نشریه‌ی علمی مهندسی پزشکی زیستی

مهندسی بافت

اثر فشار عمودی پیوسته، تکرار شونده و متناوب بر ویژگی های بیومکانیکی و بافت شناسی پوست خوکچه هندی

گیتی ترکمان؛ علی فلاح؛ محمود مفید؛ صدیقه غیاثی؛ قدمعلی طالبی

دوره 1، شماره 3 ، آذر 1386، ، صفحه 215-225

چکیده

در این مطالعه از 22 خوکچه هندی نر از نژاد آلبینو 4 تا 6 ماهه به وزن 400 تا 450g استفاده شده است. فشار کنترل شده به وسیله ایندنتور کنترل شونده با کامپیوتر، بر پوست ناحیه برجستگی استخوان ران اندام عقبی حیوان اعمال شد. میزان فشار 291 mmHg بود که به مدت 3 ساعت در سه گروه به صورت پیوسته (3 ساعت)، تکرار شونده (دو دوره 90 دقیقه ای اعمال فشار ... بیشتر

مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی

مدل سایبرنتیکی درد و فرایندهای حسی وابسته به حالت در شاخ خلفی نخاع

سیامک حقی پور؛ سید محمدرضا هاشمی گلپایگانی؛ سید محمد فیروزآبادی؛ سیروس مومن زاده

دوره 3، شماره 3 ، آذر 1388، ، صفحه 227-241

چکیده

فرایند شکل گیری درد از نرون های حسی اولیه شروع و به نرون های سیستم عصبی مرکزی که اولین بخش آن در شاخ خلفی نخاع است ختم می شود. امروزه تلاش برخی محققان برای کنترل درد، یافتن سازوکاریست که بتواند وضعیت نرون های شاخ خلفی نخاع را از یک حالت پایدار ناخواسته به حالت پایدار مطلوب تغییر دهد به این منظور لازم است ابتدا مدلی از رفتار نرون ها در ... بیشتر فرایند شکل گیری درد از نرون های حسی اولیه شروع و به نرون های سیستم عصبی مرکزی که اولین بخش آن در شاخ خلفی نخاع است ختم می شود. امروزه تلاش برخی محققان برای کنترل درد، یافتن سازوکاریست که بتواند وضعیت نرون های شاخ خلفی نخاع را از یک حالت پایدار ناخواسته به حالت پایدار مطلوب تغییر دهد به این منظور لازم است ابتدا مدلی از رفتار نرون ها در شاخ خلفی نخاع استخراج شود تا با تغییر پارامترهای مدل مذکور، بتوان درد ایجاد شده را تحت کنترل در آورد. در این تحقیق به کمک اسلوب شناسی بایفورکیشن و استخراج دینامیک حاکم بر سازوکار شکل گیری درد از طریق انجام آزمایش های بالینی، یک مدل سایبرنتیکی ارائه می شود که قادر به بیان حالت های عملکردی نرون های شاخ خلفی نخاع (عادی، حساس شده و فرونشانده شده)، نقش حافظه، اثر ورودی های حسی دیگر و اثر ورودی های نزولی از سطوح فوقانی سیستم عصبی است. در این مدل ورودی ها شامل درجه تحریک حرارتی متناسب با نرخ پتانسیل عمل از آوران های dC/A، شدت جریان تحریک الکتریکی مهاری متناسب با نرخ پتانسیل عمل از آوران های Ab، ورودی های مهاری نزولی از مغز میانی و ورودی های مهاری یا تحریکی نزولی از سطوح فوقانی سیستم عصبی (تالاموس و قشر مغز) بوده و خروجی مدل نرخ پتانسیل عمل ساطع شده از نرون های انتشاری شاخ خلفی نخاع متناسب با سطح درد حس شده است. ویژگی شاخص این مدل استفاده از مدلسازی سایبرنتیکی بر اساس یک سری اطلاعات ورودی و خروجیست که می تواند ایراد وارد بر سایر مدل ها که در آنها ساده سازیِ روابط، تعامل اجزای سیستم را کاهش می دهد مرتفع کند. از طرف دیگر برخلاف مدل های قبلی که بر اساس پتانسیل تحریکی غشاء مدلسازی شده بودند در مدل مذکور خروجی مستقیما به صورت پتانسیل عمل ساطع شده از نرون های انتشاری شاخ خلفی نخاع است که علاوه بر اینکه از دقت بالاتری برخوردار است قابلیت انطباق با ثبت های سلولی را نیز دارد.

پردازش تصاویر پزشکی

تشخیص مناطق فعّال در تصاویر fMRI با استفاده از مدل‌های غیرخطی همرشتاین-وینر و NARMA

علی تعالیمی؛ عمادالدین فاطمی‌زاده

دوره 4، شماره 3 ، آذر 1389، ، صفحه 231-248

چکیده

سیستم fMRIدر شناخت فعّالیت‌های عصبی کاربرد زیادی دارد. پاسخ مغز به آزمایش ترتیب داده شده از طریق سیگنال‌ها و تصاویر به دست آمده در خلال تصویربرداری fMRI، قابل بررسی است. مطالعات مختلف انجام شده بر روی سیگنال میزان اکسیژن دهی خون، رابطه غیرخطی بین تحریک اعمالی و پاسخ دریافت شده از نرون‌ها را نشان می‌دهد. در این مقاله، به بررسی روش‌های ... بیشتر سیستم fMRIدر شناخت فعّالیت‌های عصبی کاربرد زیادی دارد. پاسخ مغز به آزمایش ترتیب داده شده از طریق سیگنال‌ها و تصاویر به دست آمده در خلال تصویربرداری fMRI، قابل بررسی است. مطالعات مختلف انجام شده بر روی سیگنال میزان اکسیژن دهی خون، رابطه غیرخطی بین تحریک اعمالی و پاسخ دریافت شده از نرون‌ها را نشان می‌دهد. در این مقاله، به بررسی روش‌های غیرخطی تحلیل تصاویر fMRIخواهیم پرداخت. برای این مقصود، به بررسی روش‌های غیرخطی با تأکید بر پارامترهای فیزیولوژیکی اثرگذار بر سیگنال BOLDو روش‌های غیرخطی که بدون در نظر گرفتن عوامل فیزیولوژیکی، رابطه ورودی و خروجی، یعنی سیگنال تحریک و سیگنال fMRIرا مدل می‌کنند؛ می‌پردازیم. روش بالون را نیز به عنوان یک روش غیرخطی فیزیولوژیکی بررسی کرده و از طریق آن روش جدیدی برای تعیین مناطق فعّال مغز ارائه کرده‌ایم. همچنین روش‌های همرشتاین-وینر و NARMAو مدل ولترا به عنوان روش‌های غیرفیزیولوژیکی مورد بحث قرار گرفته و توانایی آنها در مدل کردن و تشخیص مناطق فعّال مغز مورد ارزیابی قرار گرفته است. علاوه بر روش‌های به‌کار رفته برای آشکارسازی نقاط فعّال بر روی دو مجموعه از داده‌ها (با تحریک شبیه‌سازی شده و تحریک واقعی) ارزیابی شده‌اند. در مجموعه دادگان شماره یک به ازای سطح آستانه 45/0 در هر سه مدل، میزان اندیس جکارد برای مدل‌های همرشتاین-وینر، NARMAو مدل ولترا به ترتیب 90/0، 0/1 و 91/0 به‌دست آمد. در مجموعه داد‌گان شماره دو به ازای آستانه‌های مختلف (به ترتیب 35/0، 40/0 و 45/0) این اندیس به ترتیب 85/0، 9/0 و 87/0 است.

پردازش تصاویر پزشکی

تشخیص اتوماتیک مکان لندمارک های سفالومتری بر روی تصاویر سفالوگرام بیماران ارجاع داده شده به دانشگاه علوم پزشکی اصفهان

راحله کافیه؛ علیرضا مهری دهنوی؛ سعید صدری؛ سید حمید راجی

دوره 2، شماره 3 ، آذر 1387، ، صفحه 233-246

چکیده

به منظور پیش بینی رشد فک و صورت و امکان برنامه ریزی درمان های لازم، دانش سفالومتری از طریق مقایسه فک و صورت افراد مختلف بنیان گذاری شده است. تاکنون تلاش های زیادی به منظور اتوماتیک کردن آنالیزهای سفالومتری با هدف کاهش زمان لازم برای آنالیز، بهبود صحت تشخیص لندمارک ها و کاهش خطاهای حاصل از خستگی فرد متخصص صورت پذیرفته است. هدف این طرح ... بیشتر به منظور پیش بینی رشد فک و صورت و امکان برنامه ریزی درمان های لازم، دانش سفالومتری از طریق مقایسه فک و صورت افراد مختلف بنیان گذاری شده است. تاکنون تلاش های زیادی به منظور اتوماتیک کردن آنالیزهای سفالومتری با هدف کاهش زمان لازم برای آنالیز، بهبود صحت تشخیص لندمارک ها و کاهش خطاهای حاصل از خستگی فرد متخصص صورت پذیرفته است. هدف این طرح تعیین مکان دقیق لندمارک های سفالومتری بر روی تصاویر دندانپزشکی است. در این طرح یک روش مبتنی بر ترکیب مدل های شکل پذیر و شبکه های عصبی بر روی تصاویر سفالومتری در دندانپزشکی پیشنهاد شده است. به این منظور در گام اول، تعدادی از مشخصات تصویر به وسیله یک فیلتر نفوذ غیرخطی و سپس روش تشخیص لبه سوسان استخراج شده اند تا اثر اندازه، چرخش و شیفت احتمالی جمجمه هنگام تصویربرداری مدلسازی شود. در گام بعدی یک شبکه عصبی برای طبقه بندی تصاویر سفالومتری بر اساس مشخصات هندسی آنها مورد استفاده قرار گرفته است. سپس با استفاده از شبکه آموزش یافته برای هر تصویر جدید ورودی، کلاس مربوط تشخیص داده شده، مکان تقریبی لندمارک ها تخمین زده می شود. سپس با اعمال روش مدل های شکل پذیر بر تصاویر مکان دقیق لندمارک ها در تصویر به دست می آیند و در نهایت یک مرحله تطبیق الگو به منظور تعیین مکان دقیق لندمارک ها بر روی تصاویر به کار برده می شود. برای بررسی صحت عملکرد سیستم از 20 تصویر سفالومتری استفاده شده و در هر تصویر 16 لندمارک مکان یابی می شود. هر یک از تصاویر تقریبا دارای ابعاد mm 170 در mm 200 بوده با قدرت تفکیک ) dpi100هر میلی متر معادل با 4 پیکسل) به صورت دیجیتال در آمده اند. به طور متوسط 24% از لندمارک ها در فاصله mm 1نقاط صحیح، 61% در فاصله mm 2 و 93% در فاصله mm 5 مکان یابی شده اند که بهبود چشمگیری نسبت به روش های قبل نشان می دهد. با توجه به نتایج حاصل مشاهده می شود استفاده از روش پیشنهادی در مقایسه با روش های موجود نتایج بسیار مطلوب تری را ارائه می نماید.

اولتراسوند در پزشکی / سونوگرافی / اکوگرافی / پژواک‌نگاری / صوت‌نگاری

ارائه‌ی یک روش سریع برای شکل‌دهی پرتوی وفقی چندپرتویی در تصویربرداری اولتراسوند

حنانه کیهانیان؛ سیدمحمود سخایی

دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، ، صفحه 235-248

چکیده

روش شکل‌دهی پرتو چندپرتویی، یک روش پیاده‌سازی شکل‌دهی پرتو کم‌ترین واریانس، با پیچیدگی محاسباتی اندک است که در آن، به جای محاسبه‌ی ماتریس کوواریانس برای هر یک از نقاط تصویر و معکوس کردن آن، تنها یک ماتریس برای تمام نقاط واقع در فاصله‌ی شعاعی یک‌سان از مرکز آرایه، محاسبه می‌شود. سپس برای کاهش بیش‌تر پیچیدگی، مساله‌ی شکل‌دهی ... بیشتر روش شکل‌دهی پرتو چندپرتویی، یک روش پیاده‌سازی شکل‌دهی پرتو کم‌ترین واریانس، با پیچیدگی محاسباتی اندک است که در آن، به جای محاسبه‌ی ماتریس کوواریانس برای هر یک از نقاط تصویر و معکوس کردن آن، تنها یک ماتریس برای تمام نقاط واقع در فاصله‌ی شعاعی یک‌سان از مرکز آرایه، محاسبه می‌شود. سپس برای کاهش بیش‌تر پیچیدگی، مساله‌ی شکل‌دهی در فضای پرتو حل می‌شود. در این مقاله، یک روش دومرحله‌ای جدید برای کاهش پیچیدگی شکل‌دهی پرتو کم‌ترین واریانس، معرفی شده است که مخصوصا در حالت چندپرتویی، نسبت به روش فضای پرتو، دارای پیچیدگی محاسباتی کم‌تری می‌باشد. در مرحله‌ی اول این روش، به جای استفاده از سیگنال‌های تمام عناصر آرایه در محاسبه‌ی ماتریس کوواریانس، سیگنال‌های بخشی از عناصر آرایه انتخاب می‌شود، به گونه‌ای که ماتریس کوواریانس حاصل، تمام اطلاعات همبستگی سیگنال‌ها را در بر گیرد. در مرحله‌ی دوم، وزن‌های تمام عناصر آرایه، از طریق یک روش درون‌یابی وفقی تعیین می‌شود، به گونه‌ای که ضمن حفظ ویژگی رزولوشن خوب، کنتراست تصویر نیز بهبود یابد. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که در حالت چندپرتویی، روش جدید از نظر رزولوشن، کنتراست و مقاوم بودن در مقابل خطاها، عمل‌کردی مشابه با روش شکل‌دهی در فضای پرتو دارد، در حالی که نسبت به آن روش، بار محاسباتی را تا بیش از 3 برابر، کاهش می‌دهد.

مهندسی عصبی عضلانی

کنترل تطبیقی فازی عصبی-لغزشی گام برداشتن با استفاده از تحریک الکتریکی درون عضلانی در مدل حیوانی رت

عابد خراسانی سرچشمه؛ عباس عرفانیان امیدوار

دوره 5، شماره 3 ، آذر 1390، ، صفحه 245-255

چکیده

در طی دو دهه اخیر، تحریک الکتریکی درون عضلانی به عنوان یک روش بالقوه به منظور بازیابی حرکت عضو فلج مطرح شده است. اصلی ترین چالش در بازیابی حرکت مطلوب در استفاده از تحریک الکتریکی درون عضلانی توسعه یک استراتژی کنترلی مقاوم برای تعیین الگوی‌های تحریک می‌باشد. کنترل دقیق و پایدار عضو در روش تحریک الکتریکی عملکردی درون عضلانی بدلیل خواص ... بیشتر

مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی

مدل‌سازی جذب ذرات میکرونی در نسل دوم مجاری هوایی ریه انسان بر اساس مدل هورسفیلد

حسین قاسمی؛ محمدسعید سعیدی؛ بهار فیروزآبادی

دوره 7، شماره 3 ، آذر 1392، ، صفحه 255-264

چکیده

ساختار مجاری هوایی دستگاه تنفسی انسان پیچیده و در عین حال کاملاً متغیر است. بسیاری از مواد درمانی که به منظور درمان بیمار‌ی‌‌های ریوی استفاده می‌شوند، بصورت ذرات ائروسل وارد مجاری هوایی ریه می‌شوند. چنین فرایند درمانی نیازمند حرکت و جذب ذرات در نواحی مشخصی از ریه است. در مطالعه حاضر، مدل شامل سه نسل اول از مجاری هوایی هدایتی دستگاه ... بیشتر ساختار مجاری هوایی دستگاه تنفسی انسان پیچیده و در عین حال کاملاً متغیر است. بسیاری از مواد درمانی که به منظور درمان بیمار‌ی‌‌های ریوی استفاده می‌شوند، بصورت ذرات ائروسل وارد مجاری هوایی ریه می‌شوند. چنین فرایند درمانی نیازمند حرکت و جذب ذرات در نواحی مشخصی از ریه است. در مطالعه حاضر، مدل شامل سه نسل اول از مجاری هوایی هدایتی دستگاه تنفسی انسان بر اساس اطلاعات مدل هورسفیلد، ساخته شده است. با استفاده از روش تولید شبکه ساختاریافته برای مدل‌‌های پیچیده، به منظور افزایش دقت و کاهش هزینه‌‌های محاسباتی، برای این مدل -که مدلی نامتقارن و پیچیده است- شبکه ساختاریافته تولید شد. جریان آرام و سه‌بعدی به ازای دبی lit/s0.18 و lit/s0.41 در ورودی مدل مطالعه شد. این محدوده دبی به منظور آرام ماندن جریان انتخاب شد که مربوط به حالت استراحت تا فعالیت سبک انسان است. الگوی سرعت یکنواخت در حالت پایا شرط مرزی ورودی مسأله است. توزیع ذرات بر اساس الگوی سرعت اولیه ورودی با تعداد ذرات 18000 عدد استفاده شده است. به منظور مطالعه حرکت و جذب ذرات از عدد بی بعد استوکس استفاده شد. مسأله برای رینولدزهای 800، 1201، 1486 و 1800 و در اعداد استوکس مختلف 0.025، 0.051، 0.076 و 0.102 حل شد. به منظور کاهش آثار شرط مرزی بالادست و پایین‌دست، مطالعه برای نسل دوم مجاری انجام شد. برای حل میدان جریان از نرم‌افزار فلوئنت و برای ردیابی ذرات از کد ردیاب نوشته شده، استفاده شد. در نهایت رابطه‌ای برای راندمان کلی جذب ذرات در نسل دوم مجاری بر اساس اعداد بی بعد رینولدز و استوکس به دست آمد.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

تحلیل پاسخ شنوایی ساقه‌ی مغز به هجای گفتاری/دا/ با استفاده از روش چندفراکتالی

مرجان مظفری‌لقا؛ سیدمحمدصادق موحد

دوره 11، شماره 3 ، آبان 1396، ، صفحه 255-264

چکیده

از ویژگیهای پردازشهای ساقه‌ی مغز، حضور پیچیدگی و تاثیرگذاری عوامل فردی در رمزگذاری اصوات می‌باشد. تشریح این پردازش‌ها بر مبنای تحلیل‌های خطی دشوار بوده و این خود انگیزه‌ای است مبنی بر استفاده از روشهای غیرخطی که قادر به تحلیل مناسبتر سیگنالهای غیرمانا هستند. هدف این تحقیق، بررسی رفتار ساقه‌ی مغز در پاسخ به تحریک ... بیشتر از ویژگیهای پردازشهای ساقه‌ی مغز، حضور پیچیدگی و تاثیرگذاری عوامل فردی در رمزگذاری اصوات می‌باشد. تشریح این پردازش‌ها بر مبنای تحلیل‌های خطی دشوار بوده و این خود انگیزه‌ای است مبنی بر استفاده از روشهای غیرخطی که قادر به تحلیل مناسبتر سیگنالهای غیرمانا هستند. هدف این تحقیق، بررسی رفتار ساقه‌ی مغز در پاسخ به تحریک شنوایی هجای گفتاری /دا/ (s-ABR)، با استفاده از تحلیل چندفراکتالی MFDFA)) به همراه روشهای تحلیل روندزدایی، شامل تجزیه به مقادیر تکین (SVD)، روش تطبیقی (AD) و روش تجزیه به مدهای تجربی (EMD) می‌باشد. در این تحلیل، پس از ثبت پاسخهای شنوایی ساقه‌ی مغز برانگیخته شده با هجای ساختگی /دا/ در 40 فرد بزرگ‌سال هنجار با میانگین سنی 22 سال، تحلیل MFDFA روی سیگنال، جهت ارزیابی تغییرات پیچیدگی و چندمقیاسی آن‌ها انجام می‌شود. هم‌چنین، به‌منظور روندزدایی بهینه از سیگنال، ابتدا روشهای SVD، AD و EMD روی داده‌های ورودی اعمال می‌شود. با محاسبه‌ی تابع افت‌وخیز و ارزیابی رفتار مقیاسی، نماهای مقیاسی مانند نمای هارست تعمیم‌یافته و طیف تکینگی تعیین می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که در مقیاسهای کوچک، سیگنال دارای خاصیت نامانایی است. اما در مقیاسهای بزرگ، ویژگی سیستم توسط روند کنترل می‌شود. تمام نمونههای مورد بررسی در مقیاس میلی‌ثانیه، دارای تغییر رفتاری در تابع افت‌وخیز هستند که معادل با روند تناوبی غالب است. متوسط نمای هارست تعمیم‌یافته‌ی محاسبه‌شده توسط این روش در مقیاس‌های کوچک، یعنی میلی‌ثانیه، برابر با در 68 درصد تراز تطابق است. وابستگی به ، نشان میدهد که سیگنال s-ABR خاصیت چندفراکتالی دارد، که غالبا به دلیل همبستگیها است. پهنای طیف تکینگی، که معیاری از پیچیدگی سیگنال است، برای داده‌های مورد استفاده به طور میانگین برابر با در تراز اطمینان است.

بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی

بررسی آسیب سلول عصبی در پاسخ به نیروی کششی

سجاد قضاوی؛ بهمن وحیدی

دوره 10، شماره 3 ، مهر 1395، ، صفحه 257-266

چکیده

با توجه به اهمیت مغز و سلول‌های عصبی و بیماری‌ها و آسیب‌های مربوط به این سلول‌ها، تحقیقات بسیار گسترده‌ای در این حوزه انجام می‌شود؛ اما به‌دلیل تخصصی بودن رفتار این سلول‌ها، هر تحقیقی تنها یک جنبه(الکتروفیزیولوژیکی، شیمیایی و مکانیکی) از این سلول را بررسی کرده ‌است. تحقیقی که بتواند تأثیر این عوامل را بر هم و به‌طور جامع بر رفتار ... بیشتر با توجه به اهمیت مغز و سلول‌های عصبی و بیماری‌ها و آسیب‌های مربوط به این سلول‌ها، تحقیقات بسیار گسترده‌ای در این حوزه انجام می‌شود؛ اما به‌دلیل تخصصی بودن رفتار این سلول‌ها، هر تحقیقی تنها یک جنبه(الکتروفیزیولوژیکی، شیمیایی و مکانیکی) از این سلول را بررسی کرده ‌است. تحقیقی که بتواند تأثیر این عوامل را بر هم و به‌طور جامع بر رفتار سلول عصبی نشان دهد، انجام نشده است. از آنجا که ارتباط روابط مکانیکی و الکتریکی سلول عصبی، نقش تعیین کننده‌ای در بسیاری از بیماری‌ها، آسیب‌ها(مانندضربات ‌مغزی) و درمان‌ها (مانند تحریک با امواج فراصوت) دارد؛ از این‌رو نیاز به مدل‌سازی اثر نیروی مکانیکی بر عملکرد الکتروفیزولوژیک سلول عصبی حس می‌شود. این تحقیق، یکی از اولین گام‌ها برای دست‌یابی به این هدف است که با در‌نظر گرفتن ویژگی حساسیت مکانیکی کانال‌های یونی، تأثیر نیروی مکانیکی را بر موج پتانسیل عمل به‌دست آوریم. در این مدل، خواص مکانیکی و الکتروفیزیولوژی نورون و بر‌هم‌کنش آنها بر یکدیگر در‌نظر‌گرفته شده است. مدل جامعی بر‌اساس میراگر کسری، برای مدل‌سازی مکانیکی و معادلات هاجکین هاکسلی، برای مدل الکتروفیزیولوژی سلول ارائه شده است. از آزمایشات موجود نیز برای ارتباط این دو مدل استفاده شده است؛در واقع با اعمال تنش، رفتار الکتروفیزیولوژیکی سلول(پتانسیل غشا و جریان کانالهای یونی) را بررسی می‌کنیم. کرنش به‌دست‌آمده از مدل میراگر کسری، بر فعال‌سازی و غیر‌فعال‌سازی کانال‌های یونی و در‌نتیجه معادلات هاجکین هاگسلی اثر می‌گذارد. نتایج، نقص عملکردی سلول عصبی را در زمان آسیب نشان می‌دهد، که باعث کاهش اندازة موج پتانسیل عمل می‌شود. این کاهش می‌تواند بسته به میزان آسیب(کرنش پلاستیک) سلول، بازگشت‌پذیر یا بازگشت‌ناپذیر باشد.

بخش‌بندی خودکار ماهیچه‌های مقطع ران با استفاده از روش چنداطلس سلسله‌مراتبی و الگوریتم FRFCM در تصاویر سی‌تی‌اسکن

ملیحه مولائی؛ رضا آقائی‌زاده ظروفی

دوره 13، شماره 3 ، مهر 1398، ، صفحه 259-271

چکیده

کمیسازی و مدلسازی ماهیچههای اسکلتی میتواند به بررسی بیماریهای مربوط به ماهیچه، مشکلات حرکتی خاص و شبیهسازیهای مورد نیاز برای انجام جراحیهای مربوطه کمک نماید. بدین منظور به بخشبندی ماهیچهها در تصاویر پزشکی نیاز است. با توجه به اهمیت ماهیچههای مقطع ران در حفظ تعادل بدن و راه رفتن، در این پژوهش بخشبندی ... بیشتر کمیسازی و مدلسازی ماهیچههای اسکلتی میتواند به بررسی بیماریهای مربوط به ماهیچه، مشکلات حرکتی خاص و شبیهسازیهای مورد نیاز برای انجام جراحیهای مربوطه کمک نماید. بدین منظور به بخشبندی ماهیچهها در تصاویر پزشکی نیاز است. با توجه به اهمیت ماهیچههای مقطع ران در حفظ تعادل بدن و راه رفتن، در این پژوهش بخشبندی این ماهیچهها در تصاویر سیتیاسکن انجام شده که برای این منظور از روش چنداطلس (بهبود یافته‌ی روش چنداطلس سلسله‌مراتبی در مطالعه‌ی قبلی نویسندگان) استفاده شده است. در این روش پس از پیشپردازش تصویر، ناحیه‌ی مربوط به ماهیچه از سایر بافتها با استفاده از روش FRFCM به صورت اتوماتیک استخراج شده و از ماسک باینری ماهیچه و ماسک ماهیچه‌ی بهبود یافته در روش چنداطلس برای بخشبندی مجزای ماهیچهها استفاده شده است. روش پیشنهادی با استفاده از 20 مجموعه‌ی داده‌ی سیتیاسکن شامل 12 نمونه‌ی زن و 8 نمونه‌ی مرد پیادهسازی شده است. این روش در مقایسه با روش چنداطلس سلسله‌مراتبی هزینه‌ی محاسباتی بسیار کم‌تری دارد. به طور میانگین، زمان مورد نیاز برای بخشبندی ماهیچهها با استفاده از روش پیشنهادی و روش چنداطلس سلسله‌مراتبی به ترتیب برابر با 24 و 71 ثانیه برای یک اسلایس از هر نمونه بوده و بنابراین روش پیشنهادی زمان پیادهسازی را تقریبا تا یک‌سوم روش قبل کاهش داده است. میانگین ضریب شباهت دایس برای روش پیشنهادی با ماسک ماهیچه‌ی بهبود یافته و روش چنداطلس سلسله‌مراتبی به ترتیب برابر با 69/7±58/86 و 26/8±07/83 بوده و میانگین دقت و حساسیت برای روش پیشنهادی برابر با 6/9±78/89 و 25/9±63/84 و برای روش چنداطلس سلسله‌مراتبی برابر با 04/12±85/88 و 88/10±04/78 می‌باشد. بنابراین بر اساس معیارهای ضریب شباهت دایس، دقت و حساسیت روش پیشنهادی نتایج کمی بهتری نسبت به روش پیشین داشته است.

پردازش تصاویر پزشکی

تشخیص ساختار وابستگی شبکه حرکتی مغز در دادگان fMRI حالت استراحت بیماری پارکینسون با استفاده از توابع مفصل

مهدیه قاسمی؛ علی محلوجی‌فر؛ مهدی امیدی

دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، ، صفحه 261-275

چکیده

تغییرات عملکردی شبکهی حرکتی مغز در بیماری پارکینسون نقش اساسی در بروز علائم بالینی بر عهده دارد. بررسی فعّالیّت مغز انسان با استفادهاز دادگان تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) نشان میدهد که در حالت استراحت شبکهای، ارتباطها و فعّالیّت نوسانهای خودبهخودی در نواحی مختلف مغز وجود دارد که در بیماریهای مختلف ... بیشتر تغییرات عملکردی شبکهی حرکتی مغز در بیماری پارکینسون نقش اساسی در بروز علائم بالینی بر عهده دارد. بررسی فعّالیّت مغز انسان با استفادهاز دادگان تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) نشان میدهد که در حالت استراحت شبکهای، ارتباطها و فعّالیّت نوسانهای خودبهخودی در نواحی مختلف مغز وجود دارد که در بیماریهای مختلف تحت تأثیر قرار میگیرند. درین تحقیق، تغییرات وابستگی عملکردی بین نواحی آناتومیکی حرکتی در بیماری پارکینسون با استفادهاز تئوری تابع مفصل در دادگان حالت استراحت fMRI بررسی شد. پارامتر مفصل در پنج تابع مختلف از خانوادهی مفصل با استفادهاز فرایند ماکزیمم شباهت تخمین زده شد. میزان شباهت بین مفصل تخمین زده شده و مفصل تجربی با روشهای جذر میانگین مجموع مربعهای خطا و فاصلهی kulback-leibler محاسبه شد. مقایسهی پارامترهای تخمین زده شده بین افراد سالم و بیماران پارکینسونی با آزمونهای آماری پارامتریک و ناپارامتریک نشان داد که همبستگی عملکردی بین مخچه و هستههای قاعدهای در گروه بیماران، قویتر از افراد سالم است. درین مقاله برای نخستین بار پیشنهاد شده که توزیع مشترک سری زمانی فعّالیّت نواحی مختلف مغز میتواند به عنوان روشی برای آنالیز ارتباطات عملکردی در دادگان fMRI ، حاوی ویژگیهای متمایز کننده بین بیماران و افراد سالم باشد.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

طبقه‌بندی صداهای طبیعی از غیرطبیعی قلب با استفاده از روشهای مبتنی بر یادگیری ماشین

پرستو صادقی نیا؛ حامد داننده حصار

دوره 16، شماره 3 ، آذر 1401، ، صفحه 271-287

چکیده

سیگنال‌های فونوکاردیوگرافی (PCG)، اطلاعات ارزشمندی را در مورد عملکرد دریچه‌های قلبی دارند. ازاین‌رو، این سیگنال‌ها در تشخیص زودهنگام بیماری‌های قلبی می‌توانند مفید واقع شوند. طبقه‌بندی خودکار صدای قلب، دارای پتانسیل امیدوارکننده‌ای در آسیب‌شناسی قلبی است. در این پژوهش، روشی خودکار برای تشخیص صداهای طبیعی از غیرطبیعی قلب پیشنهاد ... بیشتر سیگنال‌های فونوکاردیوگرافی (PCG)، اطلاعات ارزشمندی را در مورد عملکرد دریچه‌های قلبی دارند. ازاین‌رو، این سیگنال‌ها در تشخیص زودهنگام بیماری‌های قلبی می‌توانند مفید واقع شوند. طبقه‌بندی خودکار صدای قلب، دارای پتانسیل امیدوارکننده‌ای در آسیب‌شناسی قلبی است. در این پژوهش، روشی خودکار برای تشخیص صداهای طبیعی از غیرطبیعی قلب پیشنهاد گردیده است. در روش پیشنهادی ابتدا صداهای قلبی به چهار بخش صدای S1، S2، سیستول و دیاستول قطعه‌بندی می‌گردند. سپس ویژگی‌های زمانی آماری و زمانی فرکانسی از هرکدام از این بخش‌ها استخراج می‌گردد. قبل از عملیات طبقه‌بندی داده‌ها، از دو رهیافت برای انتخاب ویژگی‌های مؤثر استفاده‌شده است. در رهیافت اول، انتخاب ویژگی با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO) و در رهیافت دوم با استفاده از جستجوی سلسله مراتبی (SFFS) انجام می‌گردد. روش پیشنهادی بر روی پایگاه داده چالش 2016 فیزیونت ارزیابی گردید و در نهایت عملکرد روش پیشنهادی با استفاده از روش اعتبارسنجی متقابل10لایه‌ای مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین، به علت نامتوازن بودن تعداد صداهای طبیعی نسبت به صداهای غیرطبیعی، از تکنیک بیش‌نمونه‌برداری اقلیت مصنوعی (SMOTE) برای تولید مجموعه داده‌های متعادل استفاده گردید. نتایج ارزیابی روی پایگاه داده فوق‌الذکر نشان دادند که روش پیشنهادی دارای صحت 03/98 درصد، حساسیت 64/97 درصد و اختصاصیت 43/98 درصد در تشخیص صداهای طبیعی از غیرطبیعی می‌باشد.

مدل‌سازی سیستم‌های اسکلتی عضلانی

ارزیابی نقش فعالیت عضلة مولتی‌فیدوس گردنی در ایجاد فعالیت‌های مختلف مفصل شانه

شراره کیان بستان آباد؛ محمود رضا آذغانی؛ لیلا رهنما

دوره 9، شماره 3 ، آذر 1394، ، صفحه 283-291

چکیده

عضلة مولتی‌فیدوس گردنی یکی از عضله‌های عمقی خلفی گردن شناخته می‌شود و نقش مهمی در ایجاد پایداری گردن دارد. با مشاهدة رفتارهای مختلف این عضله برای شش فعالیت مفصل شانه در مطالعة قبلی، مدل‌سازی رفتار آن در نرم‌افزار برای ارزیابی تأثیر فعالیت آن بر انقباض‌های مفصل شانه، با ثابت بودن شرایط دیگر و بهصورت پارامتری، در مطالعة حاضر ... بیشتر عضلة مولتی‌فیدوس گردنی یکی از عضله‌های عمقی خلفی گردن شناخته می‌شود و نقش مهمی در ایجاد پایداری گردن دارد. با مشاهدة رفتارهای مختلف این عضله برای شش فعالیت مفصل شانه در مطالعة قبلی، مدل‌سازی رفتار آن در نرم‌افزار برای ارزیابی تأثیر فعالیت آن بر انقباض‌های مفصل شانه، با ثابت بودن شرایط دیگر و بهصورت پارامتری، در مطالعة حاضر ارزیابیشده است. برای این منظور یک مدل بیومکانیکی از سیستم حرکتی انسان، شامل عضله‌های ناحیة شانه، ساعد و دست در اندام فوقانی و 3 مفصل ، درنظرگرفته‌ شد. پس از یافتن بیشترین نیرو در شش فعالیت مفصل شانه، شامل فلکشن، اکستنشن، اینترنال روتیشن، اکسترنال روتیشن، ابداکشن و ادداکشن، نیروهای 0، 25، 50، 75 و 100درصد از بیشترین نیرو برای هر فعالیت بهطور مجزا اعمال شدند و درصد فعالیت عضلة مولتی‌فیدوس و عضله‌های شانه بهدست ‌آمد. همچنین با محاسبة بازوی گشتاوری موثر برای عضله‌ها، گشتاور واردشده از طرف آن‌ها در فعالیت‌ها محاسبه‌ شد. بررسی رابطة نیروی عضلة مولتی‌فیدوس و درصد انقباض با استفاده از مدل رگرسیونی، همبستگی بالایی بین این دو عامل در فعالیت‌های ابداکشن، اکسترنال روتیشن و اکستنشن نشان ‌داد (997/0-96/0=R2 ). همچنین گشتاور ایجادشده توسط این عضله در ابداکشن و اکسترنال روتیشن، بیشتر از گشتاور عضله‌های اصلی انجام‌دهندة فعالیت است. این مطالعه نشان‌ می‌دهد که سوء عمل عضلة مولتی‌فیدوس گردنی علاوه بر ایجاد اختلال در محدودة حرکتی گردن، میتواند بر فعالیت‌های مفصل شانه نیز اثر گذارد، که باید این امر را در محدودة باربرداری بدون خطر برای افراد مبتلا به گردن‌درد درنظرگرفت.

پیاده‌سازی سیستم هپتیکی به منظور آموزش عملیات لقاح مصنوعی

یاسر رضایی مقدم؛ سید مهدی رضاعی؛ مهناز شمشیرساز؛ محمد زارعی‌نژاد؛ محمدرضا دهقان

دوره 6، شماره 4 ، اسفند 1391، ، صفحه 299-305

چکیده

یکی از شیوه‌های غلبه بر مشکل ناباروری زوجین، لقاح مصنوعی (IVF) است. در این فرایند مهمترین بخش برخورد سوزن با سلول است، به طوری که اگر نیروی برخورد بیش از چند میلی نیوتن باشد دیوارة تخمک صدمه می‌بیند و فرایند تزریق ناموفق خواهد بود. از آنجایی که فرایند آماده‌سازی تخمک و اسپرم هزینه‌بر است، فراهم کردن بستری برای انجام تزریق بدون اشتباه ... بیشتر

مهندسی بافت

اثر کشش استاتیک بر جهت گیری سلول های مزانشیمال انسانی

محسن ربانی؛ محمد تفضلی شادپور؛ زهرا گلی ملک آبادی؛ محسن جانملکی؛ محمد تقی خراسانی؛ محمدعلی شکرگزار

دوره 3، شماره 4 ، اسفند 1388، ، صفحه 307-314

چکیده

کارکرد حیاتی سلول های بدن به بارهای مکانیکی که این سلول ها تجربه می کنند؛ وابسته است. سلول ها بسته به شرایط مکانیکی محیط مجاور خود ریخت و شکل ویژه ای دارند. در مهندسی بافت، دستیابی به سلول های هم ریخت و همسو در اغلب موارد مطلوب است و روش های گوناگون برای این کار پیشنهاد شده است. به عنوان مثال، سلول پس از بارگذاری دوره ای، باریک تر می شود ... بیشتر

پردازش تصاویر پزشکی

روشی برای بررسی هویت افراد بر اساس تصویر شبکیه

هادی جعفریانی؛ حمید ابریشمی مقدم؛ محمدشهرام معین

دوره 1، شماره 4 ، اسفند 1386، ، صفحه 311-318

چکیده

یکتایی الگوی توزیع رگ های خونی شبکیه به عنوان راهکاری برای شناسایی هویت افراد مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله روش مناسبی برای شناسایی هویت افراد بر اساس تصویر شبکیه ارائه شده است. این روش نسبت به چرخش، تغییر مقیاس و انتقال غیرحساس است. برای استخراج ویژگی های مطلوب تصاویر شبکیه از تبدیل فوریه- ملین و ممان های تصویر استفاده شده ... بیشتر

اندازه گیری جریان دم و بازدم در دستگاه اسپیرومتری از نوع سیم داغ

محمد علی اردکانی؛ وحید رضا نفیسی

دوره 2، شماره 4 ، اسفند 1387، ، صفحه 325-333

چکیده

جریان سنج سیم داغ یکی از روش های مناسب برای انجام آزمون های بالینی و تحقیقاتی در زمینه تنفس است. این روش جریان سنجی پاسخ فرکانسی وسیع، پایداری در کالیبراسیون، کمترین افت فشار و دقت لازم در کل بازه موردنظر برای آزمون های بالینی انسانی را ارائه می دهد. با این حال عدم تشخیص جهت جریان هوا در مرحله دم و بازدم یکی از مشکلات این روش است. یکی ... بیشتر

مهندسی توان‌بخشی

تعیین الگوهای بهینه تحریک در گام برداشتن با واکر و با استفاده از تحریک الکتریکی عملکردی در افراد دچار ضایعه نخاعی

وهاب نکوکار؛ عباس عرفانیان امیدوار

دوره 4، شماره 4 ، اسفند 1389، ، صفحه 327-336

چکیده

بالا بودن سطح مصرف انرژی متابولیک و نیروی زیاد وارد بر دستة واکر از عوامل محدودکننده در گام برداشتن افراد دچار ضایعه نخاعی با کمک تحریک الکتریکی عملکردی، محسوب می‌شود. فرد معلول در هنگام گام برداشتن برای حفظ تعادل و جبران کمبود گشتاورهای ایجاد شده در مفصل‌های پایین‌تنه، نیروی زیادی به دستة واکر وارد می‌کند. در این مقاله یک مدل ... بیشتر

بیومکانیک

تحلیل بیومکانیکی اثر درگیری شناختی و نوع سطح اتکا بر پایداری ایستادن

مائده نجفی آشتیانی؛ محمدرضا اصغری اسکوئی؛ محمد نجفی آشتیانی

دوره 12، شماره 4 ، بهمن 1397، ، صفحه 331-340

چکیده

تعادل، یکی از فاکتورهای حیاتی در بسیاری از فعالیتهای روزمره، مانند حرکت می‌باشد. ایستادن روی یک صفحهی ناپایدار، به تلاش مستمر و تقویت سیستم عصبی-اسکلتی نیازمند است. درگیری شناختی و اغتشاش سطح اتکا در ایستادن، از عوامل موثر بر از دست دادن تعادل هستند. هدف از انجام این مطالعه، بررسی توانایی تامین پایداری افراد در هنگام ایستادن ... بیشتر تعادل، یکی از فاکتورهای حیاتی در بسیاری از فعالیتهای روزمره، مانند حرکت می‌باشد. ایستادن روی یک صفحهی ناپایدار، به تلاش مستمر و تقویت سیستم عصبی-اسکلتی نیازمند است. درگیری شناختی و اغتشاش سطح اتکا در ایستادن، از عوامل موثر بر از دست دادن تعادل هستند. هدف از انجام این مطالعه، بررسی توانایی تامین پایداری افراد در هنگام ایستادن در سطوح مختلف فیزیکی و شناختی می‌باشد. بدین منظور، دوازده زن جوان و سالم برای شرکت در شش حالت از آزمون (سه حالت سطح اتکا در دو حالت درگیری شناختی) انتخاب شدند. سه حالت سطح اتکا، شامل ایستادن روی سطح صاف زمین، ایستادن روی یک صفحهی ناپایدار با حمایت فنر و ایستادن روی یک صفحهی ناپایدار بدون حمایت فنر، می‌باشد. درگیری شناختی نیز در دو سطح، با سوال توجه پایدار و بدون آن، از طریق نمایش روی پرده و پاسخدهی با کلیدهای بله/خیر صورت گرفت. از روش تحلیل حرکت به وسیلهی یک دوربین با سرعت بالا و نشان‌گرهای فعال در صفحهی سهمی، برای اندازهگیری زوایای مفصلی استفاده شد. برای بررسی کمی پایداری، معیارهای خطی (مانند طول مسیر و جذر میانگین مربعی) و معیارهای غیرخطی (مانند بینظمی تقریبی و بعد فراکتالی) محاسبه شدند. نتایج به دست آمده نشان دادند که در بررسی سازوکار مفاصل، در راستای تامین پایداری، مچ پا، در سطحی بالاتر از دو مفصل زانو و ران، تاثیرگذار میباشد. صرفا بینظمی تقریبی، به تفاوت معنیداری بین سطوح مختلف دشواری فیزیکی، منتهی شده است. هم‌چنین، هم‌کاری بین مفاصل در دشواری متوسط سطح اتکا (صفحهی ناپایدار با حمایت فنر) بیش‌تر مشاهده شد. عدم تطابق میزان دشواری بین آزمونهای فیزیکی و شناختی، منجر به کم‌رنگ شدن نقش سوالهای شناختی در این آزمایش شده است. از این‌رو، برای بروز اثر درگیری شناختی در ایستادن، باید بین دشواری وظیفهی فیزیکی و شناختی، تناسبی برقرار باشد.

انتقال هدفمند دارو / دارورسانی هوشمند

پیش‏‌بینی ساختار مناسب دارو با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی مبتنی بر نقطه‏‌ی مخالف

محمد کوهی‏ مقدم؛ عادل ترکمان‏ رحمانی

دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1390، ، صفحه 333-351

چکیده

کشف داروهای جدید و بررسی اثرات ‎جانبی آن‏ها یکی از زمینه‏های مهم پژوهشی است که دانشمندان داروساز در آن به فعالیت مشغولند. به دلیل اثرِ مستقیمِ محصولات دارویی بر سلامت انسان‏ها، تحقیقات داروسازی از حساسیت بالایی برخوردار بوده و رسیدن به جوابی مطلوب در این تحقیقات اغلب زمان زیادی احتیاج خواهدداشت. پیش‏بینی ساختار دارو به کمک ... بیشتر کشف داروهای جدید و بررسی اثرات ‎جانبی آن‏ها یکی از زمینه‏های مهم پژوهشی است که دانشمندان داروساز در آن به فعالیت مشغولند. به دلیل اثرِ مستقیمِ محصولات دارویی بر سلامت انسان‏ها، تحقیقات داروسازی از حساسیت بالایی برخوردار بوده و رسیدن به جوابی مطلوب در این تحقیقات اغلب زمان زیادی احتیاج خواهدداشت. پیش‏بینی ساختار دارو به کمک نرم‏افزارهای شبیه‏سازی، راهکاری است که در سال‏های اخیر مورد توجه محققین داروسازی بوده‏است. در این مسئله دانشمندان به دنبال یافتن بهترین برهم‏کنشِ بین ساختار دارو و گیرنده‏ می‏باشند. این مسئله در منابع علمی با نام پهلوگیری‏مولکولی شناخته می‏شود و می‏توان آن‏را به عنوان یک مسئله جستجو در نظر گرفت که فضای جستجو در آن حالت‏های مختلف برهم‏کنش دارو وگیرنده می‏باشد. هدف نهایی از حل این مسئله انتخاب بهترین برهم‏کنش از میان این فضای جستجو است. در این مقاله از الگوریتم‏ تکامل‏تفاضلی مبتنی بر نقطه مقابل برای یافتن بهترین حالت برهم‏کنش دارو و گیرنده استفاده شده‎است. برای بهبود نتایج، الگوریتم مذکور با یک روش جستجوی محلی و یک عملگر نخبه‏گرا تلفیق شده‏است. الگوریتم ارائه‏شده، مانند دیگر الگوریتم‏های فرااکتشافی یک الگوریتم تکرار شونده می‏باشد که به کمک جمعیتی از بردارهای جواب سعی در یافتن بهترین برهم‏کنش دارد. همچنین تابع ارزیاب استفاده شده در این پژوهش تابع ارزیاب AutoDock می‏باشد. برای ارزیابی الگوریتم پیشنهادی شش ساختار متفاوت گیرنده-دارو استفاده شده‏است. نتایج حاصل از پیش‏بینی ساختار دارو برای هر یک از این شش گیرنده با نتایج الگوریتم ژنتیک لامارکی و الگوریتم سردسازی شبیه‌سازی شده و الگوریتم‏ تکامل‏تفاضلی معمولی مقایسه شده‏است. بر اساس نتایج الگوریتم ارائه شده نسبت به الگوریتم‏های دیگر از عملکرد بهتری برخوردار است.

علوم اعصاب محاسباتی

مدل رانش-انتشار برای دو وظیفه‌ی توام حرکتی-شناختی تک‌انتخابی

مریم صادقی تالارپشتی؛ محمدعلی احمدی پژوه؛ فرزاد توحیدخواه

دوره 14، شماره 4 ، بهمن 1399، ، صفحه 333-344

چکیده

توانایی انسان برای انجام چند وظیفه‌ی هم‌زمان در مطالعات بسیاری مورد بررسی قرار گرفته و انجام دو وظیفه‌ی توام همواره یکی از مهمترین مسایل شناختی و روانشناختی بوده است. نحوه‌ی اجرا و تاثیر دو وظیفه‌ی توام روی یک‌دیگر به منظور شناخت کارکرد مغز و تاثیر آن روی خروجی رفتاری در بیماریهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. در این ... بیشتر

الگوبرداری زیستی / زیست‌تقلیدی

استخراج ویژگی‌ها جهت بازشناسی اشیا با الهام از بینایی انسان

هیوا صوفی کریمی؛ کریم محمدی

دوره 11، شماره 4 ، بهمن 1396، ، صفحه 337-349

چکیده

در این مقاله سعی شده است تا با الگو برداری از سامانه‌ی بینایی انسان، یک روش مقاوم و تکرارپذیر برای بازشناسی اشیا ارائه شود. یکی از معروفترین مدلهای ارائه شده مبتنی بر بینایی انسان، مدل HMAX میباشد که عمل‌کرد مناسبی در بازشناسی اشیا از خود نشان داده است. اما تفاوتهایی نیز بین این مدل و بینایی انسان وجود دارد، به طوری که رویه‌ی ... بیشتر در این مقاله سعی شده است تا با الگو برداری از سامانه‌ی بینایی انسان، یک روش مقاوم و تکرارپذیر برای بازشناسی اشیا ارائه شود. یکی از معروفترین مدلهای ارائه شده مبتنی بر بینایی انسان، مدل HMAX میباشد که عمل‌کرد مناسبی در بازشناسی اشیا از خود نشان داده است. اما تفاوتهایی نیز بین این مدل و بینایی انسان وجود دارد، به طوری که رویه‌ی مغز به طور کامل مدل نشده است. از جمله نواقص این مدل میتوان به تکرارناپذیری (حتی در شرایط ثابت)، وجود افزونگی بسیار زیاد و در نتیجه حجم بالای محاسبات و کند بودن اشاره کرد. در این مقاله، سعی شده است تا با مدل کردن عمل‌کرد بخش ثانویه‌ی قشر بینایی و اضافه کردن آن به HMAX، مدل کاملتری از بینایی انسان ارائه گشته و نقاط ضعف مدل HMAX ، پوشش داده شود. بخش اضافه شده، مانند بخش ثانویه‌ی قشر بینایی، با تمرکز روی ویژگیهای سطح بالاتر و انتخاب ویژگیهای متمایزکننده و البته تکرارپذیر، باعث بهبود یافتن عمل‌کرد مدل خواهد شد. بخش اضافه شده، بار محاسباتی بسیار اندکی داشته به طوری که نه‌تنها باعث کند شدن مدل نمیشود، بلکه با انتخاب ویژگیهای مختصر و مفید، باعث افزایش سرعت نیز خواهد شد. روش پیشنهادی از لحاظ دقت و زمان پردازش با روش استاندارد مقایسه شده و برتری مدل پیشنهادی نشان داده شده است. علاوه بر آن، تاثیر تعداد ویژگیهای استخراج شده و تعداد تصاویر مورد استفاده جهت آموزش، مورد بررسی قرار گرفته است تا برتری روش پیشنهادی، به ویژه در زمانی که تعداد تصاویر اندکی در دست می‌باشد، نشان داده شود.

بیومکانیک استخوان

بررسی شکست پروانه‌ای استخوان با کنترل میزان بار اعمالی در نرخ‌های کرنشی متفاوت

محمود رضا آذغانی؛ شراره کیان؛ تارا احمدی؛ حمید خبیری

دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، ، صفحه 339-346

چکیده

شکستگی استخوان بلند، یکی از شکستگی‌های شایع است که در اثر ضربه یا اعمال نیروی خارج از مرکز اتفاق‌ می‌افتد. یکی از انواع این شکستگی‌ها، شکست پروانه‌ای است. این نوع شکست، با اعمال نیروی ناگهانی یا نیروی ترکیبی به‌وجود می‌آید. تعداد خطوط شکستگی در این جراحت، بیشتر از شکستگی‌های دیگر است؛ بنابراین بررسی شرایط وقوع این شکستگی، به ... بیشتر شکستگی استخوان بلند، یکی از شکستگی‌های شایع است که در اثر ضربه یا اعمال نیروی خارج از مرکز اتفاق‌ می‌افتد. یکی از انواع این شکستگی‌ها، شکست پروانه‌ای است. این نوع شکست، با اعمال نیروی ناگهانی یا نیروی ترکیبی به‌وجود می‌آید. تعداد خطوط شکستگی در این جراحت، بیشتر از شکستگی‌های دیگر است؛ بنابراین بررسی شرایط وقوع این شکستگی، به شناسایی هرچه بیشتر آن کمک می‌کند. هدف از انجام این مطالعه، بررسی تأثیر نرخ کرنش و استفاده از بست در ایجاد این شکست در نمونه‌های استخوانی است. نمونه‌های استخوان متاکارپال گوسفند، در چهار گروه آزمایشی متفاوت از لحاظ نرخ کرنش، شرایط بارگذاری و شرایط مرزی، استفاده شده‌اند. گروه اول تحت خمش ساده با نرخ mm/s 20 و گروه‌های دوم و سوم، به‌ترتیب با نرخ کرنش mm/s 5 و mm/s 20 تحت نیروی ترکیبی خمشی و فشاری محوری قرارگرفته‌اند. در گروه چهارم، نمونه‌های استخوانی همراه با بست تحت نیروی ترکیبی قرار گرفته‌اند. مقایسة یافته‌های آزمون تحلیل یک‌طرفة گروه اول و سوم با اختلاف معناداری نشان‌می‌دهد که اعمال نیروی محوری، تعداد شکست پروانه‌ای را افزایش ‌می‌دهد. مقایسة گروه دوم و سوم نشان‌ داده ‌است که در نرخ کرنش بیشتر، تعداد شکست پروانه‌ای بیشتری دیده‌ می‌شود. نتیجه‌های آزمون همبستگی نشان‌می‌دهدکه با اعمال بست، اثر نیروی ترکیبی و همچنین نرخ بالا در تشکیل این نوع شکست، از بین رفته ‌است؛ به‌علاوه، آزمون همبستگی پیرسون برای نتیجه‌های گروه‌های اول و چهارم، نشان‌دهندة شباهت 947/0 این دو گروه است.

ارتز و پروتز

بررسی مقایسه‌ای نیروی اصطکاک در محل تماس بین سیم و شیار براکت ارتودنسی به روش اجزای محدود

مصطفی لشگری؛ فرزان قالیچی؛ بهنام میرزاکوچکی

دوره 7، شماره 4 ، اسفند 1392، ، صفحه 341-349

چکیده

ب‍ه دلیل‌ پ‍ی‍چ‍ی‍دگ‍ی‌‌ه‍ا و ع‍وام‍ل‌ م‍خ‍ت‍ل‍ف‍ی‌ ک‍ه‌ بر ارتودنسی م‍ؤث‍ر ه‍س‍ت‍ن‍د، م‍ت‍خ‍ص‍ص‍ان‌ ارت‍ودن‍س‍ی‌ در صدد م‍طال‍ع‍ه‌ م‍ک‍انی‍زم‌ ح‍رک‍ت‌ دن‍دان‌ از ق‍ب‍ی‍ل‌ ت‍ع‍ی‍ی‍ن‌ راب‍طه‌ ب‍ی‍ن‌ ان‍دازه‌ ن‍ی‍روی‌ اع‍م‍ال‍ی‌ ... بیشتر ب‍ه دلیل‌ پ‍ی‍چ‍ی‍دگ‍ی‌‌ه‍ا و ع‍وام‍ل‌ م‍خ‍ت‍ل‍ف‍ی‌ ک‍ه‌ بر ارتودنسی م‍ؤث‍ر ه‍س‍ت‍ن‍د، م‍ت‍خ‍ص‍ص‍ان‌ ارت‍ودن‍س‍ی‌ در صدد م‍طال‍ع‍ه‌ م‍ک‍انی‍زم‌ ح‍رک‍ت‌ دن‍دان‌ از ق‍ب‍ی‍ل‌ ت‍ع‍ی‍ی‍ن‌ راب‍طه‌ ب‍ی‍ن‌ ان‍دازه‌ ن‍ی‍روی‌ اع‍م‍ال‍ی‌ و ن‍رخ‌ ح‍رک‍ت‌ دن‍دان‌ در ارتودن‍س‍ی‌ ه‍س‍ت‍ن‍د. در این میان وجود نیروی اصطکاک با مقدار نامعین در محل تماس درمان ارتودنسی را غیر قابل پیش‌بینی می‌کند. در این تحقیق براکت استاندارد بامدل‌‌های براکت طراحی شده بر اساس گرد کردن لبه‌‌های خروجی سیم از شیار براکت، با توجه به زوایای موجود در شیار براکت، با دو نوع سیم ارتودنسی با مقطع مستطیل شکل و دایره‌ای مدل‌سازی شدند و اثر هندسه‌های مختلف بر توزیع تنش و نیروی اصطکاک با استفاده از روش اجزای محدود بررسی شده است. نتایج نشان داد در براکت‌هایی که دارای انحنای بیشتر در باله هستند، شدت توزیع تنش در محل تماس سیم و براکت در مقایسه با براکت استاندارد کاهش یافته است. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش انحنای باله مقدار اصطکاک در براکت با باله استوانه‌‌ای در مقایسه با براکت استاندارد کاهش قابل توجه دارد و در مقایسه با براکت‌‌های دارای انحنا، کمتر است. بررسی نتایج تفاوت اصطکاک در دو نوع سیم با مقطع گرد و مستطیلی، کاهش اصطکاک را در سیم مقطع دایره‌‌ای در مقایسه با سیم مقطع مستطیلی نشان داد و مطالعات قبلی را تأیید کرد. در نهایت با توجه به کاهش اصطکاک در براکت‌‌هایی با باله دارای انحنای بیشتر، طراحی این نوع براکت و استفاده از آن بمنظور کاهش اصطکاک مناسب به نظر می‌‌رسد.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

بازنمایی ارتباطات عمل‌کردی نواحی مغزی از روی سیگنال EEG برای بررسی تمایز در الگوهای زمانی رویدادهای تصویری

طاهره طالعی؛ علی مطیع نصرآبادی

دوره 15، شماره 4 ، اسفند 1400، ، صفحه 341-353

چکیده

برای برقراری ارتباط با محیط زندگی که همیشه در حال تغییر است، مغز مدام به تولید و به‌روزرسانی انتظارات مربوط به رویدادهای پیش رو و تخمین آن برای پاسخهای حسی و حرکتی عصبی متناظر با آن نیاز دارد. هدف از این مطالعه بررسی ارتباطات در درک زمان در دو حالت قابل پیشبینی و غیرقابل پیشبینی است. دادههای مورد استفاده در ... بیشتر برای برقراری ارتباط با محیط زندگی که همیشه در حال تغییر است، مغز مدام به تولید و به‌روزرسانی انتظارات مربوط به رویدادهای پیش رو و تخمین آن برای پاسخهای حسی و حرکتی عصبی متناظر با آن نیاز دارد. هدف از این مطالعه بررسی ارتباطات در درک زمان در دو حالت قابل پیشبینی و غیرقابل پیشبینی است. دادههای مورد استفاده در این پژوهش، سیگنالهای EEG ثبت شده از پایگاه داده‌ی موجود شامل آزمایشی روی 29 فرد سالم در دو حالت قابل پیشبینی و غیرقابل پیشبینی و در چهار تاخیر 83، 150، 400، 800 میلیثانیه برای هر فرد میباشد. به منظور تخمین ارتباط عمل‌کردی از روی سیگنالهای مغزی از روش شاخص تاخیر فاز (PLI) استفاده شده است. این روش برای آشکارسازی درک زمان در دو حالت رویدادهای قابل پیشبینی و غیرقابل پیشبینی مورد استفاده قرار گرفته است. ابتدا به مقایسه‌ی چهار تاخیر در هر حالت پرداخته شده و نشان داده شده که بیش‌تر تمایز در باندهای گاما، بتا و تتا بوده است. هم‌چنین تفاوت معنادار بین تاخیرها در حالت قابل پیشبینی نسبت به حالت غیرقابل پیشبینی بیش‌تر بوده است. سپس به بررسی اختلافات بین دو حالت در هر تاخیر پرداخته شده که نتایج نشان دهنده‌ی اختلاف معنادار در تمام تاخیرها بوده است. باند آلفا در حالت غیرقابل پیشبینی در تاخیر 400 میلیثانیه تعداد ارتباطات بین نواحی پسسری و گیج‌گاهی بیش‌تر و قویتر شده و هم‌چنین میانگین ارتباطات غیرقابل پیشبینی از قابل پیشبینی بیش‌تر بوده است. باند دلتا در تاخیرهای 150، 400 و 800 میلیثانیه ارتباط بین نواحی مرکزی و پیشانی وجود داشته در حالی که در تاخیر 83 میلیثانیه ارتباط قوی بین نواحی مرکزی و جلوپیشانی بوده است. نیم‌کرهی راست جلوپیشانی در درک زمان مهم است. در طولانیترین تاخیر (800 میلی‌ثانیه) ارتباطات باندهای دلتا، تتا و بتا در هر دو حالت نسبت به سایر تاخیرها کاهش یافته 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