج به دست آمده، تشابه روند کاهشی-افزایشی مقدار بعد همبستگی خروجی مدل و دادگان در تکرارهای آزمایش، یک بازنمایی از الگوی تغییرات درجه‌های آزادی دینامیک این سیستم است.  این مدل پیشنهادی، نخستین مدل رفتاری برای سیستم پایداری وضعی به شمار آمده که می‌توان از روش‌های پیشنهادی در آن برای کمی‌سازی روند تغییر اطلاعات در سایر سیستم‌های زیستی نیز بهره گرفت.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.46 M

پردازش تصاویر پزشکی

درون‌یابی توابع توزیع جهتی در تصویربرداری تشدید مغناطیسی انتشار با قدرت تفکیک زاویه‌ای زیاد

مریم افضلی؛ عمادالدین فاطمی‌زاده؛ حمید سلطانیان‌زاده

دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، ، صفحه 57-64

چکیده

  تصویربرداری تشدید مغناطیسی تانسور انتشار (DTMRI) روشی غیرتهاجمی برای بررسی ساختار ماده سفید مغز است. در این روش با فرض گوسی بودن PDFانتشار مولکول‌های آب، تانسور انتشار استخراج شده؛ در بررسی دسته‌ فیبرهای مغز از آن استفاده می‌شود. در نواحی از مغز که فیبرها تقاطع دارند تصویربرداری تانسور انتشار قادر نیست جهت اصلی فیبرها را مشخص کند. برای ...  بیشتر تصویربرداری تشدید مغناطیسی تانسور انتشار (DTMRI) روشی غیرتهاجمی برای بررسی ساختار ماده سفید مغز است. در این روش با فرض گوسی بودن PDFانتشار مولکول‌های آب، تانسور انتشار استخراج شده؛ در بررسی دسته‌ فیبرهای مغز از آن استفاده می‌شود. در نواحی از مغز که فیبرها تقاطع دارند تصویربرداری تانسور انتشار قادر نیست جهت اصلی فیبرها را مشخص کند. برای حل این مشکل، تصویربرداری انتشار با قدرت تفکیک زاویه‌ای زیاد با تعداد زیادی جهت انتشار پیشنهاد شده است و برای بازسازی از روش Q-ballاستفاده می‌شود. در این روش تابع توزیع جهت فیبرها (ODF) قابل محاسبه است که در آن مدل‌های ریاضی نقش مهمی دارند. برای نمونه در انطباق تصاویر Q-ballبرای کاربردهایی مثل تحلیل گروهی یا ساخت اطلس، درون‌یابی ODFها لازم است. بدین‌منظور، جهت‌های اصلی انتشار (PDD) هر ODFباید مشخص شود. در این مقاله، PDDها به عنوان بردارهایی توصیف می‌‌شوند که بیشینه‌های محلی را به هم وصل می‌کنند. پس از یافتن راستای انتشار غالب در دو ODF، درون‌یابی خطی برای جهت‌های غالب انجام می‌شود. سپس دو ODFدر راستای به‌دست آمده چرخانده می‌شوند و بعد از آن درون‌یابی خطی، برای دو ODFچرخانده شده به منظور یافتن ODFمیانی انجام می‌شود. روش پیشنهادی با روش‌های قبلی مقایسه شده است و نتایج آزمایش‌های نشان می‌دهد که الگوریتم درون‌یابی پیشنهادی جهت اصلی دسته فیبر را بدون انحراف در مسیرها حفظ می‌کند. همچنین مشاهده می‌شود که تغییرات آنتروپی ODFهای درون‌یابی شده تقریباً خطی است و اثر حجیم شدن (هموار شدن جهت‌های اصلی) حذف می‌شود.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.13 M

مهندسی بافت

ساخت داربست کامپوزیتی متخلخل برای مهندسی بافت استخوان بر پایه ژلاتین و هیدروکسی آپاتیت، قسمت اول: نتایج کشت سلولی

کریم عسگرزاده تبریزی؛ فریبا اورنگ

دوره -1، شماره 1 ، آبان 1383، ، صفحه 57-64

چکیده

  ژلاتین، پروتئین مشتق شده از جز آلی استخوان (کلاژن) است که تلفیق آن با جز معدنی استخوان (هیدروکسی آپاتیت) می تواند خواصی بسیار نزدیک به خواص استخوان طبیعی فراهم آورد، لذا در این تحقیق داربست کامپوزیتی ژلاتین و هیدروکسی آپاتیت به عنوان جایگزین تخریب پذیر استخوانی پیشنهاد گردیده است. ساخت این داربست ها از طریق فرآیند ریخته ...  بیشتر ژلاتین، پروتئین مشتق شده از جز آلی استخوان (کلاژن) است که تلفیق آن با جز معدنی استخوان (هیدروکسی آپاتیت) می تواند خواصی بسیار نزدیک به خواص استخوان طبیعی فراهم آورد، لذا در این تحقیق داربست کامپوزیتی ژلاتین و هیدروکسی آپاتیت به عنوان جایگزین تخریب پذیر استخوانی پیشنهاد گردیده است. ساخت این داربست ها از طریق فرآیند ریخته گری حلال (بدون استفاده از هیچگونه حلال آلی به منظور افزایش درجه زیست سازگاری) صورت پذیرفت. تخلخل حاصله بدون کمک عوامل تخلخل ساز بدست آمد و نشانگر حفره های به هم مرتبط با ابعادی در محدوده 50 تا 200 میکرومتر بود. به منظور بررسی میزان زیست سازگاری داربست ها، از سلولهای فیبروبلاستی موش استفاده شد کهآزمایشات کشت سلولی در طی مدت 24 ساعت نشان دهنده اتصال سلولی مناسب و زیست سازگاری عالی بود. بررسی های تکمیلی موید آن است که بهترین نتایج اتصال سلولی مربوط به کامپوزیت حاصل از 50% هیدروکسی آپاتیت و 50% ژلاتین است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.08 M

مهندسی عصبی عضلانی

طراحی و ساخت حسگر زاویه مفصل با استفاده از ارتباط بی‌سیم بلوتوث مبتنی بر شتاب‌سنج

سحر بابائی؛ علی مالکی

دوره 8، شماره 1 ، فروردین 1393، ، صفحه 57-68

چکیده

  ﺍﻣﺮﻭﺯﻩ ﺑﻪ ﻓﺮﺍﻧﮕﺮی ﺣﺮﻛﺎﺕ ﺑﺪﻥ ﺩﺭ ﻛﺎﺭﺑﺮﺩﻫﺎ ﻭ ﺯﻣﻴﻨﻪﻫﺎی ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺗﻰ ﻓﺮﺍﻭﺍﻧﻰ ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﺗﻮﺍﻧﺒﺨﺸﻰ، ﺩﺭﻣﺎﻥ ﻭ ﭘﺰﺷﻜﻰ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﺗﻮﺟﻪ ﻣﻰﺷﻮﺩ. ﺍﺧﻴﺮﺍ ﺷﺘﺎﺏﺳﻨﺞﻫﺎی ﻣﺒﺘﻨﻰ ﺑﺮ MEMS ﺑﺮﺍی ﺍﻳﻦ ﻛﺎﺭﺑﺮﺩ ﻣﻄﺮﺡ ﺷﺪﻩﺍﻧﺪ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﭘﮋﻭﻫﺶ ﺑﻪ ﻃﺮﺍﺣﻰ ﻭ ﺳﺎﺧﺖ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩﮔﻴﺮی ﺯﺍﻭﻳﻪ ﻣﻔﺼﻞ ...  بیشتر ﺍﻣﺮﻭﺯﻩ ﺑﻪ ﻓﺮﺍﻧﮕﺮی ﺣﺮﻛﺎﺕ ﺑﺪﻥ ﺩﺭ ﻛﺎﺭﺑﺮﺩﻫﺎ ﻭ ﺯﻣﻴﻨﻪﻫﺎی ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺗﻰ ﻓﺮﺍﻭﺍﻧﻰ ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﺗﻮﺍﻧﺒﺨﺸﻰ، ﺩﺭﻣﺎﻥ ﻭ ﭘﺰﺷﻜﻰ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﺗﻮﺟﻪ ﻣﻰﺷﻮﺩ. ﺍﺧﻴﺮﺍ ﺷﺘﺎﺏﺳﻨﺞﻫﺎی ﻣﺒﺘﻨﻰ ﺑﺮ MEMS ﺑﺮﺍی ﺍﻳﻦ ﻛﺎﺭﺑﺮﺩ ﻣﻄﺮﺡ ﺷﺪﻩﺍﻧﺪ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﭘﮋﻭﻫﺶ ﺑﻪ ﻃﺮﺍﺣﻰ ﻭ ﺳﺎﺧﺖ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩﮔﻴﺮی ﺯﺍﻭﻳﻪ ﻣﻔﺼﻞ ﻣﺒﺘﻨﻰ ﺑﺮ ﺩﺍﺩﮔﺎﻥ ﺷﺘﺎﺏﺳﻨﺞ ﻭ ﻭﺍﺳﻂ ﺑﻠﻮﺗﻮﺙ ﭘﺮﺩﺍﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻭﺍﺳﻂ ﺑﻠﻮﺗﻮﺙ، ﻋﻼﻭﻩ ﺑﺮ ﻣﺰﻳﺖ ﻣﺰﺍﺣﻤﺖ ﻛﻤﺘﺮ ﺳﻴﺴﺘﻢ، ﺭﺍﺣﺘﻰ ﺑﺮﻗﺮﺍﺭی ﺍﺭﺗﺒﺎﻁ ﺑﺎ ﻛﺎﻣﭙﻴﻮﺗﺮ ﺷﺨﺼﻰ ﺭﺍ ﻧﻴﺰ ﺑﻪ ﺩﻧﺒﺎﻝ ﺩﺍﺭﺩ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺩﻭ ﺷﺘﺎﺏﺳﻨﺞ ﺳﻪ ﻣﺤﻮﺭﻩ ADXL330 ﺗﻌﺒﻴﻪ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺍﻣﻜﺎﻥ ﺛﺒﺖ ﺍﻃﻼﻋﺎﺕ ﻛﺎﻓﻰ ﻭ ﺑﺮﺭﺳﻰ ﺯﺍﻭﻳﻪ ﻣﻔﺼﻞ ﺭﺍ ﺩﺭ ﻓﻀﺎی ﺳﻪﺑﻌﺪی ﺑﺎ ﺭﻭﺵ DCMR ﻓﺮﺍﻫﻢ ﻣﻰﻛﻨﺪ. ﺭﻭﺵ ﻣﺬﻛﻮﺭ ﺩﺭ ﺛﺒﺖ ﺩﻳﻨﺎﻣﻴﮏ ﺩﺭ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﺎ ﺭﻭﺵ CMR ﺍﺯ ﺧﻄﺎی ﻛﻤﺘﺮی ﺑﺮﺧﻮﺭﺩﺍﺭ ﺍﺳﺖ. ﺑﻪ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﻧﻤﻮﻧﻪﺍی ﺍﺯ ﻛﺎﺭﺑﺮﺩ ﺍﻳﻦ ﺗﺠﻬﻴﺰﺍﺕ، ﺯﺍﻭﻳﺔ ﻣﻔﺼﻞ ﺁﺭﻧﺞ ﺩﺭ ﻃﻰ ﺣﺮﻛﺖ ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻭ ﺑﺮﺭﺳﻰ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﻧﻬﺎﻳﺖ ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻓﻮﻕ ﺑﻪ ﺑﺮﺭﺳﻰ ﻋﻤﻠﻰ ﺭﻭﺵ CMR ﺩﺭ ﺷﺮﺍﻳﻂ ﺍﻳﺴﺘﺎ ﻭ ﺩﻳﻨﺎﻣﻴﮏ ﭘﺮﺩﺍﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﭘﮋﻭﻫﺶ، ﺍﺯ ﺗﺠﻬﻴﺰﺍﺕ ﻣﺤﻜﻰ ﺷﺎﻣﻞ ﺁﻭﻧﮓ، ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺛﺒﺖ ﺍﻃﻼﻋﺎﺕ ﺳﻴﻨﻤﺎﺗﻴﮏ ﺑﺎ ﺩﻭ ﺣﺴﮕﺮ ﺑﻰﺳﻴﻢ ﻭ ﺯﺍﻭﻳﻪﺳﻨﺞ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﺑﺎ ﻣﺮﺟﻊ ﻗﺮﺍﺭ ﺩﺍﺩﻥ ﺩﺍﺩﮔﺎﻥ ﺣﺎﺻﻞ ﺍﺯ ﺯﺍﻭﻳﻪﺳﻨﺞ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ، ﺣﺪﺍﻛﺜﺮ ﺧﻄﺎی ﺍﻳﺴﺘﺎ ﻭ ﺩﻳﻨﺎﻣﻴﮏ ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ 3 ﻭ 1/6 ﺩﺭﺟﻪ ﺣﺎﺻﻞ ﺷﺪ. 

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.04 M

پردازش سیگنال‌های حیاتی

تعیین درجه‌ی بهینه مقطع پوانکاره سه‌بعدی برای تشخیص حملات صرعی با استفاده ازEEG

صالح لشکری؛ محمد علی خلیل زاده؛ سید محمدرضا هاشمی گلپایگانی

دوره 9، شماره 1 ، فروردین 1394، ، صفحه 59-69

چکیده

  استفاده از روش‌های مبتنی بر دینامیک پویای غیرخطی مانند قطع پوانکاره، در آشکارسازی دینامیک سامانه‌های زیستی مفید است. انتخاب صفحه­ی قطع مناسب، مرحله‌ای تعیین‌کننده در تحلیل داده‌ها است. اغلب پیدا کردن محل مناسب برای صفحه قطع به تنظیم پارامترهای مختلفی نیازمند است. اگر هندسه­ی صفحه پوانکاره اطلاعات وابسته به قبض و بسط پدیده ...  بیشتر استفاده از روش‌های مبتنی بر دینامیک پویای غیرخطی مانند قطع پوانکاره، در آشکارسازی دینامیک سامانه‌های زیستی مفید است. انتخاب صفحه­ی قطع مناسب، مرحله‌ای تعیین‌کننده در تحلیل داده‌ها است. اغلب پیدا کردن محل مناسب برای صفحه قطع به تنظیم پارامترهای مختلفی نیازمند است. اگر هندسه­ی صفحه پوانکاره اطلاعات وابسته به قبض و بسط پدیده را برداشت کند، حالت‌های سیستم بهتر تفکیک می­شوند. ازاین‌رو در این مطالعه به بررسی تأثیر درجه­ی صفحه و محل مقطع در تشخیص حمله صرعی از وضعیت طبیعی پرداخته می‌شود تا درنهایت معادله­ی مقطع بهینه که به حداقل شدن خطای طبقه‌بندی منجر می‌شود، تعیین گردد. پس از بازسازی فضای فاز قطعه‌های EEG در سه بعد، برای400 حالت مختلف درجه مقطع، قطع بر رویدادها انجام شد. سپس ویژگی‌های استخراج­شده از مقطع پوانکاره به دسته‌بندی کننده­ی SVM اعمال گردید. در ادامه برای شناسایی رفتار طبقه‌بندی کننده، همبستگی میان درجه­ی مقطع و صحت تفکیک سنجیده­شد. خروجی دسته‌بندی کننده با افزایش درجه­ی صفحه رفتار مشخصی از خود بروز می‌دهد. به‌این‌ترتیب که با بالا بردن درجه صفحه در دو راستای مقطع، الگوی افزایشی و سپس کاهشی مشاهده شد. براساس نتایج حاصل، صحت تفکیک معادله­ی مقطع بهینه برای m=12 و n=6 برابر با 96.6 درصد است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.07 M

تشخیص بیماری‌های عصبی پیش‌رونده‌ی تدریجی با استفاده از ویژگی‌های زمان-فرکانسی متقارن سیگنال راه رفتن

معصومه سلجوقی؛ پیوند قادریان

دوره 15، شماره 1 ، اردیبهشت 1400، ، صفحه 59-71

چکیده

  در سال‌های اخیر تشخیص بیماری‌های عصبی پیش­رونده‌ی تدریجی به یکی از چالش‌برانگیزترین مسائل در حوزه‌ی پزشکی تبدیل شده است. اسکلروز جانبی آمیوتروفیک، پارکینسون و هانتینگتون مجموعه‌ای از شایع‌ترین بیماری‌های عصبی پیش‌رونده‌ی تدریجی بوده که بر کیفیت زندگی بیماران تاثیر به سزایی می­گذارند. وقوع این بیماری­ها به دلیل زوال ...  بیشتر در سال‌های اخیر تشخیص بیماری‌های عصبی پیش­رونده‌ی تدریجی به یکی از چالش‌برانگیزترین مسائل در حوزه‌ی پزشکی تبدیل شده است. اسکلروز جانبی آمیوتروفیک، پارکینسون و هانتینگتون مجموعه‌ای از شایع‌ترین بیماری‌های عصبی پیش‌رونده‌ی تدریجی بوده که بر کیفیت زندگی بیماران تاثیر به سزایی می­گذارند. وقوع این بیماری­ها به دلیل زوال سلول­های حرکتی سیستم عصبی است که می‌تواند منجر به اختلال در راه رفتن و عدم تقارن بین دو سمت بدن شود. از این رو در این مطالعه، در ابتدا با روش الگوریتم پیگیری تطبیقی سیگنال­های سری زمانی پای چپ و راست در فواصل گام، ایستایی و نوسانی تجزیه و تنک‌ شده، سپس میزان تطابق و همسانی ضرایب به دست آمده توسط یک سری ویژگی­های دینامیکی و دیفرانسیلی ارزیابی شده و اجزای اصلی این ویژگی­ها به عنوان ورودی به طبقه‌بند کم‌ترین مربعات غیرمنفی تنک‌ داده شده است. الگوریتم پیشنهادی به کمک پایگاه داده‌ی سیگنال راه رفتن شامل ۱۶ فرد سالم، ۱۵ فرد مبتلا به پارکینسون، ۲۰ فرد مبتلا به هانتینگتون و ۱۳ فرد مبتلا به اسکلروز جانبی آمیوتروفیک، آزمایش شده است. نتایج نشان داده که روش پیشنهادی قادر است به ترتیب برای هر سه بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک، پارکینسون و هانتینگتون میانگین صحت­های 10/84، 67/86 و 43/91 درصد را ارائه دهد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.21 M

بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی

روشی برای آشکارسازی لبه بر مبنای مدل محاسباتی سلول ساده کورتکس اولیه بینایی

ناصر مهرشاد؛ محمد حسن قاسمیان یزدی

دوره 1، شماره 2 ، شهریور 1386، ، صفحه 119-129

چکیده

  سلول های ساده کورتکس اولیه بینایی به قطعات لبه یا خط دارای جهت مشخص موجود در میدان دریافتشان پاسخ شدید می دهند. در این مطالعه، با استفاده از مدل محاسباتی این سلول ها، روش جدیدی برای آشکارسازی لبه ارایه شده است. در این روش، ابتدا پاسخ های مربوط به مدل محاسباتی سلول ساده در تعدادی جهت ترجیحی مختلف محاسبه می شود و سپس بردار گرادیان شدت ...  بیشتر سلول های ساده کورتکس اولیه بینایی به قطعات لبه یا خط دارای جهت مشخص موجود در میدان دریافتشان پاسخ شدید می دهند. در این مطالعه، با استفاده از مدل محاسباتی این سلول ها، روش جدیدی برای آشکارسازی لبه ارایه شده است. در این روش، ابتدا پاسخ های مربوط به مدل محاسباتی سلول ساده در تعدادی جهت ترجیحی مختلف محاسبه می شود و سپس بردار گرادیان شدت روشنایی در هر نقطه تصویر با محاسبه جمع وزندار این پاسخ ها به دست می آید. پارامترهای مربوط به مدل محاسباتی سلول ساده به گونه ای تنظیم شده که عملگر حاصل در آشکارسازی، تعیین دقیق موقعیت و پاسخ یگانه به لبه پله آغشته به نویز سفید گوسی به صورت بهینه عمل کند. مجموعه این عوامل و ویژگی های موجود در تصاویر پزشکی سبب گردید تا عملگر حاصل برای آشکارسازی لبه در تصاویر پزشکی مناسب باشد. به منظور ارزیابی کمی روش پیشنهادی، تصاویر ساختگی و پزشکی به همراه نقشه مرجع لبه های مربوط به این تصاویر مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی در مقایسه با روش های مرسوم آشکارسازی لبه (نظیر روش کنی) از کارایی بهتری برخوردار بوده و در مقابل تغییرات پارامترهای ورودی پایدارتر است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 613.53 K

بیوالکترومغناطیس

تأثیر میدانهای مغناطیسی کم‌فرکانس بر ویژگی‌های غیرخطی سلول عصبی حلزون باغی

هدی توکلی؛ علی مطیع نصرآبادی؛ سید محمد فیروزآبادی؛ مهری کاویانی مقدم

دوره 6، شماره 2 ، شهریور 1391، ، صفحه 123-131

چکیده

  در سالهای اخیر طبیعت به شدت تحت تأثیر طیف وسیعی از میدان‌های مغناطیسی، قرار گرفته است؛ لذا همواره مطالعات گسترده‌ای بمنظور بررسی آثار بیولوژیک این میدان‌ها انجام می‌شود. آثاری نظیر مهار عملکرد سلول عصبی- که با شواهدی نظیر کاهش فرکانس یا کاهش دامنه پتانسیل عمل خود را نشان می دهد- نشان داده شده است.  در توجیه و بررسی این آثار، اخیراً ...  بیشتر در سالهای اخیر طبیعت به شدت تحت تأثیر طیف وسیعی از میدان‌های مغناطیسی، قرار گرفته است؛ لذا همواره مطالعات گسترده‌ای بمنظور بررسی آثار بیولوژیک این میدان‌ها انجام می‌شود. آثاری نظیر مهار عملکرد سلول عصبی- که با شواهدی نظیر کاهش فرکانس یا کاهش دامنه پتانسیل عمل خود را نشان می دهد- نشان داده شده است.  در توجیه و بررسی این آثار، اخیراً نظریه پنجره‌های بیولوژیک مطرح شده و به آن توجه شده است. در تعدادی از تحقیقات به آثار پنجره‌ای دامنه و یا فرکانس میدان‌های مغناطیسی اشاره می‌شود. از سوی دیگر  با توجه به رفتار غیرخطی سلول عصبی- که می‌تواند با معادلات HHبیان شود- می‌توان سلول عصبی را بعنوان سیستمی غیرخطی در نظر گرفت و تغییرات احتمالی دینامیک غیرخطی سلول را تحت تأثیر میدان مغناطیسیELF  بررسی کرد . در این تحقیق از 6 شدت میدان بعنوان شدت میدان‌های محیطی و در هر شدت میدان ، از 6  سلول عصبی حلزون باغی استفاده شده است و با محاسبه برخی ویژگی‌های غیرخطی پتانسیل عمل سلول نظیر بعد هیگوچی سیگنال و رسم نگاشت بازگشتی، در طول زمان و در شدت‌ میدان‌های مختلف، مشاهده شد که برای همه شدت‌های  مورد بررسی، میدان‌های مغناطیسی سبب افزایش بعد هیگوچی و همچنین افزایش میزان پراکندگی نگاشت بازگشتی ویژگی ISIاز پتانسیل عمل حلزون می‌شوند. این نتایج به معنای افزایش پیچیدگی سیستم و بعبارتی افزایش درجه آزادی سیستم تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی است و البته این آثار در باند میانی شدت‌های مورد آزمایش، بیشتر مشاهده می‌شود که مؤید اثر پنجره‌ای ذکر شده است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.06 M

پردازش گفتار

ارائه مدلی برای بررسی حرکت فک حین تکلم

ایوب دلیری؛ فرزاد توحیدخواه؛ شهریار غریب‌زاده؛ یاسر شکفته

دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1387، ، صفحه 123-129

چکیده

  سیستم تولید گفتار، یکی از پیچیده ترین سیستم های فیزیولوژیکی است. این سیستم خود از زیر سیستم های مختلفی تشکیل شده است که کنترل حرکت و هماهنگی آنها بسیار مهم می باشد، چرا که با هر گونه ناهماهنگی، ریتم رشته گفتار تولید شده به طور کامل مختل می شود. فک یکی از قسمت های مهم این سیستم است. تاکنون مدل های مختلفی برای حرکت فک ارائه شده است اما مدلی ...  بیشتر سیستم تولید گفتار، یکی از پیچیده ترین سیستم های فیزیولوژیکی است. این سیستم خود از زیر سیستم های مختلفی تشکیل شده است که کنترل حرکت و هماهنگی آنها بسیار مهم می باشد، چرا که با هر گونه ناهماهنگی، ریتم رشته گفتار تولید شده به طور کامل مختل می شود. فک یکی از قسمت های مهم این سیستم است. تاکنون مدل های مختلفی برای حرکت فک ارائه شده است اما مدلی که در برگیرنده برهم کنش کامل عضلات، استخوان ها و اعصاب به طور جامع باشد، ارائه نشده است. در این مقاله با استفاده از مفاهیم فنر- جرم- دمپر و نیز یک مدل غیرخطی، مدلی جامع برای حرکت فک در حین تکلم ارائه شده و برای محاسبه پارامترهای مدل از داده های تجربی استفاده گردیده است. نتایج شبیه سازی ها نشان دادند که مدل پیشنهادی می تواند الگوهای حرکتی فک را با خطای بسیار کم مشابه حالت فیزیولوژیکی ایجاد کند. با توجه به جامع بودن مدل از یک سو و سادگی آن از سوی دیگر، می توان از آن در توصیف رفتار حرکتی فک استفاده کرد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 8.28 M

نانوبیومتریال

سنتز نانوذرات کلسیم فسفات دارای منیزیم در محیط حاوی اسیدهای آمینه

روزبه کاظم زاده؛ علی‌اصغر بهنام‌قادر؛ سعید حصارکی؛ فاطمه حضرتی

دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1388، ، صفحه 127-133

چکیده

  پودر هیدروکسی آپاتیت دارای منیزیم به روش شیمی تر و با استفاده از پیش ماده های نیترات کلسیم، نیترات منیزیم و دی آمونیوم هیدروژن فسفات در حضور اسید گلوتامیک سنتز شد. بر اساس یافته های حاصل از تحلیل حرارتی، نمونه ها در دماهای مشخص کلسینه شده و به روش های پراش پرتو ایکس، اسپکتروسکوپی مادون قرمز با انتقال فوریه و میکروسکوپ الکترونی عبوری ...  بیشتر پودر هیدروکسی آپاتیت دارای منیزیم به روش شیمی تر و با استفاده از پیش ماده های نیترات کلسیم، نیترات منیزیم و دی آمونیوم هیدروژن فسفات در حضور اسید گلوتامیک سنتز شد. بر اساس یافته های حاصل از تحلیل حرارتی، نمونه ها در دماهای مشخص کلسینه شده و به روش های پراش پرتو ایکس، اسپکتروسکوپی مادون قرمز با انتقال فوریه و میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد مطالعه قرارگرفتند. نتایج پراش پرتو ایکس نمونه سنتز شده در حضور اسید آلی نشان دهنده غالب بودن فاز (b-TCMP ((Ca1-xMgx) 3 (PO4) 2 در دمای 920oC است. هیچ قله مشخصی از فاز هیدروکسی آپاتیت در این دما شناسایی نشده است. این در حالیست که نمونه سنتز شده در غیاب اسید آمینه (نمونه شاهد) در این دما دارای هر دو فاز هیدروکسی آپاتیت و b-TCP است. از یافته های قابل توجه در این تحقیق کاهش شدید درجه بلورینگی نمونه های سنتز شده در دمای 90oC در اثر اضافه نمودن اسید گلوتامیک است. افزایش درجه بلورینگی نمونه سنتز شده در حضور اسید آمینه با افزایش دمای عملیات حرارتی بسیار بیشتر از نمونه شاهد است. بررسی های میکروسکوپ الکترونی عبوری روی نمونه های عملیات حرارتی شده در دمای 480oC نشان داد که استفاده از اسید گلوتامیک بیش از آنکه بر کشیده شدن کریستالیت ها اثر بگذارد بر کوچک شدن آنها موثر بوده است. ابعاد نانوذرات تهیه شده در حضور اسید آمینه بر اساس مشاهدات میکروسکوپی حدود  60*150 nmو در نمونه شاهد حدود nm 150*500 است. اندازه کریستالیت های تخمین زده شده با استفاده از رابطه شرر در نمونه شاهد حدود 40 nm بوده ولی به دلیل درجه بلورینگی اندک، در مورد نمونه های سنتز شده در حضور اسید آلی قابل محاسبه نیست.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 775.72 K

بیومکانیک

بهینه‌سازی عامل تعادل پویا برای برنامه‌ریزی مسیر حرکت برخاستن

مصطفی حاج لطفعلیان؛ محمدهادی هنرور

دوره 14، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 133-142

چکیده

  مرز تعادل روشی برای سنجش تعادل پویا در کلینیک و آزمایشگاه است که تحت تاثیر موقعیت و سرعت خطی مرکز جرم بدن قرار دارد. در این مطالعه عامل تعادل از طریق روش مرز تعادل محاسبه شده و از آن به عنوان تابع هزینه جهت برنامه­ریزی مسیر حرکت برخاستن استفاده شده است. برای محاسبه­ی کینماتیک حرکت، از نمای ساجیتال حرکت برخاستن 10 مرد جوان و سالم فیلم‌برداری ...  بیشتر مرز تعادل روشی برای سنجش تعادل پویا در کلینیک و آزمایشگاه است که تحت تاثیر موقعیت و سرعت خطی مرکز جرم بدن قرار دارد. در این مطالعه عامل تعادل از طریق روش مرز تعادل محاسبه شده و از آن به عنوان تابع هزینه جهت برنامه­ریزی مسیر حرکت برخاستن استفاده شده است. برای محاسبه­ی کینماتیک حرکت، از نمای ساجیتال حرکت برخاستن 10 مرد جوان و سالم فیلم‌برداری شده و یک مدل دوبعدی و چهار سگمنتی بر اساس معادلات حرکت، برای محاسبه­ی موقعیت مرکز جرم، گشتاور مفاصل و انجام فرایند بهینه­سازی تعریف شده است. پس از محاسبه­ی مسیر تعادل آزمودنی­ها با استفاده از روش مرز تعادل، انتگرال زمانی مسیر تعادل (C1)، مقدار حداکثر و حداقل تعادل (C2) و انتگرال زمانی مربع مسیر تعادل (C3) به عنوان توابع هزینه تعریف شده است تا توسط الگوریتم ژنتیک به حداقل برسد. برای بررسی کیفیت مسیر پیش­بینی شده توسط مدل و مقایسه­ی آن با الگوی­ آزمودنی­ها نیز از خطای جذر میانگین مربعات استفاده شده است. طبق نتایج این پژوهش، مدلی که با استفاده از تابع هزینه­ی C3 بهینه­سازی شده، الگوی حرکتی آزمودنی­ها را به ترتیب با 19% و 40% خطای کم‌تر نسبت به C1 و C2 پیش­بینی کرده است. با این وجود پیش­بینی دقیق حرکت برخاستن توسط هیچ­یک از مدل­های پیشنهادی ارائه نشده است. در نهایت می­توان نتیجه گرفت که استفاده از تابع هزینه­ی مرز تعادل به تنهایی، انتخاب مناسبی برای برنامه­ریزی حرکات تمام بدن نمی‌باشد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.61 M

مقایسه ویژگی‌های سیگنالی با استفاده از الگوریتم اصلاح شده DTW در مسئله تصدیق امضای پویا

سعید رشیدی؛ علی فلاح؛ فرزاد توحیدخواه

دوره 4، شماره 2 ، شهریور 1389، ، صفحه 135-148

چکیده

  تاکنون روش‌های بسیاری برای براورد میزان شباهت یا اختلاف سیگنال‌های زمانی معرفی شده‌اند. الگوریتم DTWاز جمله راهکارهای قدرتمندیست که علاوه بر توانائی فوق در زمینه‌های طبقه‌بندی، داده‌کاوی و تطابق ناحیه‌ای دو سیگنال نیز مورد توجه است. DTWبر پایه بهینه‌سازی فواصل نقاط دو سیگنال و با انبساط و انقباض محور زمان در هر نقطه قادر به یافتن ...  بیشتر تاکنون روش‌های بسیاری برای براورد میزان شباهت یا اختلاف سیگنال‌های زمانی معرفی شده‌اند. الگوریتم DTWاز جمله راهکارهای قدرتمندیست که علاوه بر توانائی فوق در زمینه‌های طبقه‌بندی، داده‌کاوی و تطابق ناحیه‌ای دو سیگنال نیز مورد توجه است. DTWبر پایه بهینه‌سازی فواصل نقاط دو سیگنال و با انبساط و انقباض محور زمان در هر نقطه قادر به یافتن نقاط متناظر است. در این مقاله با اصلاح قیود محلی حاکم بر DTWروشی برای ارزیابی میزان شباهت کلّی یا ناحیه‌ای دو سیگنال پیشنهاد می‌شود. الگوریتم مطرح شده در این مقاله علاوه بر افزایش دقت و قابلیت بالاتر در سنجش فاصله سیگنال‌ها و طبقه‌بندی با خطای کمتر، نسبت به تغییرات ساختاری و منبع تولید سیگنال زمانی نیز مقاوم‌تر از DTWمرسوم بوده و قابلیت تعمیم‌پذیری بیشتری از خود نشان می‌دهد. با استفاده از یک پایگاه دادگان ترکیبی متشکل از افراد ترک (از کشور ترکیه)، چینی و انگلیسی‌زبان و اعمال روش پیشنهادی مبتنی بر طبقه‌بندی کننده‌های فیشر، پنجره پارزن و ماشین بردار پشتیبان در مسئله تصدیق امضاء نشان داده می‌شود که ضمن کاهش 3/12% خطای طبقه‌بندی الگوها، در شرایط سطح آستانه عمومی خطای EERدر گروه جاعلان تصادفی و ماهر به ترتیب برابر 46/1% و 51/3% به‌دست آمده است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.13 M

پردازش سیگنال‌های حیاتی

بررسی میزان تعین سیگنالهای مغزی در احساسات مثبت، منفی و خنثی در منابع حاصل از الگوریتم ICA

مهدی عبدالصالحی؛ علی مطیع نصرآبادی؛ سید محمد فیروزآبادی

دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 143-153

چکیده

  در این تحقیق به بررسی سیگنالهای الکتروانسفالوگرام در احساسات مثبت، منفی و خنثی پرداخته شده است. در این پژوهش، فرض شده است که مغز دارای منابع مستقل مختلفی در هنگام هر فعالیت احساسی بوده که این منابع توسط الگوریتم پردازش مولفه های مستقل  (ICA) قابل مشاهده خواهند بود. برای غلبه بر مشکل نامشخص بودن ترتیب مولفه های استخراج شده در الگوریتم ...  بیشتر در این تحقیق به بررسی سیگنالهای الکتروانسفالوگرام در احساسات مثبت، منفی و خنثی پرداخته شده است. در این پژوهش، فرض شده است که مغز دارای منابع مستقل مختلفی در هنگام هر فعالیت احساسی بوده که این منابع توسط الگوریتم پردازش مولفه های مستقل  (ICA) قابل مشاهده خواهند بود. برای غلبه بر مشکل نامشخص بودن ترتیب مولفه های استخراج شده در الگوریتم ICA ابتدا با استفاده از آنتروپی شانون، این منابع مرتب و سپس از روی این منابع مرتب شده، ویژگی های بعد فراکتالی Katz و اولین محل کمینه شدن اطلاعات متقابل بر حسب تاخیر به عنوان نمایش دهنده های تعین استخراج شده اند. نتایج نشان می دهد که میزان تعین منابع مرتب شده دارای اختلاف معنی داری در طول زمان و در سه حالت احساسی مثبت، منفی و خنثی می باشد. میزان تعین در حالت های احساسی خنثی، منفی و مثبت به ترتیب افزایش می یابد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 474.54 K

بیومکانیک قلب و عروق

بررسی بازسازی دیواره شریان الاستیک تحت تاثیر بارهای استاتیکی و دینامیکی

حامد خالصی؛ هانیه نیرومند اسکویی؛ فرزان قالیچی

دوره 5، شماره 2 ، شهریور 1390، ، صفحه 143-149

چکیده

  تنشهای دیواره شریان یکی از عوامل اصلی ایجاد تغییر در سیستم شریانی هم در دوران رشد طبیعی و هم در زمان پیشرفت بیماری های شریانی محسوب می شود. بنابراین تعیین مقدار تنشهای دیواره در مراحل بیولوژیکی و پاتالوژیکی مهم است. از آنجایی که هندسه و ساختمان شریان در پاسخ به تغییر بارگذاری تغییر می کند، به عنوان یک قاعده اصلی می توان گفت که دیواره ...  بیشتر تنشهای دیواره شریان یکی از عوامل اصلی ایجاد تغییر در سیستم شریانی هم در دوران رشد طبیعی و هم در زمان پیشرفت بیماری های شریانی محسوب می شود. بنابراین تعیین مقدار تنشهای دیواره در مراحل بیولوژیکی و پاتالوژیکی مهم است. از آنجایی که هندسه و ساختمان شریان در پاسخ به تغییر بارگذاری تغییر می کند، به عنوان یک قاعده اصلی می توان گفت که دیواره شریان قابلیت سازگاری با شرایط خارجی را دارد تا در مقابل افزایش تنش مقاومت کند. نتایج تجربی نشان می دهند، سخت شدن آئورت با افزایش سن منجر به افزایش دامنه پالس فشاری می شود. با افزایش فشار خون تنش محیطی دیواره افزایش می یابد. در حالی که بیشترین تنش محیطی در داخلی ترین بخش دیواره شریان اتفاق می افتد و باعث بالا رفتن کرنش محیطی شده که باعث آسیب سلولهای اندوتلیال می شود. بنابراین جراحت سلولهای اندوتلیال فاکتور کلیدی برای از بین رفتن شریان است. مکانیزم بازسازی منجر به کاهش تنش محیطی دیواره برای حفظ کارکرد شریان و کاهش جراحت سلولهای اندوتلیال می شود. این تغییرات منجر به بازسازی آئورت شده که این بازسازی به صورت افزایش قطر داخلی و ضخامت گزارش شده است. هدف از این تحقیق تحلیل تغییر تنشهای محیطی در طی این فرایند است. با به کارگیری روش المان محدود در ساختار دیواره شریان، فرایند بازسازی مورد بررسی قرار گرفته است. در مدل عددی، فشار نوسانی به عنوان بار دینامیکی و کشش طولی و زاویه باز به عنوان بار استاتیکی به مدل اعمال شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش زاویه باز در پیری باعث افزایش تنش مانده محیطی می شود. این عامل باعث کاهش تنشهای محیطی در بازسازی دینامیکی شده است. همچنین وجود تنش مانده محیطی در افزایش سن باعث افزایش مقدار تنش دیواره خارجی نسبت به داخلی در توزیع تنش محیطی در راستای ضخامت شده است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 323.84 K

ابزاردقیق پزشکی

طراحی و شبیه‌سازی بخش کنترل‌کننده‌ی دیجیتال یک تراشه‌ی تحریک عصبی برای یک ایمپلنت مغزی

فرناز فهیمی هنزایی؛ محمدمهدی احمدی

دوره 12، شماره 2 ، شهریور 1397، ، صفحه 147-159

چکیده

  در این مقاله، طراحی و شبیه­سازی یک کنترل کننده‌ی دیجیتال برای استفاده در یک سیستم تحریک الکتریکی قابل کاشت در مغز ارائه شده است. کنترل کننده‌ی دیجیتال ارائه شده در این مقاله، دارای قابلیت تولید پالس­های تحریک مربعی با امکان برنامه­ریزی مقادیر عرض پالس، دامنه‌ی پالس، تک فازی یا دو فازی بودن و تقدم فاز کاتدی بر آندی یا برعکس ...  بیشتر در این مقاله، طراحی و شبیه­سازی یک کنترل کننده‌ی دیجیتال برای استفاده در یک سیستم تحریک الکتریکی قابل کاشت در مغز ارائه شده است. کنترل کننده‌ی دیجیتال ارائه شده در این مقاله، دارای قابلیت تولید پالس­های تحریک مربعی با امکان برنامه­ریزی مقادیر عرض پالس، دامنه‌ی پالس، تک فازی یا دو فازی بودن و تقدم فاز کاتدی بر آندی یا برعکس (در صورت دو­­­­­‌‌‌‌‌ فازی بودن آن) می‌باشد. هم‌چنین، در این سیستم امکان کنترل 16 سایت تحریک و تحریک 4 تا از آن‌ها به طور هم‌زمان فراهم شده است. عرض پالس­های تحریک، بین 4 میکروثانیه تا 4 میلی‌ثانیه و فاصله‌ی میان دو فاز، بین 4 تا 512 میکروثانیه قابل برنامه­ریزی است. هم‌چنین، دامنه‌ی پالس­ها می­تواند مقادیری بین 4 میکروآمپر تا 1 میلی‌آمپر را اختیار کند. کنترل هر 4 سایت از 16 سایت موجود، توسط یک واحد تحریک کننده‌ی محلی (LDC) صورت می­گیرد که داده­های خود را از واحد کنترل کننده‌ی سراسری (GDC) دریافت می­نماید. صحت عمل‌کرد کدهای VHDL مدار طراحی شده، ابتدا روی یک برد FPGA بررسی و سپس تراشه‌ی ASIC آن با تکنولوژی CMOS 18/0 میکرومتر جانمایی گشته است. ابعاد هر یک از بخش­های تحریک کننده‌ی محلی در تراشه‌ی طراحی شده برابر با 160/19 میکرومترمربع و ابعاد بخش تحریک کننده‌ی سراسری برابر با 246/4 میکرومترمربع می­باشد. هم‌چنین توان مصرفی بخش­های کنترل کننده­های محلی و سراسری به ترتیب برابر 12 و 2/8 میکرووات می‌باشد. به منظور سهولت در ارسال پارامترهای سیگنال­های تحریک توسط کاربر، یک واسط گرافیکی در محیط نرم‌افزار MATLAB طراحی شده است، که با ارسال متناوب دستور تولید پالس توسط آن، می­توان فرکانس پالس­ها و یا تعداد و فاصله‌ی آن‌ها را در یک قطار پالس تحریکی برنامه­ریزی کرد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.82 M

بیوالکتریک

آنالیز توام اتصالات کارکردی و ساختاری مغز در بیماران اسکیزوفرنی با رویکرد شبکه‌ای

فرزانه کیوان‌فرد؛ عباس نصیرائی‌مقدم

دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، ، صفحه 147-158

چکیده

  مغز به عنوان پیچیده‌ترین عضو بدن انسان، از جنبه‌های مختلفی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. بیش‌ترین منشا این پیچیدگی از آن‌جا ناشی می‌شود که با وجود ثبات معماری ساختاری (اتصالات فیزیکی)، اتصالات کارکردی دینامیک و مختلفی در مغز وجود دارد. در بیماری‌های مغزی، معمولا هر دو اتصال ساختاری و کارکردی مغز و هم‌چنین ارتباط میان آن‌ها دچار ...  بیشتر مغز به عنوان پیچیده‌ترین عضو بدن انسان، از جنبه‌های مختلفی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. بیش‌ترین منشا این پیچیدگی از آن‌جا ناشی می‌شود که با وجود ثبات معماری ساختاری (اتصالات فیزیکی)، اتصالات کارکردی دینامیک و مختلفی در مغز وجود دارد. در بیماری‌های مغزی، معمولا هر دو اتصال ساختاری و کارکردی مغز و هم‌چنین ارتباط میان آن‌ها دچار تغییر شده و علایم رفتاری متفاوتی را ناشی می‌شود. مطالعه‌ی تغییرات اتصالات مغزی در این‌گونه بیماری‌ها، به شناخت بهتر ارتباط میان ساختار و کارکرد مغز کمک می‌کند. یکی از اختلالات روانی رایج، بیماری اسکیزوفرنی است که از سایر بیماری‌های روان‌شناختی، وخیم‌تر بوده و هر دو بخش ساختار و کارکرد مغز را به طور گسترده‌ای درگیر می‌کند. در میان روش‌هایی که تا کنون برای بررسی ارتباط میان داده‌های مغز پیشنهاد شده، رویکرد آنالیز توام، به دلیل توانایی استخراج اطلاعات متناظر در چند مدالیته، مورد توجه بسیاری از پژوهش‌گران قرار گرفته است. با وجود یافته‌های ارزشمند این روش‌ها، از آن‌جا که آنالیز آن‌ها تا کنون محدود به واکسل‌های تصویر بوده، اطلاعاتی از ارتباط میان اتصالات مغزی با استفاده از این روش‌ها فراهم نشده است. در این پژوهش از الگوریتم پیوندی آنالیز مولفه‌های مستقل به منظور تحلیل ارتباط میان تغییرات اتصالات کارکردی و ساختاری مغز بیماران اسکیزوفرنی در مقایسه با افراد سالم استفاده شده است. نتایج این مطالعه تایید می‌کند که ارتباط میان اتصالات مغزی الزاما به صورت یک-به-یک نمی‌باشد. هم‌چنین یافته‌های این پژوهش نشان داده که تغییرات اتصالات ساختاری مانند فاسیکولوس طولی فوقانی و فاسیکولوس طولی تحتانی با تغییرات کارکردی در نواحی مختلف مغزی مانند لوب‌های گیج‌گاهی و پیشانی مرتبط است. با مقایسه‌ی قدرت گره و طول کوتاه‌ترین مسیر در زیرشبکه‌های به دست آمده، کاهش بازدهی در انتقال موازی اطلاعات کارکردی در بیماران اسکیزوفرنی مشاهده گردید. با توجه به این یافته‌ها می‌توان نتیجه گرفت که آنالیز توام در سطح اتصالات مغزی می‌تواند به درک بهتر ارتباط میان تغییرات به وجود آمده در اتصالات ساختاری و کارکردی مغز کمک کند. 

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.57 M

ابزاردقیق پزشکی

طراحی یک فورسپس بیوامپدانس الکتریکی برای تعیین خواص الکتریکی بافت‌های درونی بدن

رسول باغبانی؛ محمد حسن مرادی

دوره 10، شماره 2 ، شهریور 1395، ، صفحه 149-160

چکیده

  در این مقاله، ایدة جدیدی برای طراحی سنسور بیوامپدانس الکتریکی مناسب و به شکل فورسپس نمونه­برداری برای اندازه­گیری خواص الکتریکی، یعنی رسانندگی و گذردهی  بافت­های داخلی بدن، پیشنهاد شده است. برای طراحی آن، ابتدا رابطة خواص الکتریکی بافت با جریان و ولتاژ در بافت گوه­شکل داخل دهانة فورسپس بیوامپدانس، با تعیین پاسخ معادلة ...  بیشتر در این مقاله، ایدة جدیدی برای طراحی سنسور بیوامپدانس الکتریکی مناسب و به شکل فورسپس نمونه­برداری برای اندازه­گیری خواص الکتریکی، یعنی رسانندگی و گذردهی  بافت­های داخلی بدن، پیشنهاد شده است. برای طراحی آن، ابتدا رابطة خواص الکتریکی بافت با جریان و ولتاژ در بافت گوه­شکل داخل دهانة فورسپس بیوامپدانس، با تعیین پاسخ معادلة لاپلاس به روش منابع جریان تصویر، به‌دست آمد. سپس برای ارزیابی فورسپس بیوامپدانس طراحی­شده، مدل‌سازی به روش المان­ محدود و با استفاده از داده­های تجربی به‌دست آمده برای بافت­های مختلف توسط محققین،  انجام شد. نتایج مدل­سازی نشان داد که ولتاژ به‌دست­آمده برای تمام نقاط بافت داخل دهانة فورسپس بیوامپدانس در فرکانس­های مختلف 50 هرتز تا 5 مگاهرتز، با مقادیر به‌دست­آمده به روش تحلیلی مطابقت دارد. در ادامه برای بررسی تأثیر زاویة دهانة فورسپس، اندازه­گیری­ها به‌ازای زوایای مختلف دهانة فورسپس انجام شد و مشخص شد که هر چقدر زاویة دهانه کوچک­تر باشد، اندازه­گیری دقیق­تر خواهد بود. اندازه‌گیری‌ها با تغییر حجم و شکل بافت نیز انجام شدند و مشخص شد که فورسپس بیوامپدانس طراحی­شده، حساسیتی به تغییر حجم و شکل بافت نداشته و مقاوم است. برای تأیید عملی، با ساخت آزمایشگاهی فورسپس بیوامپدانس و استفاده از امپدانس­آنالایزر، رسانندگی محلول سالین در پهنای باند فرکانسی 50 کیلوهرتز تا 1 مگاهرتز و در غلظت­های مختلف اندازه­گیری شد. برای بررسی صحت مقادیر اندازه­گیری شده، روش واندرپو پیاده­سازی شد و رسانندگی الکتریکی محلول سالین، دوباره با این روش اندازه­گیری شد. نتایج، نشان­دهندة صحت اندازه­گیری رسانندگی محلول سالین با فورسپس بیوامپدانس پیشنهادی بود. از ویژگی­های این فورسپس بیوامپدانس، می­توان به قابلیت اندازه­گیری غیرتهاجمی­ خواص الکتریکی بافت­های داخل بدن در مدت زمان کوتاه و ثابت نگه­داشتن بافت هنگام اندازه­گیری اشاره کرد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.12 M