نشریه‌ی علمی مهندسی پزشکی زیستی

پردازش سیگنال‌های حیاتی

آشکارسازی حرکت پا در سیستم واسط مغز-رایانه کاربرفرما با استفاده از روش طبقه‌بندی مبتنی بر نمایش تنک سیگنال

راحله محمدی؛ علی محلوجی‌فر

دوره 6، شماره 2 ، شهریور 1391، ، صفحه 141-152

چکیده

سیستم‌های BCIکاربرفرما در مقایسه با سیستمهای BCIسنکرون، ارتباط طبیعی‌تر کاربر را با فضای خارج امکان‌پذیر می‌کنند. آشکارسازی بازه‌های وقوع حرکت در سیگنال پیوسته EEGمسأله‌ای کلیدی در طراحی سیستم‌های BCI کاربرفرما مبتنی بر حرکت است. در این مقاله با استفاده از ویژگی بعد فرکتالی در باندفرکانسی 6 تا 36 هرتز و طراحی طبقه‌بند مبتنی بر ... بیشتر

پردازش سیگنال‌های حیاتی

طبقه بندی سیگنال الکترومایوگرام سطحی چند کاناله ساعد با استفاده از یک ساختار خودسازمانده فازی-عصبی

محمدحسن مرادی؛ بهادر مکی آبادی

دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1387، ، صفحه 141-154

چکیده

طبقه بندی با دقت بالای سیگنال الکترومایوگرام سطحی برای کنترل دست مصنوعی از عناوین مهم تحقیق در حوزه توان بخشی است. به ویژه آنکه با افزایش درجات آزادی، نرخ تشخیص درست بشدت کاهش می یابد. در مقاله حاضر بر اساس یک ساختار خودسازمانده فازی-عصبی جدید پیشنهادی پنج لایه، طبقه بندی سیگنال الکترومایوگرام چند کاناله انجام شده است. در این ساختار ... بیشتر طبقه بندی با دقت بالای سیگنال الکترومایوگرام سطحی برای کنترل دست مصنوعی از عناوین مهم تحقیق در حوزه توان بخشی است. به ویژه آنکه با افزایش درجات آزادی، نرخ تشخیص درست بشدت کاهش می یابد. در مقاله حاضر بر اساس یک ساختار خودسازمانده فازی-عصبی جدید پیشنهادی پنج لایه، طبقه بندی سیگنال الکترومایوگرام چند کاناله انجام شده است. در این ساختار متناظر با ویژگی های ورودی، قواعد جدید ایجاد و وزن آنها بر اساس الگوریتم پس انتشار خطا بهبود یافته و از الگوریتم ژنتیک برای تنظیم نهایی استفاده شده است. به دلیل تعداد درجات آزاد بالا در حرکات ناحیه زیر آرنج در مقایسه با ناحیه بالای آن، از شش جفت الکترود برای برداشت سیگنال استفاده شده است. پس از حذف اغتشاش با فیلتر، ویژگی های رایجی چون متوسط قدرمطلق سیگنال، ضرایب کپستروم و ضرایب بسته ویولت هرس شده با آنتروپی به طبقه بندی کننده اعمال شده اند برای تضمین زمان واقعی بودن مرحله تشخیص (کمتر از ms100) و ساده تر شدن طبقه بندی، با استفاده از نگاشت آنالیز مولفه های اساسی، بعد ویژگی ها از 234 به 10 کاهش یافته است. ثبت های مربوط به 6 فرد در دو حالت 6 کلاس و 9 کلاس حرکتی ارزیابی شده و با طبقه بندی کننده ماشین بردار پشتیبان مقایسه شده است. در 9 کلاس صحت متوسط 96.7% به دست آمد که نسبت به ماشین بردار پشتیبان (76%) بهبود قابل توجهی دارد.

نانوبیومتریال

سنتز و بررسی خواص نانوپودرهای هیدروکسی آپاتیت، فلوئورهیدروکسی آپاتیت و فلوئورآپاتیت تهیه شده به روش سل- ژل

بابک فرسادزاده؛ علی‌اصغر بهنام‌قادر؛ صدیقه جوقه‌دوست

دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1388، ، صفحه 151-160

چکیده

در این پژوهش پودرهای هیدروکسی آپاتیت (HA)، فلوئورهیدروکسی آپاتیت (FHA) و فلوئورآپاتیت (FA) در ابعاد نانومتری با روش سل- ژل سنتز شدند. این پودرها قابلیت استفاده بالقوه در ترمیم استخوان و دندان را دارند. نیترات کلسیم آبدار [Ca(NO3)2, 4H2O MERK] و تری اتیل فسفیت [TEP, (C2H5O) 3P MERK)] به عنوان پیش ماده در اتانل استفاده شدند. برای دست یابی به مقدار استوکیومتری Ca/P برابر ... بیشتر در این پژوهش پودرهای هیدروکسی آپاتیت (HA)، فلوئورهیدروکسی آپاتیت (FHA) و فلوئورآپاتیت (FA) در ابعاد نانومتری با روش سل- ژل سنتز شدند. این پودرها قابلیت استفاده بالقوه در ترمیم استخوان و دندان را دارند. نیترات کلسیم آبدار [Ca(NO3)2, 4H2O MERK] و تری اتیل فسفیت [TEP, (C2H5O) 3P MERK)] به عنوان پیش ماده در اتانل استفاده شدند. برای دست یابی به مقدار استوکیومتری Ca/P برابر با 1.67، محلول TEP به صورت قطره قطره به محلول نیترات کلسیم آماده شده، اضافه شد. پس از پیرسازی و خشک نمودن نمونه ها، عملیات حرارتی در دمای 550oC انجام شد. آمونیوم فلوراید نیز به منظور تامین فلوئور برای دست یابی به فلوئورهیدروکسی آپاتیت و فلوئورآپاتیت به محلول اضافه شد. تغییرات ساختاری، ریخت شناسی پودر، تغییرات شیمیایی و آنالیز فازی و همچنین رفتار In vitro پودر به وسیله طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، دستگاه زتاسایزر (DLS) و آزمایش کشت سلولی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج مطالعات XRD و FTIR نشان دهنده ایجاد ترکیبات آپاتیت در همه نمونه هاست. بر اساس نتایج XRD با افزایش مقدار پیش ماده دهنده فلوئور درصد فاز فلوئورآپاتیت، درجه بلورینگی و اندازه بلورک ها افزایش یافت. آزمایش FTIR نشان دهنده جانشین شدن F- در موقعیت های یون OH- و تشکیل فلوئورهیدروکسی آپاتیت یا فلوئورآپاتیت خالص است. نتایج تحلیل SEM نیز بیانگر این است که با افزایش میزان فلوئور، تمایل به توده ای شدن پودر بیشتر شده است. اندازه ذرات پودر اندازه گیری شده با دستگاه زتاسایزر در نمونه های مختلف پودر در محدوده 100 nm تاnm 160 است. الگوی پراش به دست آمده در مطالعات TEM نشان می دهد که با افزایش یون فلوراید، درجه بلوری و اندازه بلورک ها تا اندازه ای افزایش داشته است. اندازه گیری مستقیم ابعاد بلورک ها در مشاهدات TEM، مقادیری در محدوده 20 nm تا 50 nm را نشان می دهد. نمونه های دارای مقادیر بیشتر فلوئور آپاتیت، به افزایش تعداد سلول ها در آزمایش کشت سلول های فیبروبلاست منجر شدند. این امر بیانگر اثر مثبت افزودن فلوئور بر رشد سلول ها و زیست سازگاری پودر فلوئورهیدروکسی آپاتیت است.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

تشخیص اختلال نقص توجه-بیش‌فعالی با استفاده از تحلیل نوسان روندزدایی شده‌ی سیگنال EOG

نسرین شعوری

دوره 14، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 159-168

چکیده

نتایج حاصل از تحقیقات قبلی نشان میدهد که حرکات چشم افراد مبتلا به اختلال نقص توجه-بیشفعالی (ADHD) و افراد سالم با هم متفاوت است. در نتیجه این امکان وجود دارد که بین سیگنالهای الکترواکولوگرام (EOG) دو گروه نیز تفاوت وجود داشته باشد. از اینرو در تحقیق حاضر، سیگنالهای EOG ثبت شده از 30 کودک مبتلا به ADHD و 30 کودک سالم در هنگام انجام ... بیشتر

بیومکانیک ستون مهره‌ها

اندازه گیری تجربی و شبیه سازی عددی راستای ستون مهره هنگام وضعیت خواب به پهلو و تعیین مقدار بهینه سفتی لازم برای هر جز تشک برای مردان

کریم لیل نهاری؛ ناصر فتورائی؛ محمد صالح گنجویان

دوره 5، شماره 2 ، شهریور 1390، ، صفحه 161-170

چکیده

هدف این مطالعه در دو بخش ، بررسی عملکرد یک نوع جدید تشک با چیدمان سفارشی است . در مرحله اول راستای ستون مهره های مردان بر روی سطح سفت، نرم و تشک سفارشی چیدمان شده، استخراج و مورد مقایسه قرار گرفته است. در ابتدا پس از اخذ داده های ابعاد سنجی، از 25 داوطلب مرد خواسته شد تا بر روی سطوح مذکور بر اساس پروتکل از پیش تعیین شده ای، ... بیشتر هدف این مطالعه در دو بخش ، بررسی عملکرد یک نوع جدید تشک با چیدمان سفارشی است . در مرحله اول راستای ستون مهره های مردان بر روی سطح سفت، نرم و تشک سفارشی چیدمان شده، استخراج و مورد مقایسه قرار گرفته است. در ابتدا پس از اخذ داده های ابعاد سنجی، از 25 داوطلب مرد خواسته شد تا بر روی سطوح مذکور بر اساس پروتکل از پیش تعیین شده ای، در وضعیت خواب به پهلو قرار گیرند. سپس مختصات مکانی نشانگرهای نصب شده بر روی زوائد خاری ستون مهره های آنان توسط روش ردیابی نوری در صفحه فرونتال اخذ گردید و زاویه π-P8 از این راستا استخراج شد. مدل آماری آنالیز واریانس یک طرفه و آزمون تعقیبی نشان داد که تفاوت معنی داری بین زاویه π-P8 (p=0.001<0.05) در بین سه تشک سفت، نرم و سفارشی وجود دارد. مشخص گردید که تشک با چیدمان سفارشی روشی مناسب برای نگهداری بهینه ستون مهره ها در هنگام خواب می باشد و تشکهای متداول با سفتی یکنواخت توانایی نگهداری راستای ستون مهره ها در وضعیت طبیعی را ندارند. دربخش دوم جهت بررسی دقیق وضعیت بدن هنگام استقرار بر روی تشک، نرم افزار بی آرجی لایف مد برای مدل سازی مورد استفاده قرار گرفت. از داده های ابعادسنجی 4 نفر شاخص از گروه های مختلف ابعادی برای مدل استفاده شد. مدل های ساخته شده بر روی سطوح مشابه آزمون تجربی از لحاظ خصوصیات مکانیکی، قرار گرفته و توسط نرم افزار تحلیل گردیدند. پس از تطبیق داده های مدلسازی و آزمون تجربی مدلسازی ابزارتقریباً مناسبی برای پیش بینی رفتار ستون مهره ها بر روی سیستم خواب مشاهده شد و توانست تا حدود بسیاری رفتار ستون مهره ها را پیش بینی کند. و نیاز به سفتی سطح خواب چهار گروه مردان از لحاظ آنتروپومتری مشخص گردید.

مهندسی بافت

ارزیابی اثرات میدان الکترومغناطیس با شدت 5/1 تسلا بر شـــاخص‌های آزمون عملکرد و هیستومتری کبد در موش‌های صحرایی نر بالغ

جعفر آی؛ سعید سرکار؛ محمدعلی عقابیان

دوره 4، شماره 2 ، شهریور 1389، ، صفحه 161-166

چکیده

بررسی‌های مختلف نشان داده‌اند که میدان‌های الکترومغناطیسی قوی اثرات سوئی برسلامت انسان دارند. دستگاه MRIاز مهم‌ترین تجهیزاتیست که در پزشکی برای تشخیص در بیماری‌های مختلف استفاده می‌شود. اساس کار این دستگاه مبتنی بر امواج الکترومغناطیس است که امکان ایجاد نارسایی در دستگاه‌های مختلف بدن از جمله کبد می‌شود. بر این اساس در این مقاله ... بیشتر بررسی‌های مختلف نشان داده‌اند که میدان‌های الکترومغناطیسی قوی اثرات سوئی برسلامت انسان دارند. دستگاه MRIاز مهم‌ترین تجهیزاتیست که در پزشکی برای تشخیص در بیماری‌های مختلف استفاده می‌شود. اساس کار این دستگاه مبتنی بر امواج الکترومغناطیس است که امکان ایجاد نارسایی در دستگاه‌های مختلف بدن از جمله کبد می‌شود. بر این اساس در این مقاله اثر امواج MRIبر بافت کبد موش صحرایی بررسی شده است. بدین منظور 22 موش صحرایی نر بالغ 60 روزه به وزن g 20± 200از نژاد ویستار انتخاب شدند و به تعداد برابر در دو گروه آزمون و شاهد قرار گرفتند. گروه آزمون به مدت 30 دقیقه تحت تأثیر امواج دستگاه MRIبا شدت T5/1 همراه با امواج RFقرار گرفتند و گروه شاهد در زمان مشابه تحت تأثیر امواج دستگاه MRIبا شدت مشابه اما بدون امواج RFقرار گرفتند. پس از بیهوش کردن حیوانات برای اندازه‌گیری سطح فاکتورهای بیلی روبین تام، بیلی روبین مسـتقیم، فسـفاتاز قلیـایی، آلبومین سرم و پروتئین تام، کلسترول تام و HDL، LDL، AST، ALTخونگیری از قلب انجام شد. پس از اطمینان از بیهوشی کامل حیوانات، کبد از بدن خارج شده و پس از انجام عملیات آماده‌سازی بافت‌، اسلایدها با استفاده از روش سریال سکشن برای مطالعات هیستومتری (اندازه قطر سلول‌ها، اندازه قطر هسته) تهیه شدند و با استفاده از میکروسکوپ الیمپوس مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاکی از افزایش معنادار (05/0p<) در HDL، بیلی روبین تام، بیلی روبین مسـتقیم،ALT، ASTو آنزیم فسـفاتاز قلیـایی و کاهش معنادار (05/0p<) در آلبومین سرم و پروتئین تام، کلسترول تام و LDLدر گروه آزمون نسبت به گروه شاهد بود. همچنین تفاوت معناداری در اندازه قطر هپاتوسیت‌ها و هسته هپاتوسیت‌ها در بین دو گروه مشاهده نشد. نتایج این مقاله نشان داد امواج الکترومغناطیس حاصل از دستگاه MRIبر عملکرد و آنزیم‌های کبد موش‌های صحرائی بدون تغییر هیستومتری سلول‌ها مؤثر بوده است. با توجه به این اثرات دستگاه MRI، پیشنهاد می‌شود تحقیق مشابهی بر روی سرم خونی انسان انجام شود

پردازش سیگنال‌های حیاتی

پیش‌آگهی اپیزودهای افت فشار خون حاد با استفاده از ویژگی های فیزیولوژیکی و آشوبناک

امین جانقربانی؛ محمدحسن مرادی؛ عبدالله آراسته

دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 163-174

چکیده

اپیزودهای افت فشار خون حاد یکی از اختلالات همودینامیکی رایج در طیف گسترد های از بیماران است. متاسفانه نرخ تلفات در بین بیماران مبتلا به این اختلال بسیار بالا می باشد. عوامل مختلفی در وقوع این اختلال فیزیولوژیک موثر هستند که هر کدام داری منشا متفاوت می باشند. پیش آگهی اپیزودهای افت فشار خون حاد کمک شایانی به درمان مناسب و کاهش تلفات ... بیشتر اپیزودهای افت فشار خون حاد یکی از اختلالات همودینامیکی رایج در طیف گسترد های از بیماران است. متاسفانه نرخ تلفات در بین بیماران مبتلا به این اختلال بسیار بالا می باشد. عوامل مختلفی در وقوع این اختلال فیزیولوژیک موثر هستند که هر کدام داری منشا متفاوت می باشند. پیش آگهی اپیزودهای افت فشار خون حاد کمک شایانی به درمان مناسب و کاهش تلفات این بیماران خواهد نمود. با پی شآگهی این اختلال فیزیولوژیکی، پزشکان قادر خواهند بود علت وقوع این اختلال را با استفاده از بررس یهای بالینی مختلف دریافته و درمان مناسبی بر اساس عامل وقوع آن، انتخاب کنند. در این پژوهش به منظور پیش آگهی اپیزودهای افت فشار خون حاد در بازه یک ساعت آینده، دو نوع ویژگی آماری از پارامترهای همودینامیکی و ویژگی های آشوبناک از سری های زمانی فیزیولوژیکی موجود در بازه دو ساعتی منتهی به به ابتدای بازه پیش بینی، استخراج گردید. سپس ویژگی های برگزیده با استفاده از الگوریتم ژنتیک، توسط ماشین بردار پشتیبان طبقه بندی شدند. دقت پیش آگهی برای ویژگ یهای آماری پارامترهای فیزیولوژیکی 5/87 درصد و برای ویژگی های آشوبی 85 درصد حاصل گردید. در ادامه به منظور استفاده از جنبههای مختلف اطلاعات موجود در دو دسته ویژگی و بهبود دقت پیش آگهی، فرآیند انتخاب ویژگی به صورت همزمان برای هر دو دسته ویژگی استخراج شده، اعمال گردید و بهترین ترکیب از میان هر دو دسته ویژگی انتخاب شد. دقت پیش آگهی برای دسته ویژگی تلفیقی بهینه، 95 درصد حاصل شد که در مقایسه با نتایج مطالعات پیشین بر روی مجموعه داده مشابه، بهبود قابل توجهی حاصل گردید.

انتقال هدفمند دارو / دارورسانی هوشمند

اثر تغییر ترکیب شیمیایی بر رفتار رهایشی و مورفولوژی میکرواسفرهای پلی یورتان تهیه شده به روش تبخیر حلال

فریبا اورنگ؛ محمد رفیعی نیا

دوره -1، شماره 2 ، بهمن 1383، ، صفحه 173-179

چکیده

میکرواسفرهای پلی یورتانی به منظور استفاده در سیستم های انتقال کنترل شده دارو، با روش تبخیر حلال و با استفاده از روغن کرچک، پلی کاپرولاکتون، هگزا متیلن دی ایزوسیانات (HMDI) و اتیلن دی آمین سنتز شدند. رفتار رهایش از میکرواسفرها با بهره گیری از رنگ برموکرسول پرپل مورد بررسی قرار گرفت. از روش های FTIR، SEM، میکروسکوپ نوری، دستگاه Dissolution و ... بیشتر

برهم‌کنش سیال و جامد در محیط‌های زیستی

بررسی عددی اثرات الاستیسیتة شریان بر تنش برشی دیواره و شاخص برش نوسانی در انشعاب کرونر چپ

سعید بهرامی؛ محمود نوروزی

دوره 10، شماره 2 ، شهریور 1395، ، صفحه 175-186

چکیده

افزایش بیماری‌های قلبی-عروقی سبب شده است که محققان، بیشتر از پیش به بررسی جریان در عروق خونی بپردازند. در این مقاله، اثر الاستیسیتة دیوارة شریان بر پارامترهای همودینامیکی با در‌نظر گرفتن تعامل خون و دیوارة رگ بررسی شد. تنش برشی روی دیواره در زمان‌های متفاوت، تغییر می‌کند و به تنهایی قادر به بیان گرفتگی عروق نمی‌باشد؛ از این‌رو ... بیشتر افزایش بیماری‌های قلبی-عروقی سبب شده است که محققان، بیشتر از پیش به بررسی جریان در عروق خونی بپردازند. در این مقاله، اثر الاستیسیتة دیوارة شریان بر پارامترهای همودینامیکی با در‌نظر گرفتن تعامل خون و دیوارة رگ بررسی شد. تنش برشی روی دیواره در زمان‌های متفاوت، تغییر می‌کند و به تنهایی قادر به بیان گرفتگی عروق نمی‌باشد؛ از این‌رو شاخص برش نوسانی، تنش برشی را بدون در‌نظر گرفتن میانگین زمانی بردار تنش برشی بیان می‌کند. در این مطالعه، یک مدل سه‌بعدی از دوشاخه شدن کرونر چپ همراه با چهار مدل دیواره، در‌نظر‌گرفته شد. نتایج در یک جریان ضربانی از سیال غیرنیوتنی به روش کوپلینگ دو‌طرفه و با استفاده از روش اویلر-لاگرانژی اختیاری محاسبه شد. مشاهدات حاکی از کاهش 13 درصدی پروفیل‌های سرعت در محل دو‌شاخه شدن است، که در مدل‌ هایپرالاستیک به بیشترین میزان اختلاف می‌رسد. همچنین با افزایش سفتی در دیواره، پروفیل‌های سرعت و نوسانات تنش برشی روی دیواره افزایش یافت. تنش برشی متوسط در مدل صلب، اختلاف 28 درصدی را در مقایسه با مدل‌ هایپرالاستیک نشان داد. مقایسة این نتایج با اطلاعات بالینی نشان داد که مناطقی با تنش برشی متوسط 1.10 Pa و کمتر از آن، در حضور شاخص برش نوسانی بیشتر از 0.3، می‌تواند از مناطق پر‌خطر در تشکیل پلاک‌های آترواسکلروز، به‌ویژه در ناحیة خلفی بعد از انشعاب، باشد؛ در حالی‌که در مدل هایپرالاستیک نسبت به دیگر مدل‌ها، نتایج بهتری مشاهده شد.

مدل‌سازی سیستم‌های بیولوژیکی

تعیین پارامترهای مناسب تحریک الکتریکی انتخابی اعصاب محیطی میلین‌دار با جریان سینوسی فرکانس بالا به کمک شبیه‌سازی محاسباتی

محسن کاملیان راد؛ محمدعلی احمدی پژوه؛ مهرداد ساویز

دوره 15، شماره 2 ، شهریور 1400، ، صفحه 175-186

چکیده

تحریک الکتریکی روی پوستی تارهای اعصاب محیطی، همواره یکی از زمینههای مهم پژوهشی بوده است. مطالعات زیادی قابلیت مسدودسازی هدایت تارهای عصبی توسط به کارگیری جریانهای متناوب فرکانس بالا (5 تا 20 کیلوهرتز) را نشان میدهند. با توجه به این که همواره تحریک تارهای باریکتر، با آتش کردن و همراهی تارهای قطورتر همراه است، در این پژوهش ... بیشتر تحریک الکتریکی روی پوستی تارهای اعصاب محیطی، همواره یکی از زمینههای مهم پژوهشی بوده است. مطالعات زیادی قابلیت مسدودسازی هدایت تارهای عصبی توسط به کارگیری جریانهای متناوب فرکانس بالا (5 تا 20 کیلوهرتز) را نشان میدهند. با توجه به این که همواره تحریک تارهای باریکتر، با آتش کردن و همراهی تارهای قطورتر همراه است، در این پژوهش با الهام گرفتن از این قابلیت، فضاهای جریانی برای تحریک انتخابی دسته‌ی تارهای مختلف عصبی، بدون فعال شدن دیگر تارها به دست آمده است. منظور از فضای تحریک، بخشی از نمودار شدت جریان-فرکانس است که با انتخاب پارامترهای تحریک در این ناحیه، تنها تارهای به خصوصی تحریک میشوند. برای انجام شبیهسازیها از مدل تار عصبی McIntyre استفاده شده که مدل پمپ سدیم-پتاسیم نیز به آن افزوده شده و اثرات آن بررسی شده است. از یک الکترود تک‌قطبی که جریانی نقطهای در فواصل مختلف از تارهای عصبی ایجاد میکند استفاده شده است. ناحیهی مناسب فرکانسی برای تحریک تارهای مختلف بالاتر از 5 کیلوهرتز بوده و جریان مناسب برای تحریک انتخابی تارهای Aδ و Aβ به ترتیب با دو معادلهی درجه‌ی 2 و 3 که بر فضای میانی آستانهی تحریک و انسداد هر تار عصبی برازش شده، به دست آمده است. هم‌چنین جریان تحریک برای تارهای Aδ از حدود 8/0 تا 8/1 میلیآمپر و برای تارهای Aβ از حدود 55/0 تا 95/0 میلیآمپر بسته به فرکانس متغیر است. در تمام شبیهسازیها از شکل موج سینوسی استفاده شده است.

بیومکانیک

بررسی نحوه‌ی هم‌کاری عضله‌های کمری در حرکت خم شدن بالاتنه در سرعت‌های مختلف با استفاده از سینرجی عضلانی

مهدی باقری روچی؛ مهرداد داودی؛ محمد پرنیان‌پور

دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، ، صفحه 177-187

چکیده

تغییر در الگوهای فعالیت عضلانی یکی از عوامل و نیز پیامدهای کمردرد غیراختصاصی مزمن به شمار میرود. در مطالعات اخیر استفاده از سینرجی عضلانی به عنوان راه‌کاری ارزنده برای تحلیل نحوه‌ی هم‌کاری عضلات در حرکات بدن معرفی شده است. در این مقاله، روش مطالعاتی جدیدی برای مدل‌سازی بالاتنه و استخراج سینرجی‌های عضلانی متغیر با زمان در حرکات ... بیشتر تغییر در الگوهای فعالیت عضلانی یکی از عوامل و نیز پیامدهای کمردرد غیراختصاصی مزمن به شمار میرود. در مطالعات اخیر استفاده از سینرجی عضلانی به عنوان راه‌کاری ارزنده برای تحلیل نحوه‌ی هم‌کاری عضلات در حرکات بدن معرفی شده است. در این مقاله، روش مطالعاتی جدیدی برای مدل‌سازی بالاتنه و استخراج سینرجی‌های عضلانی متغیر با زمان در حرکات صفحه‌ای خم شدن کمر ارائه شده است. از این رو، با در نظر گرفتن 18 عضله‌ی تاثیرگذار و تابع هزینه‌ی ترکیبی کمینه‌ی جرک- انرژی، 24 حرکت و الگوهای عضلانی متناظر آن‌ها شبیه‌سازی شده است. جهت بررسی نقش سرعت، الگوی فعالیت عضلانی به دو بخش تونیک، برای غلبه بر نیروی گرانش و بخش فازیک، متناسب با سرعت حرکت بالاتنه تقسیم‌بندی شده است. در ادامه برای هر جهت، سه زمان دست‌یابی به هدف برابر با 75/0، 1 و 2 ثانیه لحاظ گردیده است. نتایج نشان میدهد که 77% از الگوی عضلانی حرکات کمر با استفاده از 4 سینرجی فازیک و 4 سینرجی تونیک حاصل میگردد. سینرجی‌های به دست آمده کاملا تحت تاثیر جهت و سرعت حرکت میباشند به گونه‌ای که هر جفت از سینرجی فازیک و تونیک در یکی از جهت‌های اصلی بیش‌ترین تاثیر را ایفا می‌کنند. از طرفی افزایش سرعت، باعث افزایش ضریب بزرگی و سریع‌تر فعال شدن سینرجی‌های فازیک نسبت به حالت معمول میشود. در ادامه با در نظر گرفتن حرکت ترکیبی 45 درجه خمش به جلو همراه با 30 درجه خمش به چپ، 2/77% از الگوهای عضلانی حرکت با استفاده از سینرجی‌های متغیر با زمان بازسازی شده است. می‌توان گفت که استفاده از سینرجی‌های عضلانی، توضیح مناسبی را برای چگونگی هم‌کاری عضلات در تولید حرکت در جهت‌ها و سرعت‌های مختلف ارائه میدهد.

پردازش تصاویر پزشکی

توسعه‌ی فیلتری جدید برای استخراج لکّه‌های پروتیینی در تصاویر الکتروفورز ژل دو بعدی

سینا شامخی؛ محمدحسین میران‌بیگی؛ علی گویا؛ بهاره آذریان

دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، ، صفحه 183-202

چکیده

الکتروفورز ژل دو بعدی یکیاز روش‌های پایه و پرکاربرد در علم پروتئومیک است. درین روش، پروتیین‌های موجود در نمونهی اوّلیه براساس دو ویژگی وزن مولکولی و بار الکتریکی در دو بعد ازهم جدا شده و تصویری از لکّههای پروتیینی میدهد. به دلیل تعداد زیاد لکّه‌های پروتیینی موجود دریک ژل نمونه که نزدیک به هم قرار دارند، پردازش تصاویر ... بیشتر الکتروفورز ژل دو بعدی یکیاز روش‌های پایه و پرکاربرد در علم پروتئومیک است. درین روش، پروتیین‌های موجود در نمونهی اوّلیه براساس دو ویژگی وزن مولکولی و بار الکتریکی در دو بعد ازهم جدا شده و تصویری از لکّههای پروتیینی میدهد. به دلیل تعداد زیاد لکّه‌های پروتیینی موجود دریک ژل نمونه که نزدیک به هم قرار دارند، پردازش تصاویر فرآیندی پیچیده است. وجود منابع نویز و آرتیفکت همچون شکستگی‌ها، آرتیفکت‌های ناشیاز رنگ‌آمیزی، رگه‌ها و موارد دیگر، جداسازی نواحی تصاویر با چالش‌های گوناگونی مواجه است. درین پژوهش، برپایهی ویژگی‌های مکان/مقیاس، مشتقّات مرتبهی دوم و مقادیر ویژهی هیشین تصویر، برای بهبود لکّههای پروتیینی و جداسازی نواحی لکّه از پسزمینه، فیلتری جدید ارائه شد. تصاویر الکتروفورز ژل دو بعدی ناحیهبندی شده و مکان و تعداد لکّههای موجود در تصاویر، با این فیلتر بهتر تشخیص دادهشد. الگوریتم پیشنهادی توانایی جداسازی نواحی لکّهی پروتیینی را با نرخ TPR برابر 6/78 درصد و با نرخ FPR برابر 9/14 درصد از نواحی پسزمینه دارد. درحالی که آستانه گذاری اوتسو و حوضچهی آبریز به ترتیب: با نرخهای 4/71 درصد و 7/25 درصد، و با نرخهای 9/53 درصد و 1/8 درصد جداسازی می‌نمایند. بررسی تعداد لکّههای صحیح استخراج شده در روش پیشنهادی، میتواند با دقّت 6/83 درصد و با نرخ TPR برابر 1/81 درصد محل قرار‌گیری لکّهها را تشخیص دهد. در صورتی که روشهای اوتسو، حوضچهی آبریز و مایلون به ترتیب: با دقّت 4/65 درصد و با نرخ برابر 3/78 درصد، دقّت 7/27 درصد و با نرخ 2/68 در‌صد، دقّت 0/74 درصد و با نرخ 7/72 در‌صد، مکان لکّهها را تشخیص می‌دهد. نتایج روش پیشنهادی، دقّت و توانایی بالاتری را در ناحیه‌بندی تصویر، نسبت به روشهای دیگر نشان داد.

بیومتریال هوشمند

بررسی محاسباتی تاثیر خواص مواد بر عمل‌کرد سیم‌های ارتودنسی هوشمند در دماهای بالینی تحت بارگذاری مکانیکی

فردین نعمت‌زاده؛ ابوالفضل مجیدی

دوره 16، شماره 2 ، شهریور 1401، ، صفحه 183-194

چکیده

دندان به عنوان یکی از اعضای مهم بدن، نقشی اساسی در زیبایی دارد و یکی از بهترین راه‌ها برای درمان نامرتبی و خرابی آن تا به امروز استفاده از ارتودنسی است. سیمهای ارتودنسی هوشمند برای مرتب کردن دندان و به دلایلی نظیر رفتار ابرکشسانی، مقاومت در برابر خوردگی، عمر خستگی بالا، سازگاری خوب با دهان و کرنش برگشت‌پذیر کاربرد زیادی دارند. ... بیشتر دندان به عنوان یکی از اعضای مهم بدن، نقشی اساسی در زیبایی دارد و یکی از بهترین راه‌ها برای درمان نامرتبی و خرابی آن تا به امروز استفاده از ارتودنسی است. سیمهای ارتودنسی هوشمند برای مرتب کردن دندان و به دلایلی نظیر رفتار ابرکشسانی، مقاومت در برابر خوردگی، عمر خستگی بالا، سازگاری خوب با دهان و کرنش برگشت‌پذیر کاربرد زیادی دارند. در این مقاله از روش اجزای محدود جهت بررسی رفتار مکانیکی سیمهای ارتودنسی هوشمند مطابق استاندارد با اعمال نیروی کششی و با در نظر گرفتن خواص متالورژیکی آن‌ها استفاده شده است. مدل ماکروسکوپیک جهت توصیف خواص ماده بر اساس انرژی آزاد ترمودینامیکی هلم‌هولتز است. نتایج نشان می‌دهد که با تغییر 10 درجه‌ای دمای کلینیکی از 26 تا 36 درجه‌ی سانتی‌گراد، تنش‌های مسطح بالایی و پایینی و انرژی الاستیک ذخیره شده به ترتیب حدود 10 و 28/18 درصد کاهش یافته است. هم‌چنین با تغییر 10 درجه‌ای دمای کلینیکی از 36 تا 46 درجه‌ی سانتی‌گراد، به ترتیب تنش‌های مسطح بالایی و پایینی و انرژی الاستیک ذخیره شده حدود 18 و 26/47 درصد افزایش یافته است. در نهایت سیم ارتودنسی هوشمند با سطح اختلاف تنش‌های مسطح بالایی و پایینی کم‌تر، انرژی کرنش الاستیک پایین‌تر، حلقه‌ی هیسترزیس وابسته به رفتار ابرکشسانی کامل‌تر و تطابق بالای نتایج تجربی و عددی مربوط به تغییرات نیرو-کرنش، عمل‌کرد بهتری نشان داده است. این مطالعه‌ی عددی می‌تواند روشی برای بررسی رفتار مکانیکی سیمهای ارتودنسی هوشمند با توجه به اثرات خواص متالورژیکی و مکانیکی جهت اثربخشی طول درمان در دندان ارائه نماید.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

تشخیص زودهنگام مرگ ناگهانی قلبی با استفاده از پردازش سیگنال قلبی و فیلتر کالمن تعمیم‌یافته

فرین کهربا؛ مریم محبی؛ حامد داننده حصار

دوره 11، شماره 2 ، مرداد 1396، ، صفحه 187-199

چکیده

مرگ ناگهانی قلبی یکی از مهمترین عوامل مرگ و میر در جهان به شمار رفته، و در بین مرگهای ناشی از بیماریهای قلبی سهم عمدهای را به خود اختصاص میدهد. یکی از راههای کاهش آمار مرگ ناشی از این دسته از بیماریها، تشخیص به موقع وقوع ناهنجاری‌های خطرناک قلبی است. اساس این تحقیق بر این باور استوار است که ناهنجاریهای مخاطرهآمیز ... بیشتر مرگ ناگهانی قلبی یکی از مهمترین عوامل مرگ و میر در جهان به شمار رفته، و در بین مرگهای ناشی از بیماریهای قلبی سهم عمدهای را به خود اختصاص میدهد. یکی از راههای کاهش آمار مرگ ناشی از این دسته از بیماریها، تشخیص به موقع وقوع ناهنجاری‌های خطرناک قلبی است. اساس این تحقیق بر این باور استوار است که ناهنجاریهای مخاطرهآمیز قلبی به صورت ناگهانی رخ نمیدهند، بلکه دقایقی قبل از وقوعشان، علائم و یا اختلالات پیشزمینهای به وجود می‌آید که حاکی از وقوع آن‌ها است. هدف این مقاله، بررسی و مدلسازی سیگنالهای قلبی با استفاده از فیلتر کالمن تعمیمیافته، بر اساس مدل دینامیکی غیرخطی برای آشکارسازی ناهنجاریهای پیش‌زمینهای و معرفی یک اندیس برای تشخیص زودهنگام مرگ ناگهانی قلبی میباشد. در روی‌کرد ارائه شده، از نسخهی قطبی مدل دینامیکی غیرخطی سیگنال قلب مک‌شری استفاده میشود. در این مدل غیرخطی، هر ضربان از سیگنال الکتروکاردیوگرام به صورت مجموعه‌ای از موجکهای گوسی بیان می شود. در الگوریتم پیشنهادی این مقاله، ابتدا مدل دینامیکی قلب با افزودن معادلات خودبازگشتی مربوط به پارامترهای مدل، اصلاح شده و سپس یک فیلتر کالمن تعمیم‌یافته، از آن مدل برای پردازش سیگنال قلبی استفاده میکند. در گام بعد، یک الگوریتم ابتکاری بر اساس ساختار پیشنهادی و با استفاده از نظارت بر سیگنال وفاداری (که تابعی از سیگنال نوآوری فیلتر کالمن است)، به تشخیص ناهنجاریهای موجود قبل از وقوع مرگ ناگهانی قلبی می‌پردازد. روش ارائه شده، روی سیگنالهای قلبی گرفته شده از 20 فرد مبتلا به مرگ ناگهانی قلبی (گروه تست) و هم‌چنین 18 فرد نرمال (گروه کنترل) موجود در پایگاههای داده‌ی فیزیونت ارزیابی شده است. نتایج به دست آمده حاکی از تغییر رفتار سیگنال وفاداری قبل از وقوع مرگ ناگهانی قلبی است. نتایج اعمال این الگوریتم روی20 فرد بیمار موجود در پایگاه دادهی "مرگ ناگهانی قلبی هولتر" فیزیونت نشان داده است که شاخص استخراج شده قادر است 17 مورد از 20 حمله را قبل از وقوع تشخیص دهد و دقتی در حدود 85 % داشته باشد.

پردازش گفتار

تولید خودکار نوای گفتار به کمک مدل آمیختار عصبی-آماری با امکان انتخاب واحد در سنتز

منصور شیخان

دوره 1، شماره 3 ، آذر 1386، ، صفحه 227-240

چکیده

در این مقاله با هدف ایجاد بهبود در عملکرد اولین ویرایش از سیستم تبدیل متن به گفتار طبیعی ارایه شده برای زبان فارسی، که در آن از یک شبکه عصبی بازگشتی برای تولید همزمان عوامل نوای گفتار (الگوی فرکانس گام، دیرش، انرژی و درنگ) و نیز سنتزکننده «مدل هارمونیک + نویز» با دادگان تک واحدی از دو واجی ها، برای تولید گفتار استفاده شده بود، چگونگی ... بیشتر

پوشش کامپوزیتی زیست فعال HA/CNTs بر روی کاشتنی NiTi

ویدا خلیلی؛ جعفر خلیل‌علافی؛ حسین ملکی‌قلعه

دوره 6، شماره 3 ، آذر 1391، ، صفحه 231-238

چکیده

در این پژوهش، پوشش کامپوزیتی هیدروکسی‌آپاتیت/ نانولولة کربنی با استفاده از رسوب‌دهی الکتروفورتیک بر روی آلیاژ NiTiدر دمای اتاق تشکیل شد. سوسپانسیون پایدار با اضافه کردن 4 گرم پودر هیدروکسی‌آپاتیت و 1 درصد وزنی نانولولة کربنی به 50 میلی‌لیتر n- بوتانول آماده شد. از تری اتیلن آمین نیز به عنوان پراکنده‌ساز در تهیه سوسپانسیون استفاده ... بیشتر

بیومکانیک استخوان

ارائه یک مدل تحلیلی به منظور بررسی پدیده ضربه به سر انسان و مطالعه معادلات حاکم بر آن

شهاب منصوربقایی؛ مجید حقایق؛ سید محمد رجایی

دوره 3، شماره 3 ، آذر 1388، ، صفحه 243-253

چکیده

در این مقاله روشی تحلیلی برای پیش بینی پاسخ برخورد مایل یک پوسته کروی حاوی سیال با ضخامت دلخواه با یک جسم چنبره ای الاستیک ارائه می شود که می تواند مدلی برای بررسی تحلیلی ضربه به سر انسان باشد. مدل مبتنی بر ترکیبی از شرایط تماسی هرتز و اثر موضعی خمشی و غشائی به منظور به دست آوردن رابطه ای ضمنی برای تعیین نیروی انتقالی است. با استفاده ... بیشتر

پردازش تصاویر پزشکی

آنالیز تصاویر چهره به منظور تشخیص خواب آلودگی

پونه روشنی تبریزی؛ رضا آقایی زاده ظروفی

دوره 2، شماره 3 ، آذر 1387، ، صفحه 247-266

چکیده

تشخیص خواب آلودگی در موارد زیادی از جمله کاهش تصادفات جاده ای اهمیت دارد. در این مقاله، الگوریتم های جدیدی به منظور تعیین مکان مردمک ها و دایره های عنبیه، لب ها و تشخیص وضعیت باز و بسته بودن چشم ها ارائه می شود که در نهایت بر اساس آنالیز چهره (باز و بسته بودن چشم ها و دهان) میزان سطح خواب آلودگی فرد تعیین می شود. در بیشتر روش های مبتنی بر ... بیشتر تشخیص خواب آلودگی در موارد زیادی از جمله کاهش تصادفات جاده ای اهمیت دارد. در این مقاله، الگوریتم های جدیدی به منظور تعیین مکان مردمک ها و دایره های عنبیه، لب ها و تشخیص وضعیت باز و بسته بودن چشم ها ارائه می شود که در نهایت بر اساس آنالیز چهره (باز و بسته بودن چشم ها و دهان) میزان سطح خواب آلودگی فرد تعیین می شود. در بیشتر روش های مبتنی بر آنالیز چهره با استفاده از یک پارامتر، خواب آلودگی فرد تشخیص داده شده است. روش های معدودی وجود دارند که از چندین پارامتر برای تشخیص خواب آلودگی استفاده می کنند و آنها نیز مبتنی بر داده های آموزشی و روشنگرهای مادون قرمزند. استفاده طولانی مدت از این روشنگر ها موجب آسیب شبکیه چشم می شود. بنابراین در این مقاله از روشنگرهای مادون قرمز استفاده نخواهد شد. همچنین با ترکیب چند پارامتر خواب آلودگی و عوامل محیطی، میزان سطح خواب آلودگی با دقت بالایی بدون نیاز به داده های آموزشی و سخت افزار خاص تعیین می شود. روش پیشنهادی به منظور تشخیص خواب آلودگی شامل 4 مرحله تشخیص ناحیه چهره، تعیین معیارهای خواب آلودگی به کمک چشم ها، تعیین معیار خواب آلودگی به وسیله دهان و تشخیص میزان سطح خواب آلودگی شخص است. مراحل مختلف روش پیشنهادی با روش های پیشین در شرایط متفاوت نوری و محیطی به وسیله مجموعه داده هایIMM ، HCE،CVL و 30 فیلم گرفته شده از 15 نفر مقایسه شده اند. در نهایت نیز قابلیت تشخیص سطح خواب آلودگی به وسیله روش پیشنهادی در 15 فرد خواب آلوده به طور موفقیت آمیز ارزیابی شده است. بدین صورت که در ابتدا وضعیت باز و بسته بودن چشم ها و دهان به ترتیب 94.3% و 95.1% درست تشخیص داده شده اند. سپس میزان سطح خواب آلودگی شخص در حالت های مختلف پلک زدن عادی، پلک زدن تند، صحبت کردن عادی، خمیازه کشیدن و بسته بودن طولانی مدت چشم ها مشخص شده است. در نهایت نیز اگر میزان سطح خواب آلودگی به دست آمده از حد آستانه 95% تجاوز کند، به شخص هشدار داده می شود.

مشاهده مقاله

تخمین سیگنال اتواکوستیک امیشن بر اساس تابع تبدیل معکوس گوش میانی

محمدجواد ابوالحسنی؛ یوسف سلیم‌پور؛ پریسا رنگرز

دوره 4، شماره 3 ، آذر 1389، ، صفحه 249-256

چکیده

امواج اتواکوستیک امیشن از جمله اصـوات قابل اندازه‌گیری هستند که به‌وسیله حلزون و به‌ویژه سلول‌های مویی خارجی تولید شده و در مجرای گوش خارجی ثبت می‌شوند. سلول‌های مـویـی خـارجی در پاسخ بـه محـرک آکوستیکی و یا به‌صـورت خودبه‌خودی، نوعی انرژی مکانیکی را در حلـزون ایجـاد می‌کنند. این انرژی از طریق گوش میانی و پردة صماخ به سمت خارج ... بیشتر امواج اتواکوستیک امیشن از جمله اصـوات قابل اندازه‌گیری هستند که به‌وسیله حلزون و به‌ویژه سلول‌های مویی خارجی تولید شده و در مجرای گوش خارجی ثبت می‌شوند. سلول‌های مـویـی خـارجی در پاسخ بـه محـرک آکوستیکی و یا به‌صـورت خودبه‌خودی، نوعی انرژی مکانیکی را در حلـزون ایجـاد می‌کنند. این انرژی از طریق گوش میانی و پردة صماخ به سمت خارج انتقال می‌یابد و در مـجـرای شنـوایـی خـارجـی به‌صـورت سیگنـال آکـوستیکی قـابـل ثبت است. سیگنال اتواکوستیک امیشن را می‌توان درمـجـرای گـوش به‌وسیله یک میکروفن حساس با اغتشاش پائین کـه در پـروب مخصـوص جـای گـرفتـه است، آشکار ساخته و ثبت کرد. همان‌طور که بیان شد ﻣﻨشاء اصلی اتواکوستیک امیشن گوش داخلیست و گوش میانی مانند یک کانال ارتباطی، وظیفه ارسال پاسخ‌های اتواکوستیک امیشن از گوش داخلی به سمت خارج را ایفا می‌کند. به این ترتیب پاسخ نهایی ثبت شده در کانال گوش خارجی به شدت ﻣﺘﺄثر از تابع انتقال گوش میانی خواهد بود که در حد امکان باید اثر اعوجاجی را کاهش داد. در این مقاله، مدل گوش میانی مد نظر است و بنابراین بر اساس اندازه‌گیری‌های مختلف سعی می‌شود که مدل معکوس برای گوش میانی درنظر گرفته شود، سپس با استفاده از مشخصات این مدل مانند پاسخ فرکانس، یک فیلتر جبران‌ساز بر پاسخ ثبت شده نهایی اعمال می‌شود و در نتیجه براورد قابل قبولی از پاسخ اتواکوستیک امیشن تولید شده در گوش داخلی به‌دست می‌آید. نتایج مقایسه سیگنال تخمین زده شده با سیگنال ثبت شده نشان می‌دهد که ارزیابی بر پایه اتواکوستیک امیشن تخمین زده شده با توجه به کاهش اغتشاش و تشخیص آزمون‌های اشتباه، به پاسخ حقیقی سلول‌های مویی خارجی نزدیک‌تر است.

مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی

مدل‌سازی بیماری آپنه‌ی انسدادی خواب (OSA) با استفاده از دیدگاه انتقال فاز دینامیکی

سمیه رئیس‌دانا

دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، ، صفحه 249-263

چکیده

خواب، یکی از فرایندهای ضروری برای حفظ و بهبود فعالیت‌های انسان می‌باشد، در حالی که هنوز بسیاری از جزئیات آن به درستی شناخته نشده است. خواب کاهش یافته یا بریده شده، یکی از ریسک‌های سلامتی به شمار می‌آید که می‌تواند باعث وقوع بیماری‌های قلبی یا دیابت و هم‌چنین انحطاط هوشیاری و شناخت گردد. چند پارگی خواب، به پدیده‌ای گفته می‌شود ... بیشتر خواب، یکی از فرایندهای ضروری برای حفظ و بهبود فعالیت‌های انسان می‌باشد، در حالی که هنوز بسیاری از جزئیات آن به درستی شناخته نشده است. خواب کاهش یافته یا بریده شده، یکی از ریسک‌های سلامتی به شمار می‌آید که می‌تواند باعث وقوع بیماری‌های قلبی یا دیابت و هم‌چنین انحطاط هوشیاری و شناخت گردد. چند پارگی خواب، به پدیده‌ای گفته می‌شود که در آن محرومیت از خواب به طور کامل اتفاق نمی‌افتد، اما خواب فرد به طور متناوب با انگیختگی‌هایی که منشا آن‌ها عوامل خارجی (نویز) یا عوامل داخلی (آپنه) است، آشفته می‌شود. مدل‌سازی ریاضی یک ابزار مناسب برای شناخت مکانیسم‌های پیچیده‌ی بیولوژیکی است. در این مقاله، مدلی از پدیده‌های اساسی تنظیم چرخه‌ی خواب–بیداری، پیاده‌سازی شده، دینامیک آن مورد بررسی قرار گرفته و سپس عواملی که سبب بروز آپنه‌ی انسدادی خواب می‌شوند، شناسایی و ارزیابی می‌گردند. این مدل شامل دو جمعیت نورونی اصلی می‌باشد: 1- سیستم تحریک صعودی مغز در ساقه‌ی مغزی، که مسئول ایجاد بیداری است و 2- جمعیت نورونی VLPO از هیپوتالاموس، که خواب را شکل می‌دهد. این دو منطقه، در مهار متقابل قرار داده شده و انتقال بین دو حالت رفتاری خواب و بیداری را به صورت سوئیچی پدید می‌آورند. نتایج مدل‌سازی نشان می‌دهد که هیسترسیس موجود در انتقال بین خواب و بیداری، تحت تاثیر عواملی که باعث انگیختگی می‌شوند، کوچک و ناپایدار شده و به تبع آن، انتقال‌های سریع پدید می‌آید. مدل ارائه شده در این تحقیق توانسته است برخی از نتایج آزمایشگاهی در خصوص خواب آپنه‌ی انسدادی را بازتولید نماید.

مهندسی عصبی عضلانی

به کارگیری سینرجی های عضلانی و پایداری برای انجام یک فعالیت دلخواه

امیر حسین اسکندری؛ احسان صداقت نژاد؛ سید جواد موسوی؛ محسن اصغری؛ محمد پرنیان‌پور

دوره 5، شماره 3 ، آذر 1390، ، صفحه 257-273

چکیده

انتخاب الگوی فعال شدن عضلات برای رسیدن به یک هدف خاص به علت پیچیدگی‌های سیستم اسکلتی عضلانی و نحوه غلبه سیستم اعصاب مرکزی به این پیچیدگی‌ها، چندین دهه مورد علاقه محققان در این زمینه بوده است. یکی از پاسخ‌هایی که در این زمینه مطرح شده است، وجود واحدهای (سینرجی) ساده ایست که از ترکیب آن‌هافعالیت‌های پیچیده صورت می‌پذیرند.در این تحقیق ... بیشتر انتخاب الگوی فعال شدن عضلات برای رسیدن به یک هدف خاص به علت پیچیدگی‌های سیستم اسکلتی عضلانی و نحوه غلبه سیستم اعصاب مرکزی به این پیچیدگی‌ها، چندین دهه مورد علاقه محققان در این زمینه بوده است. یکی از پاسخ‌هایی که در این زمینه مطرح شده است، وجود واحدهای (سینرجی) ساده ایست که از ترکیب آن‌هافعالیت‌های پیچیده صورت می‌پذیرند.در این تحقیق وجود و همچنین نحوه آرایش این سینرجی ها در ناحیه کمر مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از یک مدل 18 عضله‌ای در سطح L4-L5به صورت استاتیکی استفاده شده است. از ضرایب فعالیت عضلات حاصل از اعمال گشتاور در فضاهای دو بعدی و سه بعدی و اعمال سفتی زاویه به مدل، برای به دست آوردن سینرجی های عضلانی و پایداری استفاده شده است.نتایج این پژوهش نشان می‌دهد شش سینرجی عضلانی کافی است تا بتوان به تمامی نقاط فضای گشتاوری دست پیدا کرد. همچنین سه سینرجی پایداری قادر است بخشی از فضای سفتی زاویه‌ای مفصل را به وجود آورد. همچنین سینرجی های عضلانی به دست آمده نسبت به تغییر دامنه گشتاور اعمالی مقاوم می‌باشند. در این پژوهش نشان داده شد که می‌توان از ترکیب سینرجی های عضلانی و سینرجی های پایداری، هر فعالیتی را که شامل تولید گشتاور و سفتی زاویه معین در مفصل باشد، را تولید کرد.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

کدینگ سیگنال ECG برای بهبود فشرده‌سازی به منظور استفاده در پزشکی از راه دور

محسن محمد ولیئی؛ علی محلوجی‌فر

دوره 7، شماره 3 ، آذر 1392، ، صفحه 265-276

چکیده

همواره سرعت بخشیدن روند رساندن اطلاعات به کارگروه مراقبت پزشکی از مهمترین اهدافی است که به منظور افزایش بازده تشخیص و درمان دنبال می‌شود. امروزه با دست‌یابی به فناوری‌‌های جدید انتقال اطلاعات و با توجه به وجود محدودیت‌هایی در روش‌های قدیم، بکارگیری این فرایندها روز به روز در حال گسترش است. در این تحقیق پیشنهاد شده است برای انتقال ... بیشتر همواره سرعت بخشیدن روند رساندن اطلاعات به کارگروه مراقبت پزشکی از مهمترین اهدافی است که به منظور افزایش بازده تشخیص و درمان دنبال می‌شود. امروزه با دست‌یابی به فناوری‌‌های جدید انتقال اطلاعات و با توجه به وجود محدودیت‌هایی در روش‌های قدیم، بکارگیری این فرایندها روز به روز در حال گسترش است. در این تحقیق پیشنهاد شده است برای انتقال سیگنال الکتروکاردیوگرام ابتدا سیگنال را به صورت دنباله‌‌ای از ضرایب کد کرده، سپس از بلوتوث برای انتقال این ضرایب از دستگاه مبدأ به دستگاه مقصد استفاده شود. کد کردن سیگنال در ذخیره‌سازی و ارسال تأثیر بسزایی دارد. این دنباله ضرایب شامل تعداد نمونه‌‌های سیگنال،تعداد اختلاف‌‌های تأثیرگذار، محل وقوع و مقدار آن‌ها، تعداد و نوع اکسترمم‌ها و نیز محل وقوع آنها است؛ که در این پژوهش برای اولین بار ارائه شده است. برای تکمیل عملیات از کدینگ حسابی به عنوان کدینگ مکمل استفاده شده، به طوری که ورودی آن دنباله ضرایب استخراج شده و خروجی آن کدهای حسابی دنباله است. برخلاف اکثر روش‌های موجود، در روش پیشنهادی هر نمونه در خروجی تولید شده در یک بایت ذخیره و ارسال می‌‌شود که این موضوع در همگام‌‌سازی بسته‌‌های ارسالی با سخت‌افزار مورد استفاده، تأثیر زیادی دارد. برای انتقال ضرایب کدینگ از ماژول‌‌های بلوتوث SD-200 محصول شرکت سِنا، (از معتبرترین تولیدکنندگان ماژول‌های بی‌‌سیم) استفاده شد. ضرایب استخراج شده از فرستنده ارسال، و با گیرنده دریافت شد؛ سپس سیگنال اولیه بازسازی شد. به منظور آزمون و ارزیابی روش، از بانک اطلاعاتMIT-BIH استفاده شد. با استفاده از روش پیشنهادی، برای میانگین خطای مجذور مربعات تفاضلی 5.93٪،‌ میانگین نرخ فشرده‌سازی برابر 8.69 و میانگین همبستگی عرضی برابر 99.8٪ و برای میانگین خطای 10.21٪،‌ میانگین نرخ فشرده‌‌سازی برابر 13.03 و میانگین همبستگی عرضی برابر 99.47٪ بود.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

ارزیابی روش هم‌گامی فاز با استفاده از مقدار قفل‌شدگی فاز در آزمایش بینایی تمایز رنگ

سعیده داودی؛ محمدرضا دلیری

دوره 11، شماره 3 ، آبان 1396، ، صفحه 265-273

چکیده

تنوع وظایف مغز نشان می‌دهد که تعامل بین فعالیت نوسانی در باندهای فرکانسی مختلف، مکانیزم‌های کلی ارتباط عصبی را شکل می‌دهد. روشی که اخیرا برای کدگذاری اطلاعات در مغز مورد استفاده قرار میگیرد، روش هم‌گامی فاز می‌باشد، که به فرایندی اطلاق میشود که از طریق آن دو یا چند سیگنال چرخه‌ای، با نوسان تکراری از زاویه‌های فاز نسبی ... بیشتر

طراحی هم‌زمان فیلترهای طیفی و فضایی برای واسط‌های مغز-کامپیوتر، بر‌اساس اطلاعات متقابل و بهینه‌سازی ازدحام ذرات

رضا فوده؛ وحید شالچیان؛ محمدرضا دلیری

دوره 10، شماره 3 ، مهر 1395، ، صفحه 267-277

چکیده

استخراج ویژگی‌های تفکیک‌پذیر، بخشی مهم در سیستم‌های واسط مغز-کامپیوتر (BCI) است، که می‌تواند بر کارایی طبقه‌بندی، تاثیر‌گذار باشد. برای رسیدن به این هدف، الگوهای فضایی مشترک (CSP)، روشی متداول است که در سیستم‌های BCI مبتنی‌بر تصورات حرکتی، استفاده می‌شود. CSP سعی می‌کند تا مناسب‌ترین الگوهای فضایی در سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) ... بیشتر استخراج ویژگی‌های تفکیک‌پذیر، بخشی مهم در سیستم‌های واسط مغز-کامپیوتر (BCI) است، که می‌تواند بر کارایی طبقه‌بندی، تاثیر‌گذار باشد. برای رسیدن به این هدف، الگوهای فضایی مشترک (CSP)، روشی متداول است که در سیستم‌های BCI مبتنی‌بر تصورات حرکتی، استفاده می‌شود. CSP سعی می‌کند تا مناسب‌ترین الگوهای فضایی در سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) را برای تفکیک گروه های مختلف تصور حرکتی، استخراج کند. به‌طور معمول پیش از اعمال CSP، سیگنال‌های EEG در باند فرکانسی 30-8 هرتز، فیلتر می‌شوند تا ریتم‌های مربوط به ناهمگامی وابسته به رویداد (ERD)، که میو و بتا نام دارند، استخراج شوند. با این حال، این باند فرکانسی ممکن است در افراد مختلف، یکسان نباشد؛ به همین دلیل، بهینه سازی فیلترهای طیفی در کنار فیلترهای فضایی، می‌تواند تأثیر بسزایی در بهبود صحت طبقه‌بندی داشته باشد. در این مقاله، با استفاده از الگوریتم تکاملی بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)، روش یادگیری نوینی را برای به دست آوردن هم‌زمان فیلترهای طیفی و فضایی ارائه می‌دهیم. همچنین، از معیار اطلاعات متقابل بین ویژگی‌های استخراج‌شده و برچسب گروه‌ها، به‌عنوان تابع هزینه استفاده می‌شود. شبیه‌سازی‌های انجام‌شده روی مجموعه دادة یک از رقابت BCI، نشان می‌دهد که صحت طبقه‌بندی روش پیشنهادی، به‌طور معناداری بیشتر از روش‌های CSP و بانک فیلتر CSP (FBCSP)، با دو نوع بانک فیلتر متفاوت، است.

کنترل صرع در مدل ترکیبی قشر مغز و اپتوژنتیک با استفاده از کنترل کننده‌ی مد لغزشی انتگرالی فراپیچشی زمان معین

سمیرا رضوانی اردکانی؛ سجاد محمدعلی‌نژاد؛ رضا قاسمی

دوره 13، شماره 3 ، مهر 1398، ، صفحه 273-289

چکیده

بیماری صرع یکی از مهم‌ترین اختلالات عصبی در جهان به شمار میرود. برای مهار حمله‌های صرعی از الگوریتمهای کنترلی گوناگونی استفاده شده است. در کنترل حملات صرعی، زمان کنترل و کاهش حملات و مقاوم بودن کنترل کننده در برابر تغییرات پارامترهای پاتولوژیکی و نوسانات ناخواسته از اهمیت زیادی برخوردار است. برای فراهم ساختن این الزامات و ... بیشتر بیماری صرع یکی از مهم‌ترین اختلالات عصبی در جهان به شمار میرود. برای مهار حمله‌های صرعی از الگوریتمهای کنترلی گوناگونی استفاده شده است. در کنترل حملات صرعی، زمان کنترل و کاهش حملات و مقاوم بودن کنترل کننده در برابر تغییرات پارامترهای پاتولوژیکی و نوسانات ناخواسته از اهمیت زیادی برخوردار است. برای فراهم ساختن این الزامات و از آن‌جا که یکی از روشهای سرکوب امواج صرعی، تغییر در میانگین پتانسیل الکتریکی نورونهای محرک است، در این مقاله یک کنترل کننده‌ی مد لغزشی انتگرالی فراپیچشی زمان معین به مدل ترکیبی قشر مغز و اپتوژنتیک اعمال شده است. ابتدا جریان یونی تولید شده در کانالهای یونی در روش اپتوژنتیک به متغیر حالت مربوط به میانگین پتانسیل الکتریکی نورونهای محرک در مدل قشر مغز اعمال شده و دو مدل اپتوژنتیک و قشر مغز با یک‌دیگر ترکیب شده تا ولتاژ کنترلی اعمال شده به سیستم از طریق مدل اپتوژنتیک به صورت فوتونهای نور به نورونهای ناحیه‌ی صرعی در مغز اعمال شود. سپس کنترل کننده‌ی مذکور با این هدف که مدل صرعی، مدل سالم را در مدت زمان معینی دنبال کند به این مدل ترکیبی اعمال شده است. در نهایت با استفاده از کنترل کننده‌ی مد لغزشی انتگرالی فراپیچشی زمان معین مشاهده میشود که در مدت زمان معین، خطای هم‌گرایی وضعیت صرعی به وضعیت سالم کاملا صفر شده، دامنه‌ی سیگنال کنترل نسبت به حالت مد لغزشی کلاسیک کاهش یافته و هم‌چنین مشکلات تکینگی و نوسانات ناخواسته که از محدودیتهای کنترل کننده‌ی مد لغزشی کلاسیک می‌باشد، برطرف شده 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