نشریه‌ی علمی مهندسی پزشکی زیستی

پردازش تصاویر پزشکی

بازسازی تصاویر التراسوند پزشکی به شیوه‌ی روزنه‌ی مصنوعی با استفاده از پردازش بلوکی حوزه‌ی فرکانس به منظور کاهش بار محاسباتی

الهه مقیمی‌راد؛ علی محلوجی‌فر؛ بابک محمدزاده اصل

دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، ، صفحه 277-291

چکیده

درین تحقیق، روش جدیدی برای بازسازی تصاویر التراسوند پزشکی به شیوه‌ی روزنه‌ی مصنوعی ارائه شد. امروزه تصویربرداری به شیوه‌ی ساده‌ی بازسازی در حوزه‌ی زمان(DAS) و به صورت خطبهخط انجام می‌شود. ازجنبهی دیگر، تصویربرداری به شیوه‌ی روزنه‌ی مصنوعی امکان فوکوس دینامیکی و دستیابی به حدّاقل دوبرابر رزولوشن جانبی را با هزینه‌ی ... بیشتر درین تحقیق، روش جدیدی برای بازسازی تصاویر التراسوند پزشکی به شیوه‌ی روزنه‌ی مصنوعی ارائه شد. امروزه تصویربرداری به شیوه‌ی ساده‌ی بازسازی در حوزه‌ی زمان(DAS) و به صورت خطبهخط انجام می‌شود. ازجنبهی دیگر، تصویربرداری به شیوه‌ی روزنه‌ی مصنوعی امکان فوکوس دینامیکی و دستیابی به حدّاقل دوبرابر رزولوشن جانبی را با هزینه‌ی حجم محاسبههای بیشتر فراهم می‌کند. برای کاهش بار محاسباتی، روشهایی برای بازسازی بلوکی تصویر در حوزه‌ی رادار معرفی شده که هنوز برای حوزه‌ی پزشکی ناشناخته است. برای تعمیم این روشها به حوزه‌ی پزشکی باید تفاوت پارامترهایی چون عمق هدف، فرکانس مرکزی، پهنای باند سیگنال ارسالی و عرض پرتو در نظر گرفته شود. درین پژوهش، نوع ساده‌ی مونواستاتیک با استفادهاز الگوریتم بلوکی عدد موج، مدلسازی شد که می‌تواند معادلات را به نوع پیچیده‌تر مالتی‌استاتیک تعمیم دهد. به علاوه، برای کاهش اثرهای مخرّب ناشیاز تفاوت پارامترها از پالس ارسالی chirp به همراه فیلتر تطبیقی، پنجره‌گذاری و الگوریتم spotlighting استفاده شد. برای ارزیابی الگوریتم،‌ داده‌های شبیه‌سازی شده با نرم‌افزار FieldII انجام شد و نتایج نشان داد که استفاده الگوریتم عدد موج، با حفظ رزولوشن جانبی، در حدود 20 برابر سریعتر از الگوریتم استاندارد DAS است.

مهندسی بافت

تحلیل اثر تنش برشی بر پاسخ تمایزی سلول های بنیادی مزانشیمی در داربست نانو کامپوزیتی چند لایه برای کاربرد در مهندسی بافت استخوانی-غضروفی با استفاده از روشهای محاسباتی

سارا زادگان؛ بهمن وحیدی؛ نوشین حقیقی پور

دوره 16، شماره 3 ، آذر 1401، ، صفحه 289-299

چکیده

ترمیم آسیب های بافت استئوکندرال به دلیل پیچیدگی بسیار زیاد این بافت و توانایی محدود در خود ترمیمی بافت غضروف آن را با چالش بزرگی روبرو کرده است. در این راستا مهندسی بافت با ارائه داربستهای حاوی سلول های بنیادی همراه با اعمال تنش های مکانیکی به عنوان راهکار پیشنهادی جدید برای ترمیم این بافت مورد توجه محققان قرار گرفته است. این مطالعه ... بیشتر ترمیم آسیب های بافت استئوکندرال به دلیل پیچیدگی بسیار زیاد این بافت و توانایی محدود در خود ترمیمی بافت غضروف آن را با چالش بزرگی روبرو کرده است. در این راستا مهندسی بافت با ارائه داربستهای حاوی سلول های بنیادی همراه با اعمال تنش های مکانیکی به عنوان راهکار پیشنهادی جدید برای ترمیم این بافت مورد توجه محققان قرار گرفته است. این مطالعه در مرحله نخست شامل ساخت داربست سه لایه فیبرویین ابریشم- نانو الیاف فیبرویین به روش خشکایش انجمادی و پس از آن شبیه سازی محاسباتی تحریک مکانیکی داربست حاوی سلول های بنیادی در بیوراکتور پرفیوژن به روش اجزای محدود و برهمکنش سیال-سازه جهت طراحی بهینه آزمون های سلولی و در مرحله آخر شامل انجام آزمون های سلولی بود. آزمون های مشخصه یابی نشان داد که این داربست از به‌هم پیوستگی بسیار خوبی در بین لایه ها برخوردار است و اندازه متوسط تخلخل ها در لایه استخوان، لایه میانی و غضروف به ترتیب 76،152 و 102 میکرون بود. این داربست بیومیمتیک، مدول فشاری MPa 0/4 و حداکثر مقاومت کششی MPa 10 را در حالت مرطوب دارد. نتایج شبیه‌سازی حاصل از عبور جریان سیال از داربست نشان داد که چنان‌چه لایه‌ی استخوان در مسیر ورودی جریان قرار گیرد، دامنه توزیع تنش برشی در داربست یکنواخت تر بوده و باعث تسهیل تمایز استخوانی و غضروفی می شود. همچنین نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که پس از 14روز اعمال تنش مکانیکی، علاوه بر گسترش سلولی موجب نفوذ سلول ها به لایه های پایین ترداربست شده است. علاوه بر این اعمال جریان پرفیوژن به‌مدت 21 روز منجر به افزایش معنی‌دار بیان ژن‌های استخوان و غضروف توسط سلول‌های بنیادی بافت چربی خرگوش در لایه استخوان و غضروف داربست در مقایسه با کشت استاتیک شد.

بیومکانیک قلب و عروق

تأثیر تنش برشی دیواره و شاخص برش نوسانی بر احتمال تشکیل پلاک‌های آترواسکلروز در درخت طبیعی عروق کرونر چپ

سعید بهرامی؛ فرامرز فیروزی

دوره 9، شماره 3 ، آذر 1394، ، صفحه 293-303

چکیده

تنش برشی دیواره(WSS) و شاخص برش نوسانی(OSI) از عوامل همودینامیکی هستند که ارتباطی قوی با توسعة پلاکهای آترواسکلروتیک (AS) دارند. WSS در برخی زمانها قادر به بیان گرفتگی عروق نیست؛ در حالیکه OSI تنش برشی را بدون درنظرگرفتن میانگین زمانی بردار تنش برشی بیان میکند. بیشتر شبیهسازیهای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای ... بیشتر تنش برشی دیواره(WSS) و شاخص برش نوسانی(OSI) از عوامل همودینامیکی هستند که ارتباطی قوی با توسعة پلاکهای آترواسکلروتیک (AS) دارند. WSS در برخی زمانها قادر به بیان گرفتگی عروق نیست؛ در حالیکه OSI تنش برشی را بدون درنظرگرفتن میانگین زمانی بردار تنش برشی بیان میکند. بیشتر شبیهسازیهای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای هندسة دوشاخه شدن کرونر چپ اصلی انجامشده است و تاکنون به بررسی کل درخت کرونر چپ پرداخته نشده است. در این مطالعه، یک مدل سهبعدی کامل از درخت کرونر چپ شامل کرونر چپ اصلی، کرونر نزولی قدامی چپ و انشعابات آن، سیرکمفلکس چپ و انشعابات آن ایجاد شد. اثرات حرکت قلب بر دیوارة عروق کرونر چپ اعمال شد. تجزیه و تحلیل المان محدود از معادلات جریان ناویر استوکس برای جریان ضربانی و رفتار غیرنیوتنی از خون صورت گرفت. توزیع تنشهای برشی و توزیع OSI روی دیوارة عروق، نتایج بهدستآمده از این تحقیق هستند. مقایسة این نتایج با اطلاعات بالینی نشان داد که مناطق با تنش برشی متوسط 1.50 [Pa] و کمتر از آن در حضور OSI بیشتر از 0.3، می‌تواند مناطق پر خطر در تشکیل پلاکهای AS محسوب شود. بنابراین می‌توان پیشبینی کرد که علاوه بر ناحیة انشعاب LCxA-LMCA (که در بسیاری از تحقیقات اعلام شدهاند)، نواحی دیگری در درخت شریانی کرونر چپ ازجمله ناحیة LAD بعد از انشعاب سوم و ناحیة انشعاب LCxA-OM، نواحی با خطر بالا خواهند بود.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

بررسی همبستگی خطی سیگنال‌های فوتوپلتیسموگرافی نوک انگشت و شریان رادیال در شرایط تنفسی طبیعی و عمیق

ادیب کیخسروی؛ ادموند زاهدی

دوره 6، شماره 4 ، اسفند 1391، ، صفحه 307-317

چکیده

فوتوپلتیسموگرام (PPG) یکی از کم‌هزینه‌ترین سیگنال‌ها است که همواره مورد توجه محققان به منظور استخراج پارامترهای سیستم قلبی-عروقی مانند میزان اتساع شریانی در پی تحریک بوده است. در اکثر موارد PPGاز نوک انگشت ثبت می‌شود که تحت تأثیر سیستم خودتنظیم عروقی است، به طوری که موجب می‌شود نتایج حاصل با نتایج روشهای استاندارد مانند سونوگرافی ... بیشتر فوتوپلتیسموگرام (PPG) یکی از کم‌هزینه‌ترین سیگنال‌ها است که همواره مورد توجه محققان به منظور استخراج پارامترهای سیستم قلبی-عروقی مانند میزان اتساع شریانی در پی تحریک بوده است. در اکثر موارد PPGاز نوک انگشت ثبت می‌شود که تحت تأثیر سیستم خودتنظیم عروقی است، به طوری که موجب می‌شود نتایج حاصل با نتایج روشهای استاندارد مانند سونوگرافی همبستگی زیادی نداشته باشد. با توجه به اینکه شریانهای هدایتی فاقد سیستم خود تنظیمی هستند، در این تحقیق میزان همبستگی خطی PPGشریان رادیال بانوک انگشت بررسی شد. برای این منظور، با کمک آرایه‌ای از فوتودیودها و یک LEDبا طول موج 960 نانومتر، یک پروب ثبتPPGاز شریان رادیال در مچ دست طراحی و ساخته شد. این طراحی بر پایه شبیه‌‌‌‌‌سازی برخورد نور و بافت به روش مونت‌کارلو انجام شد. سپس PPGمچی از شریان رادیال و PPGانگشتی از انگشت اشاره در شرایط تنفس طبیعی و تنفس عمیق ثبت شدند. در آزمایش اول (تنفس طبیعی) سیگنالها از 9 نفر اخذ شدند، که ضریب همبستگی بین PPGمچی و انگشتی برای سیگنال خام (AC+DC) برابر ٪1/12 ± ٪5/62، قسمت ACبرابر ٪9/6 ± ٪2/91، و قسمت DCبرابر ٪4/13± ٪61 به دست آمد. در آزمایش دوم (تنفس عمیق)، سیگنالها از 6 نفر ثبت شدند که ضریب همبستگی برای سیگنال خام ٪9/5 ± ٪7/89 ، قسمت ACبرابر ٪3/3 ± ٪7/93، و قسمت DCبرابر ٪9/5 ± ٪9/89 به دست آمد. این نتایج نشان می‌دهد که در شرایط تنفس طبیعی، فقط قسمتهای ACسیگنالها همبستگی خطی زیادی دارند؛ اما هنگامی که تنفس عمیق غالب می‌شود، هر دو قسمت ACو DCهمبستگی زیادی پیدا می‌کنند.

مهندسی بافت

مطالعه و ارزیابی هیدروژل ترکیبی آگاروز-ژلاتین به عنوان بستر حامل سلول برای به کارگیری در سلول درمانی

رعنا ایمانی؛ پریسا رهنمای مشتاق؛ شهریار حجتی امامی؛ ساسان جلیلی؛ علی محمد شریفی

دوره 3، شماره 4 ، اسفند 1388، ، صفحه 315-324

چکیده

امروزه «سلول درمانی» بر پایه انکپسولاسیون سلول ها، نویدی امیدبخش برای درمان بسیاری از بیماری ها به شمار می رود. فناوری انکپسولاسیون سلولی روشی است که در آن سلول های ترشح کننده عوامل درمانی درون حامل های پلیمری زیست سازگار تثبیت شده و دور از دسترس سیستم ایمنی، به بدن منتقل می شوند. هیدروژل ها دسته ای از مواد پلیمری آب دوست با ساختار ... بیشتر امروزه «سلول درمانی» بر پایه انکپسولاسیون سلول ها، نویدی امیدبخش برای درمان بسیاری از بیماری ها به شمار می رود. فناوری انکپسولاسیون سلولی روشی است که در آن سلول های ترشح کننده عوامل درمانی درون حامل های پلیمری زیست سازگار تثبیت شده و دور از دسترس سیستم ایمنی، به بدن منتقل می شوند. هیدروژل ها دسته ای از مواد پلیمری آب دوست با ساختار شبکه ای هستند که حاوی مقادیر بالایی آب بوده و به دلیل زیست سازگاری مطلوب و تقلید ویژگی های طبیعی ماده زمینه خارج سلولی، دارای شاخص های ایدئال برای کاربرد در این زمینه اند. این دسته از مواد امکان اختلاط یکنواخت سلول ها، عوامل درمانی، فاکتورهای رشد را فراهم می کنند. هیدروژل های حساس به دما قادر به ایجاد حامل های سلولی پایدار در پاسخ به تغییرات دمایی هستند؛ از این رو به طور گسترده در کاربردهای انکپسولاسیون سلولی و مهندسی بافت به کار گرفته شده اند. هدف از این مطالعه، سنتز؛ ارزیابی و انتخاب ترکیبی بهینه از آگاروز و ژلاتین- دو بیوپلیمر ژل ساز حساس به دما- برای به کارگیری در انکپسولاسیون سلول هاست. علاوه بر تعیین نقطه ژلینگی، استحکام و پایداری نمونه ها تحت شرایط فیزیولوژیک از طریق بررسی تخریب پذیری و رهایش ژلاتین مورد ارزیابی قرار گرفت و چسبندگی سلولی و آزمون سمیت سلولی نیز بررسی شد. بر مبنای نتایج، هیدروژل با نسبت مشابه دو جزء (1:1)، دمای تبدیل ژل در حدود دمای بدن را نشان می دهد. نمونه های حاوی 50% یا بیشتر آگاروز پایداری مناسبی را در شرایط فیزیولوژیک فراهم نمودند. ارزیابی مکانیکی موید رفتار ویسکوالاستیک نمونه ها بوده هرچند با افزایش میزان ژلاتین، نمونه ها الاستیک تر رفتار می کنند. در بررسی زیست سازگاری، هیچ گونه سمیت سلولی مشاهده نشد؛ همچنین افزودن ژلاتین به آگاروز، خواص چسبندگی سلولی و زیست سازگاری را بهبود بخشیده است. هیدروژل ترکیبی ژلاتین- آگاروز با نسبت مشابه اجزا قابلیت کاربرد به عنوان حامل سلولی در انکپسولاسیون سلولی را داراست.

بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی

رژیم دارویی بهینه در شیمی درمانی کمکی قبل از عمل جراحی برای بیماران مبتلا به سرطان پستان مرحله III

حمید خالوزاده؛ پدرام یزدان بخش؛ فاطمه همایی شاندیز

دوره 1، شماره 4 ، اسفند 1386، ، صفحه 319-334

چکیده

در این مقاله برای بیماران مبتلا به سرطان پستان که در مرحله III قرار دارند, برای رژیم ترکیبی دوکسوروبیسین و سیکلوفسفامید (AC) در شیمی درمانی کمکی قبل از عمل جراحی، "دز" دارویی بهینه ای طراحی می شود. مهمترین هدف پزشک معالج از اجرای این شیمی درمانی برای بیماران مبتلا به سرطان پستان مرحله ,III رساندن اندازه تومور به اندازه ... بیشتر در این مقاله برای بیماران مبتلا به سرطان پستان که در مرحله III قرار دارند, برای رژیم ترکیبی دوکسوروبیسین و سیکلوفسفامید (AC) در شیمی درمانی کمکی قبل از عمل جراحی، "دز" دارویی بهینه ای طراحی می شود. مهمترین هدف پزشک معالج از اجرای این شیمی درمانی برای بیماران مبتلا به سرطان پستان مرحله ,III رساندن اندازه تومور به اندازه ای مطلوب برای انجام عمل جراحی و برداشتن تومور, بدون آسیب رساندن به پستان بیمار است. رژیم های دارویی بهینه طراحی شده در این مقاله بر اساس شرایط خاص هر بیمار که پزشک معالج برآن واقف است و با در نظر گرفتن مقاومت سلول های سرطانی بیمار نسبت به رژیم دارویی اعمال شده، حاصل شده است. این امر به شکستن سناریوی تجویز مقدار داروی مساوی در مراحل مختلف شیمی درمانی نیز منجر می شود. با توجه به این امر در مقاله حاضر شیمی درمانی کمکی پیش از عمل جراحی به گونه ای فرمولبندی ریاضی می شود که علاوه بر از بین بردن سلول های سرطانی در پایان درمان به بهترین نحو ممکن, سلول های سالم بدن در پایان درمان به بهترین شکل ممکن حفظ شوند یا حالات مختلف قرار گرفته بین این دو مورد از نظر اهمیت را در بر گیرد. در این مقاله با کمینه کردن تابع هزینه ای که شامل دینامیک رشد سلول های سالم و سلول های سرطانی و نیز ضرایب وزنی پیشنهادی پزشک معالج است, رژیم دارویی AC بهینه برای بیماران مبتلا به سرطان پستان مرحله ,III به وسیله کنترل کننده بهینه طراحی و محاسبه می شود.

مهندسی عصبی عضلانی

کنترل کننده تطبیقی فازی سلسله مراتبی به منظور کنترل حرکت مفصل زانو با استفاده از تحریک الکتریکی عملکردی

حمیدرضا کبروی؛ عباس عرفانیان امیدوار

دوره 2، شماره 4 ، اسفند 1387، ، صفحه 335-349

چکیده

در این تحقیق یک راهکار کنترلی تطبیقی مقاوم فازی مبتنی بر کنترل لغزشی به منظور کنترل حرکت مفصل زانو با استفاده از تحریک الکتریکی کارکردی ارائه شده و به طور عملی بر روی 3 فرد مورد ارزیابی و مطالعه قرار گرفته است. راهکار کنترلی ارائه شده در این مقاله مبتنی بر کنترل نوع لغزشی است. از مهمترین ویژگی های کنترل نوع لغزشی، مقاوم بودن در مقابل ... بیشتر در این تحقیق یک راهکار کنترلی تطبیقی مقاوم فازی مبتنی بر کنترل لغزشی به منظور کنترل حرکت مفصل زانو با استفاده از تحریک الکتریکی کارکردی ارائه شده و به طور عملی بر روی 3 فرد مورد ارزیابی و مطالعه قرار گرفته است. راهکار کنترلی ارائه شده در این مقاله مبتنی بر کنترل نوع لغزشی است. از مهمترین ویژگی های کنترل نوع لغزشی، مقاوم بودن در مقابل عدم قطعیت های مدل و سیستم است. در عمل حدود عدم قطعیت ها مشخص نیست. بنابراین لازم است در کنترل نوع لغزشی، بهره جمله ناپیوسته تا حد ممکن بزرگ انتخاب شود. این سبب افزایش نوسان حول صفحه لغزش می شود. در این مقاله برای مقابله با عدم قطعیت ها، یک راهکار کنترلی از ترکیب کنترل نوع لغزشی، سیستم فازی و جبران ساز مقاوم تطبیقی برای جبران عدم قطعیت های ساختاری و غیر ساختاری ارائه شده است. در این راهکار کنترلی ابتدا دینامیک سیستم عضله- مفصل به وسیله سیستم منطق فازی شناسایی شده است. ضرایب مدل فازی در هر لحظه از زمان توسط یک تخمین گر فازی دیگر تعیین شده است. مطالعات شبیه سازی و نتایج آزمایش های انسانی نشان می دهند که راهکار کنترلی قادر به کنترل مقاوم و دقیق حرکت زاویه مفصل زانو بوده است. کنترل کننده قادر است با تنظیم شدت تحریک عضله، به خوبی اثر اغتشاش مکانیکی خارجی و بروز پدیده خستگی عضلانی را جبران کند.

پردازش تصاویر پزشکی

مروری بر اطلس‌های مغزی نوزادان مبتنی بر تصاویر تشدید مغناطیسی

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

دوره 4، شماره 4 ، اسفند 1389، ، صفحه 337-360

چکیده

مطالعه فرآیند رشد مغز در دوران نوزادی و کودکی از اهمیت زیادی برخوردار است. زیرا هرگونه اختلال در این فرآیند می‌تواند سبب بروز بیماری در فرد شود، بویژه اگر نوزاد به صورت نارس بدنیا آمده باشد. پیشرفت‌های اخیر در زمینة تصویربرداری تشدید مغناطیسی امکان اخذ تصاویری را با کیفیت و رزولوشن بالا از بافت‌های مغزی نوزادان فراهم ساخته است. ... بیشتر

پردازش تصاویر پزشکی

طبقه‌بندی و تشخیص درجه‌ی بدخیمی سرطان پروستات با استفاده از ترکیب ویژگی‌های عمیق و ویژگی‌های آماری بافت تصاویر پاتولوژی

امیر سزاوار؛ حسن فرسی؛ فریما فرسی

دوره 12، شماره 4 ، بهمن 1397، ، صفحه 341-355

چکیده

سرطان پروستات، به عنوان یکی از مهمترین بیماریهای مردان به شمار می‌رود. تشخیص زودهنگام و به موقع این بیماری و درجهی پیش‌رفت آن، به روند درمان و جلوگیری از سرایت بیماری به سایر بافتها، کمک شایانی میکند. به منظور تعیین درجهی بیماری، از بافت نمونه‌برداری شده و با بررسی ساختار پاتولوژی، نوع درجه تعیین میگردد. در جدیدترین ... بیشتر سرطان پروستات، به عنوان یکی از مهمترین بیماریهای مردان به شمار می‌رود. تشخیص زودهنگام و به موقع این بیماری و درجهی پیش‌رفت آن، به روند درمان و جلوگیری از سرایت بیماری به سایر بافتها، کمک شایانی میکند. به منظور تعیین درجهی بیماری، از بافت نمونه‌برداری شده و با بررسی ساختار پاتولوژی، نوع درجه تعیین میگردد. در جدیدترین دسته‌بندی، بافت پروستات به پنج درجه تقسیمبندی می‌شود که درجهی یک، خوشخیمترین حالت و درجهی پنج، نشاندهندهی وخیمترین حالت بیماری می‌باشد. با توجه به زمانبر بودن طبقه‌بندی توسط انسان و رشد فناوری هوش مصنوعی، اخیرا این طبقهبندیها توسط الگوریتمهای هوشمند مختلفی انجام میشود. اگر چه امروزه روشهای قدرتمندی به منظور توصیف و طبقهبندی تصاویر، ابداع شده، اما وجود فاصلهی معناداری میان ادراک بینایی انسان و ویژگیهای سطح پایین استخراج شده توسط الگوریتمها، مهمترین چالش در راه دستیابی به دقت مطلوب به شمار میرود. در این مقاله، با ترکیب ویژگیهای آماری بافت تصویر و ویژگیهای عمیق استخراج شده توسط شبکهی عصبی کانولوشن عمیق، روش جدیدی ارائه شده است که در آن، استفاده از شبکه‌ی عصبی کانولوشن عمیق، باعث به دست آمدن ویژگیهای سطح بالا و عمیقی از تصاویر پاتولوژی شده و با ترکیب این ویژگی‌ها با ویژگیهای آماری بافت، دقت طبقه‌بندی افزایش یافته است. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، این روش روی پایگاه دادهی جامعهی بینالمللی آسیب‌شناسی اورولوژی، اعمال شده است. نتایج به دست آمده نشان میدهد که روش پیشنهادی، به دقت بیش‌تری نسبت به سایر روشهای مرسوم برای طبقه‌بندی تصاویر پاتولوژی دست یافته است.

مکانیک سیالات زیستی / سیالات بیولوژیکی

مدل‌سازی عددی داربست ریزسیال عروقی با سیستم تخلیه‌ی لنفاوی مصنوعی

میلاد مهدی‌نژاد آسیابی؛ بهمن وحیدی

دوره 14، شماره 4 ، بهمن 1399، ، صفحه 345-355

چکیده

امکان جایگزینی و یا ترمیم بافت آسیب‌دیده به واسطه‌ی علم پزشکی ترمیمی وجود دارد. بیش‌تر بافت‌های درون بدن برای تامین اکسیژن و مواد مغذی سلول‌های منفرد، به عروق خونی متکی هستند. برای رشد بافت با طولی بیش از 100-200 mm به دلیل محدودیت انتشار اکسیژن، به تشکیل عروق خونی جدید نیاز است که این محدودیت برای بافت‌های مهندسی شده نیز صدق می‌کند. ... بیشتر امکان جایگزینی و یا ترمیم بافت آسیب‌دیده به واسطه‌ی علم پزشکی ترمیمی وجود دارد. بیش‌تر بافت‌های درون بدن برای تامین اکسیژن و مواد مغذی سلول‌های منفرد، به عروق خونی متکی هستند. برای رشد بافت با طولی بیش از 100-200 mm به دلیل محدودیت انتشار اکسیژن، به تشکیل عروق خونی جدید نیاز است که این محدودیت برای بافت‌های مهندسی شده نیز صدق می‌کند. بنابراین یکی از پیش‌نیاز‌های بافت برای زنده ماندن و رشد، وجود عروق است. یک روش برای رفع این محدودیت استفاده از کانال‌های ریزسیال است که به واسطه‌ی ایجاد لایه‌ای از سلول‌های اندوتلیال بر دیواره‌ی کانال و اعمال جریان به صورت برون‌تنی ایجاد می‌شود. در این مطالعه، کانال‌ها درون داربستی از جنس کلاژن نوع اول با تخلخل ۸۱% قرار گرفته و کانالی نیز با کاربرد تخلیه‌ی لنفاوی برای داربست در نظر گرفته شده است. هندسه‌ی کانال‌ جریان بر اساس قانون موری ایجاد شده است. تاثیر پارامتر‌هایی چون شعاع کانال تخلیه، اختلاف فشار کانال جریان، هدایت هیدرولیکی داربست و هدایت هیدرولیکی عروقی بر فشار میان‌دیواره‌ای و تنش برشی مورد بررسی قرار گرفته است. هم‌چنین تاثیر زاویه‌ی دوشاخگی بر تنش برشی ایجاد شده نیز مطالعه شده است. از روش اجزای محدود برای حل مساله استفاده شده است. در شبیه‌سازی روی یک رگ با قطر ۱۰۰ mm، حداکثر سرعت بینابینی برابر با 9-E50 m/s، حداکثر فشار بینابینی برابر با 3+E34/1 Pa و حداقل فشار میان‌دیواره‌ای برابر با 3+E49/1 Pa ارزیابی شده است. تنش برشی میانگین روی دیواره‌‌های رگ برابر با 10 dyn/cm2 به دست آمده است. هم‌چنین مشخص شده است که با کاهش فشار در خروجی کانال تخلیه، عایق‌بندی داخلی داربست از اختلاف فشار درون کانال جریان، کاهش هدایت هیدرولیکی عروقی، افزایش هدایت هیدرولیکی داربست و افزایش شعاع کانال تخلیه می‌توان فشار میان‌دیواره‌ای مثبت را ایجاد و حفظ کرد. نتایج حاصل از این پژوهش می‌تواند در ایجاد بافت قابل کاشت متشکل از شبکه‌ی عروقی و تخلیه مورد استفاده قرار گیرد.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

شکل‌دهندة پرتو تمام‌وفقی سریع بهبود‌یافته برای مکان‌یابی فعالیت‌های کوتاه‌مدت مغزی

علیرضا طالش جفادیده؛ بابک محمدزاده اصل

دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، ، صفحه 347-359

چکیده

در مکان‌یابی فعالیت مغز از روی سیگنال EEG یا MEG، روشهای مبتنی بر شکلدهندة پرتوی وفقی کمینه واریانس، به‌دلیل رزولوشن بالا، کاربرد گستردهای دارند. متأسفانه، این روشها به‌دلیل استفاده از وارون ماتریس کوواریانس داده، اغلب زمانی که تعداد لحظات نمونهبرداری در مقایسه با تعداد گیرندهها کم است، با شکست مواجه میشوند. این ... بیشتر در مکان‌یابی فعالیت مغز از روی سیگنال EEG یا MEG، روشهای مبتنی بر شکلدهندة پرتوی وفقی کمینه واریانس، به‌دلیل رزولوشن بالا، کاربرد گستردهای دارند. متأسفانه، این روشها به‌دلیل استفاده از وارون ماتریس کوواریانس داده، اغلب زمانی که تعداد لحظات نمونهبرداری در مقایسه با تعداد گیرندهها کم است، با شکست مواجه میشوند. این اتفاق، به‌خصوص برای دادههای حاصل از پتانسیلهای برانگیخته رخ می‌دهد. برای حل مشکل، روشی به نام تمام‌وفقی سریع (FFA) پیشنهاد شد، که یک روش چند‌مرحلهای وفقی با الهام از ساختار پروانهای تبدیل فوریه (FFT) بوده و تعداد نمونههای لازم برای مکانیابی را به مقدار قابل‌توجهی کاهش میدهد. از سوی دیگر، حساسیت زیاد این روش به توالی تقسیم داده و عملکرد ضعیف آن در SNRهای پایین، استفاده از آن را برای مکانیابی فعالیتهای کوتاهمدت مغزی با تردید همراه کرده است. در این مقاله، یک مرحلة پیشپردازشی برای بهبود عملکرد FFA ارائه میشود که در آن، مغز به نواحی مجزا تقسیم و پایههای هر ناحیه تعیین شده و با استفاده از این پایه‌ها، دادة هر ناحیه به‌دست میآید. در ادامه، الگوریتم FFA روی دادة به‌دست آمده، اعمال میشود. برای اثبات عملکرد روش ارائه‌شده، از دادههای شبیهسازی ERP و دادة واقعی ERF استفاده شد. در تمام شبیهسازی‌ها، FFA بهبود‌یافته، عملکرد بهتری از لحاظ شعاع پراکندگی (بهبود در حدود 4-9 میلی‌متر) و خطای مکانیابی (بهبود در حدود 2-10 میلی‌متر) در مقایسه با روش FFA از خود نشان داد. همچنین روش پیشنهادی، رزولوشن بهتری در مکانیابی داده واقعی ERF نشان داد. این نکته نیز مهم است که روش پیشنهادی، حساسیت کمتری نسبت به توالی تقسیم داده دارد. نتایج هر دو دادة شبیهسازی و واقعی نشان میدهد، که میتوان از FFA بهبود‌یافته به‌عنوان روشی مطمئن برای مکانیابی فعالیتهای کوتاه‌مدت مغزی استفاده کرد.

انتقال هدفمند دارو / دارورسانی هوشمند

طراحی و شبیه‌‏سازی کنترل‏‌کننده میکروپمپ تحویل دارو با استفاده از همبسته‌‏کننده موج صوتی سطحی

سید علی نقی احمدی؛ طاهره فنایی شیخ‌الاسلامی؛ مهری مهرجو؛ مرتضی مالکی

دوره 7، شماره 4 ، اسفند 1392، ، صفحه 351-360

چکیده

در این مقاله، کنترل‏‌کننده‏‌ راه دور برای تحریک دقیق میکروپمپ قابل کاشت سیستم تحویل دارو در فرکانس 956 مگاهرتز، با تغذیه سرخود و با استفاده از زیرلایة پیزوالکتریک طراحی شده است. برای این منظور تأثیر زیرلایة لیتیوم‌ ‏نیوبیت در اندازه ولتاژ تحریک، نسبت سیگنال به نویز، تلفات جایگذاری، پهنای باند و قسمت‏های حقیقی و موهومی ادمیتانس ... بیشتر

پردازش تصاویر پزشکی

انطباق تصاویر سی‌تی اولیه با فراصوت حین عمل به منظور تصحیح جابجایی بافت در فانتوم کبد با استفاده از الگوریتم انطباق دو مرحله‌ای

فاطمه ناظم؛ علیرضا احمدیان؛ محمد جواد ابوالحسنی؛ نسیم داداشی؛ معصومه گیتی؛ محمد باقر شیران

دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1390، ، صفحه 351-358

چکیده

با توجه به گسترش روز افزون استفاده از تصویربرداری فراصوت در سیستم‌های راهبری جراحی کبد، داشتن فرآیند انطباق بین تصاویر قیل و حین جراحی که از دقت و زمان کافی برخوردار باشد امری اجتناب ناپذیر است. با وجود استفاده گسترده از الگوریتم تکراری نزدیکترین نقاط1 در روش‌های انطباق مبتنی بر ویژگی، عملکرد آن به نویز، داده‌های اضافی وو انطباق ... بیشتر با توجه به گسترش روز افزون استفاده از تصویربرداری فراصوت در سیستم‌های راهبری جراحی کبد، داشتن فرآیند انطباق بین تصاویر قیل و حین جراحی که از دقت و زمان کافی برخوردار باشد امری اجتناب ناپذیر است. با وجود استفاده گسترده از الگوریتم تکراری نزدیکترین نقاط1 در روش‌های انطباق مبتنی بر ویژگی، عملکرد آن به نویز، داده‌های اضافی وو انطباق اولیه حساس است. الگوریتم انطباق مبتنی بر کالمن 2unscented که اخیرا معرفی شده است، بر مشکلات ناشی از نویز و داده‌های اضافی فائق می‌آید. الگوریتم UKF فرآیندی است که به صورت افزایشی و پی‌در‌پی نقاط را در انطباق تاثیر می‌دهد و برخلاف ICP نیازی به جمع آوری تمام نقاط برای شروع ندارد، با این وجود هزینه محاسباتی بالایی دارد. از این رو در این مطالعه رویکرد جدید دو مرحله‌ای برای انطباق پیشنهاد می‌شود. الگوریتم پیشنهادی ترکیبی از ICP و UKF است که علاه بر فائق آمدن بر محدودیت‌های ICP، بردار حالت UKF را بصورت دقیق مقداردهی می‌کند و زمان اجرای UKF را کاهش می‌دهد. الگوریتم دو مرحله‌ای بر روی دیتای گرفته شده از فانتوم تست می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که الگوریتم پیشنهادی دقت الگوریتم ICPرا تا 23% و الگوریتم UKF را تا 13% در انطباق تصاویر فراصوت به سی‌تیبهبود می‌بخشد و زمان اجرای الگوریتم UKF را تا 60% کاهش می‌دهد.

بیومکانیک ستون مهره‌ها

تخمین نیروهای عضلات و مفاصل کمری تحت فعالیت‌های فیزیکی مختلف با استفاده از یک مدل ترکیبی بهینه‌سازی و الکترومایوگرافی از ستون فقرات

یوسف محمدی؛ رسول عابدی؛ نوید ارجمند؛ غلامرضا عطایی؛ ناصر فتورائی

دوره 11، شماره 4 ، بهمن 1396، ، صفحه 351-363

چکیده

شیوع کمردرد و ناهنجاریهای کمری در جوامع مختلف رو به افزایش است، به علاوه اندازهگیری مستقیم نیروی مربوط به عضلات و مهرههای ستون فقرات بسیار دشوار است. از این‌رو، استفاده از مدلهای بیومکانیکی اسکلتی-عضلانی به عنوان یک ابزار جهت محاسبه و تخمین نیروهای وارده بر ستون فقرات در فعالیتهای مختلف کاربرد فراوانی پیدا کرده ... بیشتر شیوع کمردرد و ناهنجاریهای کمری در جوامع مختلف رو به افزایش است، به علاوه اندازهگیری مستقیم نیروی مربوط به عضلات و مهرههای ستون فقرات بسیار دشوار است. از این‌رو، استفاده از مدلهای بیومکانیکی اسکلتی-عضلانی به عنوان یک ابزار جهت محاسبه و تخمین نیروهای وارده بر ستون فقرات در فعالیتهای مختلف کاربرد فراوانی پیدا کرده است. لذا هدف این پژوهش تخمین نیروهای مذکور به روشهای مختلف به خصوص در فعالیت باربرداری میباشد. بدین منظور از یک مدل اسکلتی-عضلانی آناتومیکی توسعه یافته شامل 6 مفصل سه درجه‌ی آزادی و 76 فسیکل عضلانی استفاده شده است. به علت بیش‌تر بودن تعداد مجهولات (نیروی عضلات) از تعداد معادلات تعادل، سیستم دچار افزونگی بوده و مساله جهت حل، نامعین میباشند. بنابراین، از روشهای ترکیبی بهینه‌سازی و الکترومایوگرافی برای تخمین نیروی عضلات استفاده شده است. از آن‌جا که نیروهای عضلات حاصل از روش الکترومایوگرافی، معادلات تعادل را ارضا نمیکند، از یک‌سری ضرایب تصحیح جهت ارضای معادلات تعادل در تمام سطوح مفصلی کمری استفاده شده است. طبق نتایج به دست آمده برای یک فعالیت فیزیکی خاص، به علت استفاده از الگوریتمهای مختلف جهت یافتن نیروها، ضرایب تصحیح متفاوتی برای هر عضله در روشهای ترکیبی مختلف به دست میآید. مقادیر متفاوتی برای نیروی عضلات و میزان پایداری تخمینی توسط روشهای ترکیبی مختلف به دست آمد، اما نیروهای فشاری و برشی مفصلی در مدلهای ترکیبی به یک‌دیگر نزدیک میباشد. جهت صحت‌سنجی نتایج مدل، از دادههای مربوط به فشار دیسک چهارم و پنجم کمری در یک مطالعهی آزمایشگاهی استفاده شد، که هر دو مورد فشار را در محدوده‌ی 3/0 - 8/1 مگاپاسکال گزارش کردهاند.

بیومکانیک قلب و عروق

بهینه‌سازی ساختاری استنت دریچه‌های آئورتی قابل پیوند از طریق کاتتر

سارا براتی؛ ناصر فتورائی؛ ملیکه نبئی

دوره 15، شماره 4 ، اسفند 1400، ، صفحه 355-366

چکیده

دریچه‎های کاتتری آئورت به عنوان درمان استاندارد برای بیماران دچار تنگی شدید دریچه‌ی آئورت که ریسک بالای جراحی دارند تبدیل شده است. با توجه به این که در مقایسه با جراحی قلب باز، این روش پیوند دریچه نیمه‎تهاجمی بوده و عوارض جراحی کم‌تری به همراه دارد می‎تواند به عنوان روش جایگزین مناسبی برای پیوند دریچه تبدیل شود. با این وجود ... بیشتر دریچه‎های کاتتری آئورت به عنوان درمان استاندارد برای بیماران دچار تنگی شدید دریچه‌ی آئورت که ریسک بالای جراحی دارند تبدیل شده است. با توجه به این که در مقایسه با جراحی قلب باز، این روش پیوند دریچه نیمه‎تهاجمی بوده و عوارض جراحی کم‌تری به همراه دارد می‎تواند به عنوان روش جایگزین مناسبی برای پیوند دریچه تبدیل شود. با این وجود عوارض پس از پیوند و اشکالات ساختاری این نوع از دریچه‎ها مانع رسیدن به چنین هدفی شده است. بهینه‎سازی طراحی استنت این پروتزها گام مهمی در راستای بهبود عمل‌کرد و گسترش کاربرد آن‎ها است. از آن‌جا که تمام پروتزها قبل از پیوند فشرده شده و در کاتتر قرار می‎گیرند، استحکام استنت در این بارگذاری و عدم بروز خستگی ماده اهمیت ویژه‎ای در عمل‌کرد آن دارد. در این مطالعه چارچوبی ساده و کم‌هزینه برای بهینه‎سازی ساختاری استنت دریچه‌ی کاتتری با پارامترهای طراحی هندسی شامل فرم کلی استنت، اندازه‌ی سلول‎ها، تعداد سلول‎ها و الگوهای تکرار شونده و هم‌چنین سطح مقطع استرات مورد استفاده قرار گرفته است. تابع هدف در این بهینه‎سازی بیشینه‌ی کرنشی است که حین فشرده ساختن استنت برای قرارگیری در کاتتر، در آن ایجاد می‎شود. نتایج این بهینه‎سازی با مدل‎های سه‌بعدی مقایسه شده و دقت مناسب نتایج مدل ساده شده تایید شده است. نتایج نشان می‎دهد که ارتفاع سلول‎های میانی، عرض استرات و تعداد سلول‎ها مهم‎ترین عوامل موثر بر میزان بیشینه‌ی کرنش فشردگی هستند. استنت بهینه با کرنش بیشینه‌ی 52/0 دارای 3 سلول، 15 الگو، عرض استرات 2/0 میلی‌متر، ضخامت استرات 3/0 میلی‌متر و نسبت شعاعی 05/1 است. با استفاده از این چارچوب بهینه‎سازی می‎توان پارامترهای طراحی انواع مختلف استنت را بهینه کرده و هزینه‎ی طراحی استنت‎ها را تا حد بسیار زیادی کاهش داد.

بررسی تعادل دینامیکی راه رفتن با استفاده از مدل هفت عضوی در فاز تک‌تکیه‌گاهی بر اساس احتمال تحقق

مهدیه ترمه؛ افشین قنبرزاده؛ محمدهادی هنرور؛ کورش حیدری شیرازی

دوره 13، شماره 4 ، دی 1398، ، صفحه 361-372

چکیده

کنترل تعادل، یک هدف زمینه‌ای در فعالیت‌های وضعیت ایستاده‌ی بدن بوده که پایش، تحلیل و دخالت به منظور بهبود آن، موضوع بخشی از پژوهش‌های حوزه‌ی بیومکانیک حرکات انسان قرار گرفته است. در مطالعات روی مبحث تعادل انسان با رویکرد کمی، آگاهی از میزان تعادل از نظر عددی در یک وضعیت بدن یا هر لحظه در طول یک مسیر حرکت، ضروری می‌باشد. در این پژوهش ... بیشتر کنترل تعادل، یک هدف زمینه‌ای در فعالیت‌های وضعیت ایستاده‌ی بدن بوده که پایش، تحلیل و دخالت به منظور بهبود آن، موضوع بخشی از پژوهش‌های حوزه‌ی بیومکانیک حرکات انسان قرار گرفته است. در مطالعات روی مبحث تعادل انسان با رویکرد کمی، آگاهی از میزان تعادل از نظر عددی در یک وضعیت بدن یا هر لحظه در طول یک مسیر حرکت، ضروری می‌باشد. در این پژوهش یک معیار کمی جدید برای بیان میزان پایداری وضعیت در طول چرخه‌ی راه رفتن پیشنهاد شده است. مبنای این معیار کمی، احتمال تحقق یا موفقیت دینامیکی در به پایان رساندن فاز پرواز بدون از دست رفتن تعادل و بدون شروع فرایند زمین خوردن است. احتمال موفقیت دینامیکی راه رفتن روی یک مدل هفت عضوی با جرم گسترده مدل‌سازی و محاسبه شده است. در این مطالعه، حرکت در این فاز بـه صورت حرکتـی بهینه با توجه به حفظ حداکثری تعادل در کنار تامین قیود سینماتیک و توجه به انرژی مصرفی، سطح تحریک ماهیچه‌ای و تغییرات تحریک، از طریق در نظر گرفتن وزن‌هایی برای احتمال موفقیت اجرای حرکت، مصرف انرژی و به دست آوردن طول گام بهینه، به طوری که هم قید تعادل حداکثری و هم مصرف انرژی حداقل لحاظ شده باشد، محاسبه شده است. برای مثال، طول گام بهینه با در نظر گرفتن قید حداکثر کمیت تعادل برای یک فرد با قد 187 سانتی‌متر و وزن 92 کیلوگرم در طول گام 27 سانتی‌متر به دست آمده است. سرعت راه رفتن یکی از عوامل تاثیرگذار بر حفظ تعادل است به طوری که هر چه میانگین سرعت مرکز جرم افزایش یابد احتمال حفظ تعادل کم‌تر خواهد شد. بنابراین به منظور در نظر گرفتن ماکسیمم سرعت میانگین مرکز جرم در کنار حفظ تعادل حداکثری، طول گام بهینه برابر با 46 سانتی‌متر محاسبه شده است.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

آشکارسازی مولفة P300 سیگنال مغزی با استفاده از الگوی زمانی مشترک وزن‌دار

فرشته سلیمیان ریزی؛ وحید ابوطالبی؛ محمدتقی صادقی

دوره 9، شماره 4 ، بهمن 1394، ، صفحه 387-397

چکیده

آشکارسازی پتانسیل‌های وابسته به رخداد، یک پیش‌نیاز مهم در سیستم‌های واسط مغز و کامپیوتر (BCI) مبتنی بر ERP است. برای افزایش درصد صحت طبقه‌بندی در این سیستم‌ها، از روش‌های فیلتر‌ینگ مختلفی استفاده می‌شود تا نرخ سیگنال به نویز بهبود یابد و در نتیجه تشخیص و طبقه‌بندی پتانسیل‌های وابسته به رخداد آسان شود. پیش از این، عملکرد فیلترهای ... بیشتر آشکارسازی پتانسیل‌های وابسته به رخداد، یک پیش‌نیاز مهم در سیستم‌های واسط مغز و کامپیوتر (BCI) مبتنی بر ERP است. برای افزایش درصد صحت طبقه‌بندی در این سیستم‌ها، از روش‌های فیلتر‌ینگ مختلفی استفاده می‌شود تا نرخ سیگنال به نویز بهبود یابد و در نتیجه تشخیص و طبقه‌بندی پتانسیل‌های وابسته به رخداد آسان شود. پیش از این، عملکرد فیلترهای الگوی مکانی مشترک (CSP) و الگوی زمانی مشترک (CTP) که به‌ترتیب فیلتر‌های مکانی و زمانی هستند، در آشکارسازی مولفة P300 بررسی شده ‌است. در این روش‌ها، فیلترها به صورتی آموزش داده می‌شوند که واریانس یک کلاس، بیشینه شده و واریانس کلاس دیگر به‌طور همزمان کمینه شود. نتایج نشان داده است که در سیستم‌ P300Speller، عملکرد فیلترهای زمانی CTP بهتر از فیلترهای مکانی CSP است. در این مطالعه برای بهبود عملکرد روش CTP، الگوریتم ترکیبی الگوی زمانی مشترک وزن‌دار (WCTP) پیشنهاد شده است. در این روش به هر دسته ویژگی، وزنی متناسب با اهمیت مقادیر ویژه مربوطه داده می‌شود. در واقع در این روش، ویژگی‌های تولیدی توسط فیلترهای ابتدایی و انتهایی CTP وزن بیشتری در تصمیم‌گیری دارند. در روش ترکیبی به‌کار رفته در این الگوریتم، از طبقه‌بندی‌ کننده‌های LDA استفاده شده است. با توجه به آزمایش‌های انجام شده روی دو نمونة مورد بررسی و با 5 ثبت میانگین‌گیری شده، دسته ویژگی به‌دست آمده توسط WCTP با میانگین درصد صحت طبقه‌بندی 2/90 بهترین عملکرد را از خود نشان داد که نشانگر بهبود تقریباً 4 درصدی نسبت به CTP است.

مهندسی بافت

بررسی مورفولوژی و خواص فیزیکی شیمیایی داربست‌های زیست تخریب پذیر کوپلیمر لاکتیک گلیکولیک اسید ژلاتین به روش انجماد جهت‌دار

فرناز قربانی؛ علی زمانیان؛ هانیه نوجه دهیان

دوره 8، شماره 4 ، دی 1393، ، صفحه 399-409

چکیده

داربستهای سهبعدی که شباهت ریزساختاری بسیاری به ماتریکس خارج سلولی (ECM)داشته و از جنس کوپلیمر لاکتیک گلیکولیکاسید (PLGA)/ژلاتین هستند به روش ریختهگری انجمادی تهیه شدند. با این روش، امکان انجماد جهتدار محلول پلیمری مهیّا شده و اثرهای مطلوب آن بر خواص فیزیکی/مکانیکی داربستها مورد ارزیابی قرار گرفت. برای انحلال دو پلیمر ... بیشتر داربستهای سهبعدی که شباهت ریزساختاری بسیاری به ماتریکس خارج سلولی (ECM)داشته و از جنس کوپلیمر لاکتیک گلیکولیکاسید (PLGA)/ژلاتین هستند به روش ریختهگری انجمادی تهیه شدند. با این روش، امکان انجماد جهتدار محلول پلیمری مهیّا شده و اثرهای مطلوب آن بر خواص فیزیکی/مکانیکی داربستها مورد ارزیابی قرار گرفت. برای انحلال دو پلیمر PLGA و ژلاتین از استیکاسید به عنوان حلال مشترک استفاده شد. تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشانگر دستیابی به داربستهایی با تخلخلهای باز، درصد تخلخل بیشاز 95 درصد و با توزیع ابعادی حدود 400-50 میکرومتر در مقطع عمود بر جهت انجماد و 300-50 میکرومتر در مقطع موازی با جهت انجماد هستند. نتایج تخلخلسنجی جیوهای، توزیع تخلخل 200-100 میکرومتر را نشان داد. نتایج طیفسنجی فروسرخ (FTIR) حاکیاز عدم تغییر ساختاری مواد پساز ساخت داربستها است. آزمون استحکام فشاری (MPa 2/3) نشان داد که داربستهای ساخته شده از استحکام مناسبی برخوردار هستند. نتایج آزمون جذب آب (950%) و زیست تخریب پذیری داربستها، گویای حفظ پایداری ساختار و تبادلهای سلولی درطی دورهی تخریب است. نتایج نشان میدهد که داربستهای مذکور ویژگیهای اولیه و خواص مطلوبی برای استفاده در مهندسی بافت دارند و گزینهی مناسبی برای حمایت از چسبندگی سلولی و حفظ پایداری ساختاری در بازهی زمانی مورد نظر هستند.

مهندسی عصبی عضلانی

مدل شبکه عصبی از عضله تحریک شده در شرایط غیر ایزومتریک

عباس عرفانیان امیدوار

دوره -2، شماره 1 ، تیر 1384، ، صفحه 81-92

چکیده

مدل جدیدی از عضله تحریک شده در شرایط غیر ایزومتریک ارایه شده است. مدل های ارایه شده کنونی مبتنی بر ساختار مدل هیل هستند. در این ساختار، رفتار عضله به بخش های مستقل از یکدیگر تجزیه شده و فرض می شود که این بخش ها ارتباطی با یکدیگر ندارند، در صورت که این تجزیه و عدم وابستگی بخش ها به یکدیگر، واقعیت فیزیکی ندارد. به منظور رفع محدودیت های مدل ... بیشتر مدل جدیدی از عضله تحریک شده در شرایط غیر ایزومتریک ارایه شده است. مدل های ارایه شده کنونی مبتنی بر ساختار مدل هیل هستند. در این ساختار، رفتار عضله به بخش های مستقل از یکدیگر تجزیه شده و فرض می شود که این بخش ها ارتباطی با یکدیگر ندارند، در صورت که این تجزیه و عدم وابستگی بخش ها به یکدیگر، واقعیت فیزیکی ندارد. به منظور رفع محدودیت های مدل های ساختار هیل، در این تحقیق از شبکه های عصبی دینامیک به عنوان ابزاری جهت مدل سازی عضله در شرایط غیر ایزومتریک استفاده شده است. برای این منظور، دو نوع شبکه عصبی به کار گرفته شد: شبکه پرسپترون با الگوریتم یادگیری پس انتشار خطا و شبکه عصبی مبتنی بر توابع پایه شعاعی الگوریتم یادگیری گرادیان تصادفی. نتایج این تحقیق نشان می دهد مدل های عصبی قادر به پیش بینی دقیق تری از میزان نیرو انقباض عضلانی در شرایط غیر ایزومتریک نسبت به مدل های پایه هیل هستند. از آنجایی که عضله دارای رفتار متغیر با زمان است دو ساختار متفاوت، شبکه عصبی متغیر با زمان و نامتغیر با زمان برای مدل سازی عضله در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد مدل های عصبی متغیر با زمان، با دقت 99.5% و مدل های نامتغیر با زمان، با دقت 95% قادر به پیش بینی نیروی انقباض عضله تحریک شده در شرایط غیر ایزومتریک هستند. علاوه بر این، نتایج این تحقیق نشان می دهد دقت پیش بینی شبکه عصبی به ساختار شبکه بستگی دارد. با وجود ساده بودن ساختار شبکه عصبی مبتنی بر توابع شعاعی نسبت به ساختار شبکه عصبی پس انتشار خطا، دقت پیش بینی با شبکه عصبی مبتنی بر توابع شعاعی با 1000 دوره یادگیری بیشتر از شبکه عصبی پس انتشار خطا با 5000 دوره یادگیری است.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

مدل‌سازی خودرگرسیو تغییرات بخش AC سیگنال فوتوپلتیسموگرام پس از آزمون اتساع ناشی از جریان خون در افراد سالم و دیابتی

مینا امیری؛ ادموند زاهدی؛ فریدون بهنیا

دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، ، صفحه 85-95

چکیده

وجود ارتباط بین بیماری‌های عروق قلب و نحوه عملکرد لایه اندوتلیوم (داخلی‌ترین لایه رگ‌های خونی) اثبات شده است. به منظور ارزیابی عملکرد این لایه، روش‌های متعددی پیشنهاد شده که از آن میان به آزمون اتساع ناشی از جریان خون به طور گسترده‌ای توجه شده است. در این آزمون مجرای خون در شریان براکیال بازو در مدت زمان مشخصی بسته شده؛ سپس رها می‌شود ... بیشتر

بررسی آخرین وضعیت آموزشی و پژوهشی رشتة مهندسی پزشکی در دانشگاه‌های برتر جهان در سال 2016

حسین بانکی کشکی؛ محمد تفضلی شادپور

دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، ، صفحه 85-97

چکیده

همزمان با ارتقای فناوریهای پزشکی و نیاز به تربیت نیروهای فنی متخصص در این زمینه، حوزة آکادمیک مهندسی پزشکی به‌عنوان بسترسازی آموزشی این نیاز به‌وجود آمدهاست. مهندسی پزشکی که پیش‌تر در دانشکدههای دیگر به‌صورت ادامة برخی از رشتههای مهندسی یا زیرشاخة آن تدریس میشد، با گسترش و پیشرفت رشته و کاربردهای آن به تدریج به یک ... بیشتر همزمان با ارتقای فناوریهای پزشکی و نیاز به تربیت نیروهای فنی متخصص در این زمینه، حوزة آکادمیک مهندسی پزشکی به‌عنوان بسترسازی آموزشی این نیاز به‌وجود آمدهاست. مهندسی پزشکی که پیش‌تر در دانشکدههای دیگر به‌صورت ادامة برخی از رشتههای مهندسی یا زیرشاخة آن تدریس میشد، با گسترش و پیشرفت رشته و کاربردهای آن به تدریج به یک رشته با دانشکدههای مستقل تبدیل شد. به‌دلیل جدید و نوپا بودن رشتة مهندسی پزشکی و کاربرد وسیع آن در حوزة سلامت و پزشکی، در مدت زمان کوتاه به پیشرفتهای چشمگیری دست یافته است؛ از اینرو ضروری است که مراکز آموزشی فعال در حوزة مهندسی پزشکی هر چند مدت یک‌بار بررسی دقیقی دربارة وضعیت آموزشی و پژوهشی این رشته در جهان و مقایسة آن با وضع موجود در کشور خود به عمل آورند تا امکان هم‌گامی و رقابت در حوزة آموزشی، پژوهشی و صنعتی، با توجه به نیازهای بومی، میسر شود. در این مقاله، وضعیت آموزشی و پژوهشی رشتة مهندسی پزشکی در 50 دانشگاه برتر به تفکیک قارههای جهان در سال 2016 بررسی شده است. 17 دانشگاه از آمریکا، 19دانشگاه از اروپا و 14دانشگاه از آسیا و استرالیا بر‌اساس رتبهبندی سه موسسة Times، QS و CWUR انتخاب شده و مطالعه شده‌اند. نتایج بررسیها در دو بخش آموزشی و پژوهشی ارائه شدهاست. در بخش آموزشی رشتههای ارائه شده در مقاطع سهگانه، وضعیت مستقل شدن دانشکدههای مهندسی پزشکی، سال تأسیس و تعداد هیئت علمی دانشکدههای مستقل و... ارائه شدهاند. بخش پژوهشی شامل زمینههای پژوهشی رایج رشته مهندسی پزشکی، وضعیت پژوهش در هر دانشگاه و هر قاره است.

مهندسی بافت

پاسخ پوست به نیروهای فشاری اعمال شده در مدل خوکچه هندی

گیتی ترکمان؛ علی اکبر شرفی؛ علی فلاح؛ حمیدرضا کاتوزیان؛ محمود مفید

دوره -1، شماره 1 ، آبان 1383، ، صفحه 93-100

چکیده

اعمال فشار بر بافت به خصوص در محل برجستگیهای استخوانی سبب ایسکمی و نکروز بافت می شود. ساختمان طبیعی پوست و فرآیند فیزیولوژیک، مسوول نگهداری و حفظ سلامت بافت شناخته شده است، اما مکانیزم شکست بافتی در زخمهای فشاری به خوبی مشخص نیست. در پژوهش حاضر سعی شده است اثر فشار بر پارامترهای بیومکانیکی بافت بررسی شود. این مطالعه روی ... بیشتر اعمال فشار بر بافت به خصوص در محل برجستگیهای استخوانی سبب ایسکمی و نکروز بافت می شود. ساختمان طبیعی پوست و فرآیند فیزیولوژیک، مسوول نگهداری و حفظ سلامت بافت شناخته شده است، اما مکانیزم شکست بافتی در زخمهای فشاری به خوبی مشخص نیست. در پژوهش حاضر سعی شده است اثر فشار بر پارامترهای بیومکانیکی بافت بررسی شود. این مطالعه روی 61 خوکچه هندی نر 4-6 ماهه از نژاد آلبینو، با وزن 300-450 گرم انجام شد. ابتدا دستگاهی مجهز به کنترل کامپیوتری همراه با پس خور طراحی و ساخته شد که کنترل و ثبت همزمان فشار اعمال شده را با حداکثر خطای 10± گرم از مقدار تعیین شده در طول آزمایش فراهم نمود. دو فشار 291 و 387 میلی متر جیوه به مدت 1، 3 یا 5 ساعت بر ناحیه برجستگی استخوان ران اندام عقبی حیوان اعمال شد و پس از آن در سه مرحله بلافاصله، دو و هفت روز بعد از اعمال فشار، نمونه خون حیوان از طریق قلب و سپس نمونه بافتی برای آزمایشهای کشش تک محوری و مطالعات بافت شناسی برداشت شد. میزان آنزیم AST و CPK با اعمال فشار افزایش یافت که این افزایش در مورد ASTنسبت به دو روز و بلافاصله بعد از اعمال فشار معنادار بود (p<0.05). میزان اسید لاکتیک و فسفر خون به ترتیب در نمونه های بلافاصله و دو روز بعد از فشار نیز معنادار بود (p<0.05). نتایج آزمایش کشش، کاهش حداکثر نیرو و تنش تحمل شده بافت (6max, Fmax)و کار انجام شده یا سطح زیر منحنی نیرو - تغییر طول را در روز هفتم پس از اعمال فشار نشان داد. این نتایج با بخشی از یافته های بافت شناسی مطابقت داشت. در نمونه های روز هفتم (با زمان اعمال فشار 3 و 5 ساعت)، نکروز عضله و کاهش دانسیته فیبرهای کلاژن مشهود بود. نهایتا مشخص شد اعمال فشار بر بافت، سبب تغییر آرایش، تخریب و نکروز المانهای تحمل کننده فشار در پوست و عضله زیزین شده است. با توجه به عدم انطباق کامل یافته های بیومکانیکی و بافت شناسی بهتر است در بررسی روند ایجاد و ترمیم زخم این دو روش به طور توام در ارزیابیها مورد استفاده قرار گیرد.

پردازش تصاویر پزشکی

بررسی تاثیر روند پیری بر تغییرات ارتباطات شبکه‌های کارکردی در افراد بزرگسال سالم

سمیه ملکی بالاجو؛ داوود آسمانی؛ حمید سلطانیان زاده

دوره 9، شماره 1 ، فروردین 1394، ، صفحه 99-111

چکیده

اگرچه بررسیهای گستردهایی در زمینهی نقش تغییرات بافت مغزی ناشی از افزایش سن در بسیاری از مطالعات انجام شدهاست، با این حال بررسی تاثیر روند پیری بر تغییرات ارتباطات شبکههای کارکردی نیازمند بررسیهای بیشتراست. هنگامیکه مغز یک سری تغییرات را در انجام یک فعالیت شناختی تجربه میکند، تاثیر این تغییرات بر ارتباطات ... بیشتر اگرچه بررسیهای گستردهایی در زمینهی نقش تغییرات بافت مغزی ناشی از افزایش سن در بسیاری از مطالعات انجام شدهاست، با این حال بررسی تاثیر روند پیری بر تغییرات ارتباطات شبکههای کارکردی نیازمند بررسیهای بیشتراست. هنگامیکه مغز یک سری تغییرات را در انجام یک فعالیت شناختی تجربه میکند، تاثیر این تغییرات بر ارتباطات شبکههای کارکردی میتواند توسط مطالعات تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی مورد ارزیابی قرار گیرد. در این مطالعه، ما سعی در بررسی تاثیر روند پیری بر تغییرات ارتباطات سه شبکهی کارکردی مهم شامل شبکهی حرکت، بینایی و شبکهی ناهمبسته با فعالیت در افراد بزرگسال سالم در مقایسه با گروه کنترل داریم. برای این منظور از دادههای تصویربرداری کارکردی مرتبط با یک آزمون سادهی بینایی و حرکتی استفاده میشود. در طی این مطالعه، شبکههای ارتباطات کارکردی مرتبط با حرکت، بینایی و شبکهی ناهمبسته با فعالیت برای هر فرد محاسبه میشود. سپس قدرت ارتباطات کارکردی برای گروههای مختلف سنی مورد ارزیابی و مقایسه قرار میگیرد. این مطالعه سه فرضیه در ارتباط با تاثیر افزایش سن بر تغییرات ارتباطات کارکردی را مورد ارزیابی قرار دادهاست: 1- درگیری نواحی قدامی مغز در شبکهی ارتباط کارکردی مرتبط با حرکت در جبران کاهش فعالیت و ارتباطات عصبی در نواحی خلفی به وقوع میپیوندد. 2- فعالیت و گسترهی ارتباطی شبکهی ناهمبسته با فعالیت کمتر کاهش مییابد. 3- گسترهی ارتباطی در نواحی خلفی مرتبط با شبکهی کارکردی بینایی کاهش مییابد. بنا بر نتایج حاصل از این مطالعه، دو فرضیهی اولی تائید و پذیرفته شدند ولی تغییرات شبکهی ارتباطی کارکردی مرتبط با بینایی متفاوت بودند. همچنین نتایج نشان دادند که شبکههای ارتباطی کارکردی در افراد مسن در مقایسه با جوانان تغییر نموده است. شبکههای ارتباط کارکردی در بزرگسالان بطور متوسط دارای قدرت ارتباطی قویتری نسبت به جوانان میباشد.

مهندسی عصبی عضلانی

بررسی تاثیر شرایط مکانیکی در تعیین کمی سینرژی عضلانی حین رکاب‌زنی برای کاربردهای توانبخشی FES

سهراب بریمانی؛ علی مالکی؛ علی فلاح

دوره 8، شماره 1 ، فروردین 1393، ، صفحه 101-111

چکیده

ﺑﺮﺍی ﺑﺎﺯﺗﻮﺍﻧﻰ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﺑﻴﻤﺎﺭﺍﻥ ﺁﺳﻴﺐ ﻧﺨﺎﻋﻰ ﻣﻰﺗﻮﺍﻥ ﺍﺯ ﺭﻭﺵﻫﺎی ﻣﺒﺘﻨﻰ ﺑﺮ FES ﺑﻬﺮﻩ ﺑﺮﺩ ﻛﻪ ﺭﻛﺎﺏﺯﻧﻰ FES ﺍﺯ ﺟﻤﻠﺔ ﺍﻳﻦ ﺭﻭﺵﻫﺎ ﺍﺳﺖ. ﺍﻳﺠﺎﺩ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﺗﻨﺎﻭﺑﻰ ﺩﺭ ﻣﺎﻫﻴﭽﻪﻫﺎی ﺍﻧﺪﺍﻡ ﺗﺤﺘﺎﻧﻰ ﻭ ﭘﺎﻳﺪﺍﺭی ﻧﻘﻄﺔ ﺍﺗﻜﺎی ﺑﻴﻤﺎﺭ، ﺭﻛﺎﺏﺯﻧﻰ FES ﺭﺍ ﺩﺭ ﺯﻣﺮﻩ ﺗﻤﺮﻳﻦﻫﺎی ﻣﻔﻴﺪ ﺑﺮﺍی ﺍﻳﻦ ﻧﻮﻉ ... بیشتر ﺑﺮﺍی ﺑﺎﺯﺗﻮﺍﻧﻰ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﺑﻴﻤﺎﺭﺍﻥ ﺁﺳﻴﺐ ﻧﺨﺎﻋﻰ ﻣﻰﺗﻮﺍﻥ ﺍﺯ ﺭﻭﺵﻫﺎی ﻣﺒﺘﻨﻰ ﺑﺮ FES ﺑﻬﺮﻩ ﺑﺮﺩ ﻛﻪ ﺭﻛﺎﺏﺯﻧﻰ FES ﺍﺯ ﺟﻤﻠﺔ ﺍﻳﻦ ﺭﻭﺵﻫﺎ ﺍﺳﺖ. ﺍﻳﺠﺎﺩ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﺗﻨﺎﻭﺑﻰ ﺩﺭ ﻣﺎﻫﻴﭽﻪﻫﺎی ﺍﻧﺪﺍﻡ ﺗﺤﺘﺎﻧﻰ ﻭ ﭘﺎﻳﺪﺍﺭی ﻧﻘﻄﺔ ﺍﺗﻜﺎی ﺑﻴﻤﺎﺭ، ﺭﻛﺎﺏﺯﻧﻰ FES ﺭﺍ ﺩﺭ ﺯﻣﺮﻩ ﺗﻤﺮﻳﻦﻫﺎی ﻣﻔﻴﺪ ﺑﺮﺍی ﺍﻳﻦ ﻧﻮﻉ ﺑﻴﻤﺎﺭﺍﻥ ﻗﺮﺍﺭ ﺩﺍﺩﻩ ﺍﺳﺖ. ﺍﺻﻠﻰﺗﺮﻳﻦ ﻣﺸﻜﻞ ﭘﻴﺶ ﺭﻭی ﻛﺎﺭﺑﺮﺩ FES ﺩﺭ ﺗﻮﺍﻧﺒﺨﺸﻰ، ﺧﺴﺘﮕﻰ ﺯﻭﺩﻫﻨﮕﺎﻡ ﻋﻀﻠﻪﺍی ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ ﺑﻪ ﺁﻥ ﺍﻋﻤﺎﻝ ﻣﻰﺷﻮﺩ. ﺍﺯ ﺳﻮی ﺩﻳﮕﺮ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻛﻨﺘﺮﻝ ﺣﺮﻛﺖ ﺑﺪﻥ ﺍﻧﺴﺎﻥ ﻫﻤﻮﺍﺭﻩ ﻣﺴﻴﺮ ﻛﻢﻫﺰﻳﻨﻪﺍی ﺭﺍ ﺍﺯ ﻣﻴﺎﻥ ﺑﻰﻧﻬﺎﻳﺖ ﻣﺴﻴﺮ ﻣﻤﻜﻦ ﺑﺮﺍی ﺍﻧﺠﺎﻡ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖﻫﺎی ﺑﺪﻥ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﻣﻰﮔﻴﺮﺩ. ﺑﺎﺯﺩﻩ ﺯﻳﺎﺩ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﻭ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﻛﻢﺗﺮﻳﻦ ﻣﻴﺰﺍﻥ ﺧﺴﺘﮕﻰ ﺩﺭ ﻋﻀﻠﻪﻫﺎ ﺍﺯ ﻭﻳﮋﮔﻰﻫﺎی ﺍﻳﻦ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻛﻨﺘﺮﻝ ﺍﺳﺖ. ﺍﺳﺎﺱ ﺍﻳﻦ ﻧﻮﻉ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ، ﺳﻴﻨﺮﮋی ﻧﺎﻣﻴﺪﻩ ﻣﻰﺷﻮﺩ ﻛﻪ ﺍﻣﻴﺪ ﺍﺳﺖ ﺑﺎ ﺑﻪ ﺧﺪﻣﺖ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺁﻥ، ﺭﻛﺎﺏﺯﻧﻰ FES ﺑﻪ ﺷﻴﻮﮤ ﻣﺆﺛﺮﺗﺮی ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺷﻮﺩ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﭘﮋﻭﻫﺶ ﺑﻪ ﻛﻤﻰﺳﺎﺯی ﺳﻴﻨﺮﮋی ﻋﻀﻼﻧﻰ ﻣﻴﺎﻥ ﻋﻀﻠﻪﻫﺎی ﺍﺻﻠﻰ ﺩﺭ ﺭﻛﺎﺏﺯﻧﻰ ﺑﺎ ﺭﻭﺵ ﺗﺠﺰﻳﻪ ﻧﺎﻣﻨﻔﻰ ﻣﺎﺗﺮﻳﺲ ﻭ ﺑﺎ ﻣﺒﻨﺎی ﻛﻴﻨﺰﻳﻮﻟﻮﮋی ﭘﺮﺩﺍﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﭼﻬﺎﺭ ﺳﻴﻨﺮﮋی ﺑﻪﻋﻨﻮﺍﻥ ﺗﻌﺪﺍﺩ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻭ ﺑﻬﻴﻨﺔ ﺳﻴﻨﺮﮋیﻫﺎ ﺑﺮﺍی ﺗﻮﺻﻴﻒ ﺭﻛﺎﺏﺯﻧﻰ ﺩﺭ ﺷﺮﺍﻳﻂ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻰ ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺷﺪ. ﻣﻌﻴﺎﺭ VAF ﺑﺎ ﺩﺭﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﭼﻬﺎﺭ ﺳﻴﻨﺮﮋی ﺑﺮﺍی ﺗﻮﺻﻴﻒ ﺭﻛﺎﺏﺯﻧﻰ ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖﻫﺎی 40، 50 ﻭ 60 ﺩﻭﺭ ﺑﺮ ﺩﻗﻴﻘﻪ ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺑﺮﺍﺑﺮ 92±4، 92±3 ﻭ 91±4 ﺩﺭﺻﺪ ﻭ ﺑﺮﺍی ﮔﺸﺘﺎﻭﺭﻫﺎی 5، 7 ﻭ 9 ﻧﻴﻮﺗﻦﻣﺘﺮ ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺑﺮﺍﺑﺮ 91±3، 92±5 ﻭ 92±4 ﺩﺭﺻﺪ ﺑﻪﺩﺳﺖ ﺁﻣﺪ. ﺳﻴﻨﺮﮋیﻫﺎی ﺍﺳﺘﺨﺮﺍﺝ ﺷﺪﻩ ﺩﺭ ﺳﺮﻋﺖﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎﻭﺕ ﻭ ﮔﺸﺘﺎﻭﺭﻫﺎی ﻣﻘﺎﻭﻡ ﻣﺘﻔﺎﻭﺕ ﻧﻴﺰ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ ﺩﺍﺭﺍی ﻫﻤﺒﺴﺘﮕﻰ 4/98 ﺩﺭﺻﺪ ﻫﺴﺘﻨﺪ.

پردازش تصاویر پزشکی

ناحیه‌بندی تصاویر MR مغز با استفاده از FCM بهبود یافته‌ی مکانی به کمک تابع گوسی: gsFCM (یادداشت فنی)

عباس بینیاز؛ عطااله عباسی؛ موسی شمسی

دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 175-186

چکیده

بخش بندی تصویر را به بخش های مجزا تقسیم میکند که هر کدام از این بخش ها دارای سطوح روشنایییکنواختی هستند. از بین روشهای موجود روش خوشه بندیفازی FCM (fuzzy c-means clustering) دارای کاربرد وسیعی در ناحیهبندی تصاویر پزشکی است. عدم ادغام ویژگیهای مکانی در FCM استاندارد، از معایب این روش در ناحیهبندی تصاویر تشدید مغناطیسی MRI مغز انسان است؛ در این مقاله ... بیشتر بخش بندی تصویر را به بخش های مجزا تقسیم میکند که هر کدام از این بخش ها دارای سطوح روشنایییکنواختی هستند. از بین روشهای موجود روش خوشه بندیفازی FCM (fuzzy c-means clustering) دارای کاربرد وسیعی در ناحیهبندی تصاویر پزشکی است. عدم ادغام ویژگیهای مکانی در FCM استاندارد، از معایب این روش در ناحیهبندی تصاویر تشدید مغناطیسی MRI مغز انسان است؛ در این مقاله از روشی جدید برای بخشبندی و حذف نویز تصاویر MR با اعمال فیلتر مکانی گوسی در تابع عضویت فازی استفاده شده است. فیلتر مکانی مذکور، اثرات نویز در مرز بافتها و زوایای تصویر را بصورت بهینه ای مدیریت میکند؛ علاوه براین پیکسلی که به لحاظ آناتومیکییک بافت مجزا است مانند تومور در مراحل اولیه‌ی رشد، شانس بیشتریبراییک خوشه شدن دارد. در پایان آزمایشات که بر روی پایگاه داده ISBR انجام شده است کیفیت روش پیشنهادی توسط توابع اعتبارسنجیمتداول مانند شاخص جاکارد و ضریب دایس مورد ارزیابی قرار گرفته است. از طرف دیگر در کاربردهای پزشکی به خصوص در شرایط اورژانسی، ضرورت سرعت عمل تمام عوامل پزشکی امری اجتناب ناپذیر است و الگوریتم ناحیه‌بندی از این قاعده مستثتی نیست، لذا برای دستیابی به این مهم توسط الگوریتمی مرکز ثقل اولیهی خوشهها ، مشخص میشود که زمان همگرایی تابع هزینه در FCM بهبود یافتهی مکانی گوسی، نسبت به CM استاندارد تا حد قابل قبولی کاهش مییابد.

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