انجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20081420080220ERP Analysis Of Episodic Memory Recallتحلیل فعالیت الکتریکی مغزی ERP در بازیابی حافظه اپیزودیک2512671354510.22041/ijbme.2008.13545FAمجید قشونیمربی، گروه مهندسی پزشکی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی مشهدمحمدعلی خلیلزادهاستادیار، گروه مهندسی پزشکی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی مشهدعلی مقیمیدانشیار، گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسیJournal Article20150703Episodic memory is the explicit recollection of incidents occurred at a particular time and place in One’s Personal Past. In This Study, Detection of Episodic Memory Activity In Event Related Potentials (ERPs) was done. ERPs were recorded while the subjects made old/new recognition judgments on the new unstudied meaningless pictures and the old pictures which had been presented at the study phase. In order to extract the features correlated with the episodic memory activity, time and time-frequency features were extracted from ERPs. Wavelet method was implemented for feature extraction in time-frequency. Independent sample test has was for detection of the separable degree the between old/new ERPs. Furthermore, by using stepwise linear discriminate analysis, ERP signals were classified to old and new classes. Ultimately for better classification between old/new ERPs, Multilayer Perceptron was implemented, and for best feature selection, genetic algorithm was used. In the best results, by using time domain features extracted from Pz channel, 100% accuracy in the training and test data was obtained. حافظه اپیزودیک شامل خاطرات گذشته ای است که در یک مکان و زمان خاص برای یک فرد روی داده است. در این تحقیق به آشکارسازی فعالیت حافظه اپیزودیک با استفاده از پتانسیل های وابسته به رخداد مغزی (ERP) پرداخته شده است. برای این منظور طی آزمایشی از آزمودنی ها خواسته شده است، تصاویر بی معنایی را که طی فاز آموزش مشاهده کرده اند (قدیمی) از تصاویری که تاکنون ندیده اند (جدید) تفکیک کنند. برای استخراج ویژگی های مرتبط با فعالیت حافظه اپیزودیک، در دو حوزه زمان و زمان- فرکانس ویژگی هایی از سیگنالERP ، استخراج شده است. برای استخراج ویژگی های حوزه زمان- فرکانس از تبدیل ویولت استفاده شده است. برای بررسی میزان تفکیک پذیری با استفاده از ویژگی های استخراج شده ازERP های ظاهر شده در پاسخ به تحریک جدید و قدیم، از تحلیل آماری آزمون t بهره برده شده است. همچنین با استفاده از تحلیل تفکیکی قدم به قدم و تابع تفکیک خطی به تفکیکERP ها بر اساس دو نوع تحریک جدید و قدیم پرداخته شده است. در انتها نیز به منظور تفکیک بهترERP ها از شبکه عصبی چند لایه پرسپترون و برای انتخاب ویژگی های بهینه که بیشترین میزان تفکیک را داشته باشد، الگوریتم ژنتیک به کار برده شده است. در بهترین حالت با استفاده از ویژگی های بهینه انتخاب شده از کانال Pz در حوزه زمان، با صحت 100% در دادگان آموزش و آزمون، ERPهای حاصل از پاسخ به تحریک جدید ازERP هایی که در پاسخ به تحریک قدیمی ظاهر می شوند، تفکیک شده اند.https://www.ijbme.org/article_13545_390dcc23ec53dcdb8ff36144ec0b370a.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20081420080220Signature Verification Based On The Control Theory Of Skilled Movementsتصدیق امضا بر پایه فرضیه کنترل حرکات ماهرانه2692801354610.22041/ijbme.2008.13546FAسعید رشیدیمربی، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی0000-0003-1075-989Xعلی فلاحاستادیار، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیرفرزاد توحیدخواهدانشیار، گروه بیوالکتریک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیرJournal Article20150703Dynamic signature verification based on temporal features are more precise than the static methods because in addition to position information of the drawing pattern, it uses local and global features extracted from velocity, acceleration, pressure and pen angle signals, while static methods only use image information. In this study, we segmented the signature patterns using the basic role of velocity in the control process of skilled movements and then the function features were extracted. In order to signal the matching evaluation, we applied five generalized functions and five weighting strategies for score level fusion. The results showed that the correlation criterion had the minimum error. The experiments on the database, consisting of persons of Persian, Chinese and English, showed that the skilled forgeries obtained an equal error rate (EER) of 0.87% and 1.24% for the user and universal thresholds, respectively. تصدیق امضای پویا بر پایه ویژگی های زمانی علاوه بر بهره جستن از ویژگی های مکانی الگوی ترسیمی، به دلیل استفاده از ویژگی های پویای محلی و کلی مبتنی بر سیگنال های سرعت، شتاب، فشار و زاویه قلم نسبت به روش ایستا، که فقط از ویژگی های تصویری سود می جوید، از دقت افزونتری برخوردار است. در این مطالعه با استفاده از نقش محوری سرعت در فرایند کنترل حرکات ماهرانه به ویژه الگوهای ترسیمی- تحریری، الگوی امضا را تقطیع و سپس ویژگی های سیگنالی استخراج می شود. به منظور براورد شباهت سیگنال های زمانی از پنج معیار فاصله تعمیم یافته همراه با پنج روش وزن دهی، استفاده و نشان داده شد که معیار فاصله همبستگی کمترین خطا را در ارزیابی شباهت سیگنال ها دارد. با اعمال روش پیشنهادی به پایگاه دادگان مشتمل بر افراد فارسی، چینی و انگلیسی زبان خطای EER برای جاعلان ماهر برابر 0.87% و 1.24% به ترتیب برای سطح آستانه فردی و عمومی حاصل شده است.https://www.ijbme.org/article_13546_cf25ec4d8404778aaf45570be010dc5e.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20081420080220Studying The Biomechanical Behavior Of Brain Tissue Comparing Elastic And Hyperelastic Modelsمطالعه رفتار بیومکانیکی بافت مغز توسط مدل های المان محدود الاستیک و هایپرالاستیک2812881354710.22041/ijbme.2008.13547FAفرهاد فرمان زاداستادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایرانسیامک نجاریاناستاد دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیر کبیرمحمدرضا اسلامیاستاد دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیر کبیرامیرسعید صدیقیاستادیار دانشگاه شهید بهشتی، بیمارستان شهدای تجریشJournal Article20150703Two different types of computer modeling, i.e., the elastic and hyperelastic plane strain models were employed and compared with each other. Using finite element analysis, we determined a suitable model for describing the biomechanical behavior of the brain, especially the deformation and displacement of the brain ventricles. The CT-Scan of an epidural hematoma patient was modeled using both approaches. Then, by varying the mechanical parameters of the tissue (i.e., C10, C01, E, and v) and the internal ventricular pressure, the displacement rate of the corresponding points in the ventricles was simulated. Finally, the results of the simulation were compared with those of the actual ventricles, and then, the data set with the least amount of error was identified. For various types of loadings and with different pressure gradients, the results of the simulation show that if the effect of an increase in the internal pressure of the ventricles is neglected, it will lead to unrealistic results. Particularly, in unidirectional strain loading with a pressure gradient of zero (AP= 0), the walls of the ventricle adjacent to the hematoma will collapse completely. The best results were obtained for the elastic model where ΔP = 9.4 mmHg (1.25 kPa) and for the hyperelastic model where ΔP = 7.5 mmHg (1.00 kPa). These findings are consistent with the clinical conditions of the patient. In the plane strain biomechanical modeling, for unidirectional strain loading (conditions which are similar to the application of navigation systems in surgeries), neglecting the geometry and the variation of the internal pressure of the ventricles will not lead to acceptable results. Taking into account the abovementioned parameters in describing the mechanical behavior of the brain (for epidural hematoma lesions), the elastic model (88.7% average relative accuracy) brings about better results compared with those of the hyperclastic model (86.9% average relative accuracy). به منظور دستیابی به مدل مناسب برای توجیه رفتار بیومکانیکی مغز و تغییر شکل و جابجایی بطن ها، دو نوع مدلسازی کامپیوتری کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک بافت مغز بر اساس تحلیل المان محدود به کار گرفته شده و مورد مقایسه قرار گرفته اند. اسکن بیمار مبتلا به هماتوم اپی دورال، با فرض کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک مدلسازی شد. سپس با اعمال پارامترهای مکانیکی نسجν) ، E، C01 و (C10 و تغییر فشار داخل بطنی، میزان جابجایی نقاط مشابه در بطن مدلسازی شده، با بطن واقعی مقایسه شد و نهایتا مقادیری با کمترین میزان خطا را به دست می داد، مشخص گردید. این شبیه سازی ها در بارگذاری های متفاوت با فشار داخل بطنی مختلف نشان داد که عدم توجه به افزایش فشار داخل بطنی نتایج غیر قابل قبولی خواهد داشت. به طور خاص، در بارگذاری کرنشی یک طرفه با ΔP=0 دیواره های بطن سمت هماتوم به نحو قابل ملاحظه ای روی هم قرار می گیرد. بهترین نتایج برای مدل الاستیک با افزایش فشارΔP=1.25 kpa و برای مدل هایپرالاستیک با ΔP=1.00 kpa به دست آمد که با شرایط بالینی بیمار مورد مطالعه سازگار بود. بنابراین مدلسازی بیومکانیکی کرنش صفحه ای در بارگذاری های کرنشی یک طرفه (شرایطی که مشابه کاربرد سیستم های ناوبری در جراحی است)، بدون توجه به هندسه و تغییرات فشار داخل بطن ها نتایج قابل قبولی به دست نمی دهد. با در نظر گرفتن پارامترهای فوق، استفاده از مدل های الاستیک (با دقت نسبی متوسط 88.7%) در مقایسه با هایپرالاستیک (با دقت نسبی متوسط 86.9%) نتایج بهتری در توجیه رفتار مکانیکی مغز در ضایعه هماتوم اپی دورال به همراه خواهد داشت.https://www.ijbme.org/article_13547_920bee687308ac13cbec15ead72a6149.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20081420080220Material Property Sensitivity Analysis For Exact Finite Element Model Of The First Cervical Vertebra (Atlas)بررسی حساسیت خواص مواد در مدل المان محدود دقیق مهره اول ستون فقرات گردنی (اطلس)2892991354810.22041/ijbme.2008.13548FAمحمد حقپناهیدانشیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایرانمهدی پوردانیالکارشناس ارشد بیومکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایرانJournal Article20150703A 3D anatomically accurate finite element model of the human first cervical vertebra (atlas), including cortical and cancellous bones, was developed in ANSYS 9 based on CT-scan images. The main objective was to investigate the effect of cancellous bone on the value and distribution of maximum and average Von Mises stress in Atlas. The results showed that the material property of cancellous bone has no significant effect on the location of maximum stress and the pattern of average stress distribution in anterior arch, the junction of posterior arch and lateral mass and the groove of the posterior arch. Although the presence of cancellous bone in the model yielded higher values for the maximum and average stresses. The boundary condition had a considerable effect on this increase. Altering the material property of cancellous bone under neutral and hyperextension loading configurations, affected the average stress only in cancellous bone in the lateral mass, but change in the material property of cortical bone resulted in average stress change both in the cortical and cancellous bones, and in the lateral displacement of the lateral mass as well. The interconnected effects of changing the material properties of these two bone tissues were also studied. در این مقاله مدل المان محدود سه بعدی دقیق مهره اول ستون فقرات گردنی، شامل استخوان قشری و استخوان متخلخل، بر اساس تصاویر سی-تی اسکن، در محیط نرم افزار آنسیس9 توسعه یافت. هدف بررسی تاثیر استخوان متخلخل بر توزیع تنش بیشینه و میانگین در مهره اطلس و ارزیابی تاثیر تغییر خواص مواد بر مقادیر این تنش هاست. طبق نتایج به دست آمده، خواص استخوان متخلخل تاثیر چندانی بر موضع تنش بیشینه و الگوی تنش های میانگین در مقاطع کمان قدامی، محل اتصال کمان خلفی با توده طرفی و شیار مهره ندارد، هرچند وجود استخوان متخلخل سبب افزایش مقدار تنش بیشینه و تنش میانگین می شود. تاثیر شرایط مرزی بر این افزایش قابل توجه است. تغییر خواص مواد استخوان متخلخل، تحت بارگذاری محوری و اکستانسیون شدید فقط بر تنش متوسط در استخوان متخلخل توده های طرفی انجامید، این در حالی است که تغییر خواص مواد استخوان قشری به تغییر تنش متوسط در هر دو ناحیه و نیز جابجایی جانبی توده های طرفی منجر شد. همچنین این تحقیق تاثیر متقابل تغییر خواص مواد دو بافت استخوانی را بر تنش های متوسط آشکار ساخت.https://www.ijbme.org/article_13548_6f5c05c3430811a21d117c573a043e30.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20081420080220Applying The Blind Separation Of Correlated Sources For FECG Extraction Based On The Second Order Statisticsبه کارگیری جداسازی کور منابع سیگنال همبسته برای استخراج الکتروکاردیوگرام جنین بر اساس آمارگان های مرتبه دوم3013101354910.22041/ijbme.2008.13549FAمسعودرضا آقابزرگی صحافاستادیار گروه مخابرات، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه یزدJournal Article20150703The extraction of the fetal electrocardiogram (FECG) from the skin electrode signals recorded of the mother's body is a problem of concern to signal processing. Blind signal separation (BSS) technique that separates some signals from their combinations without acknowledgments about transmission channel, is a fundamental method for solving this problem. The most proposed BSS algorithm for separation of fetal electrocardiogram (FECG) and mother electrocardiogram (MECG) relies on the independence of these signals (ICA). This paper introduces a novel technique for the cases that signals are correlated with each other, i.e. considering a real assumption. The method uses Wold decomposition principle for extracting the desired and proper information from the predictable part of the measured data, and exploits approaches based on the second-order statistics to estimate source signals. Simulation results are showed the effectiveness of the method for separation of electrocardiogram signals. استخراج الکتروکاردیوگرام جنین (FECG) از سیگنال های الکتریکی ثبت شده به وسیله الکترودهای قرار داده شده بر روی بدن مادر با توجه به اهمیتی که برای بررسی سلامت جنین دارد، از مسائل مطرح در مهندسی پزشکی و پردازش سیگنال های حیاتی است و بنابراین روش جداسازی کور منابع سیگنال که در آن لازم است یک یا چند سیگنال مطلوب صرفا از اطلاعات ترکیبات اندازه گیری شده آنها به وسیله چند گیرنده بدون در اختیار بودن مشخصات کانال انتقال استخراج گردد، یکی از روش های اساسی برای حل این مساله به شمار می آید. بیشتر الگوریتم های جداسازی کور منابع پیشنهاد شده برای جداسازی ECG جنین و ECG مادر بر پایه فرض استقلال این سیگنال هاست (تحلیل مولفه های مستقل). این مقاله روش جدیدی را با در نظر گرفتن فرض واقعی تر همبسته بودن سیگنال ها با یکدیگر پیشنهاد می دهد. روش موردنظر بر اساس اصل تجزیه والد به استخراج داده های مطلوب از داده های ثبت شده پرداخته و با به کارگیری الگوریتمی بر پایه آمارگان های مرتبه دوم، تخمینی از سیگنال های موردنظر را به دست می آورد. نتایج شبیه سازی بر روی سیگنال های الکتروکاردیوگرام، موثر بودن روش پیشنهادی را نشان می دهد.https://www.ijbme.org/article_13549_664c9c427c71dee1bb4236dc5f12b4c7.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20081420080220A New Approach For Human Identification Based On Retina Imageروشی برای بررسی هویت افراد بر اساس تصویر شبکیه3113181355010.22041/ijbme.2008.13550FAهادی جعفریانیکارشناس ارشد مهندسی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مشهدحمید ابریشمی مقدمدانشیار گروه مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسیمحمدشهرام معیناستادیار گروه سامانههای چند رسانهای، پژوهشکده فناوری اطلاعات، مرکز تحقیقات مخابرات ایرانJournal Article20150703One of the most accurate techniques for human identification is based on the uniqueness of the retinal blood vessels pattern. In this paper, we present a new approach for human identification using retina image. This approach is insensitive to rotation, scaling and translation. The Fourier-Mellin transform coefficients and moments of the retinal image were used to extract the suitable features. To compensate the rotational effects caused by different relative positions of the retina scanner with respect to the eye, a rotation compensator was designed. For retinal image interpretation, the optic disc location was considered as a fixed and reference point. For its localization, the Haar wavelet and the Snakes model were used. The experimental results demonstrated an error rate close to zero for the proposed method. 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 است. برای جبران چرخش که عموما ناشی از موقعیت های گوناگون اسکنر شبکیه نسبت به چشم خواهد بود، جبران ساز چرخش طراحی شده است. در تحلیل تصاویر شبکیه از مرکز دیسک نوری به عنوان یک نقطه ثابت و مرجع استفاده و برای تعیین آن از موجک هار و مدل مارها بهره گرفته شد. نتایج شبیه سازی روش پیشنهادی درصد خطایی نزدیک به صفر را نشان می دهد.https://www.ijbme.org/article_13550_dcab2bcf9e23eb401d009f7afd0cad8b.pdfانجمن مهندسی پزشکی ایراننشریهی علمی مهندسی پزشکی زیستی5869-20081420080220The Optimal Dose Of Drug In Neoadjuvant Chemotherapy Before Surgery For The Patients Suffering From Breast Cancer Stage IIIرژیم دارویی بهینه در شیمی درمانی کمکی قبل از عمل جراحی برای بیماران مبتلا به سرطان پستان مرحله III3193341355110.22041/ijbme.2008.13551FAحمید خالوزادهدانشیار گروه کنترل، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسیپدرام یزدان بخشکارشناس ارشد مهندسی برق-کنترل، دانشگاه فردوسیفاطمه همایی شاندیزدانشیار دانشکده پزشکی، گروه رادیوتراپی-انکولوژی، دانشگاه علوم پزشکی مشهدJournal Article20150703The optimal doses of Doxorubicin and Cyclophosphamide (AC) regimen in pre-operation Neoadjuvant chemotherapy for the patients suffering from stage III breast cancer were investigated. The major benefit of Neoadjuvant chemotherapy is that it can shrink large cancers so that they are small enough to be removed by lumpectomy instead of mastectomy. The optimal regimen designed in this paper was based on the special conditions that every patient had been treated by her/his own physician and the resistance of tumor cells. With respect to these regimen that can achieve non equivalent doses of drug in treatment times for neoadjuvant chemotherapy. The purpose of treating the patients with cancer in neoadjuvant chemotherapy could be either destroying the cancer cells or preserving the normal cell populations in the best way, or different cases between these two situations. In this article, by solving a cost function involved with the dynamics of both cancer cells and normal cells - using the appropriate weighting coefficients suggested by the treating physician- the optimal doses of AC drugs for the patients suffering from breast cancer at stage III were computed by the proposed optimal controller. 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.https://www.ijbme.org/article_13551_7fbd37778e63d4a60f981757e59f6a6f.pdf