مقاله کامل پژوهشی
اولتراسوند در پزشکی / سونوگرافی / اکوگرافی / پژواک‌نگاری / صوت‌نگاری
حمید بهنام؛ صبا جعفری کیا؛ مجید وفایی زاده؛ علی حسین ثابت
دوره 15، شماره 3 ، آذر 1400، صفحه 201-210
چکیده
بیماریهای قلبی یکی از اصلی‌ترین عوامل به خطر انداختن سلامت و زندگی انسان هستند. از مهم‌ترین بیماریهای قلب، بیماریهای مربوط به دریچه‌های قلب هستند، که در طی سال‌های اخیر روندی افزایشی داشته‌اند. این بیماری‌ها درصورتی که به موقع و به درستی تشخیص داده شوند و درمان گردند بهبودکیفیت زندگی و افزایش طول عمر افراد را به دنبال دارند. ...
بیشتر
بیماریهای قلبی یکی از اصلی‌ترین عوامل به خطر انداختن سلامت و زندگی انسان هستند. از مهم‌ترین بیماریهای قلب، بیماریهای مربوط به دریچه‌های قلب هستند، که در طی سال‌های اخیر روندی افزایشی داشته‌اند. این بیماری‌ها درصورتی که به موقع و به درستی تشخیص داده شوند و درمان گردند بهبودکیفیت زندگی و افزایش طول عمر افراد را به دنبال دارند. از این‌رو محققان همواره به دنبال یافتن روش‌هایی برای بهبود و تسریع در روند تشخیص این بیماری بوده‌اند.تصاویر پزشکی فعالیت قلب انسان را بررسی و ضبط می‌کنند وجزو راههای اصلی تشخیص مشکلات قلبی هستند. عموماً پردازش این تصاویر پیچیده و زمان‌بر است، به همین جهت محققین به دنبال پیدا کردن روش‌هایی برای ساده‌سازی پردازش این تصاویر هستند. یادگیری منیفلد یکی از روش‌های کاهش بعد غیرخطی است که الگوریتم‌های مختلفی دارد و می‌تواند موجب ساده‌سازی پردازش تصاویر اکوکاردیوگرافی شود. در این پژوهش با کمک یکی از الگوریتم‌های یادگیری منیفلد به نام LLE، تصاویر اکوکاردیوگرافی را مورد بررسی قرار دادیم، و تلاش کردیم با کمک روش یادگیری منیفلد داده‌های سالم را از داده‌های دارای اختلال دریچه میترال شناسایی کنیم و ویژگی‌های جداکننده سه گروه پاتولوژی دریجه میترال شامل (MVP،MS وIII-b) را استخراج کنیم. روش توانست نتایجی به دست آورد.
مقاله کامل پژوهشی
شبکه عصبی / شبکه عصبی بیولوژیکی و مصنوعی
حسین بانکی کشکی؛ سیدعلی سیدصالحی
دوره 15، شماره 3 ، آذر 1400، صفحه 211-220
چکیده
ارائه مدل‌های نورونی جدید به‌منظور شبیه‌سازی پدیده‌های شناختی در مغز در سال‌های اخیر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این پژوهش، مدل نورونی جدیدی مبتنی بر رفتار آشوبگونه وزن‌های شبکه‌های عصبی مصنوعی در حین یادگیری با استفاده از الگوریتم پس‌انتشارخطا، ارائه شده است. این مدل نخستین مدل نورونی گسسته با قابلیت یادگیری است ...
بیشتر
ارائه مدل‌های نورونی جدید به‌منظور شبیه‌سازی پدیده‌های شناختی در مغز در سال‌های اخیر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این پژوهش، مدل نورونی جدیدی مبتنی بر رفتار آشوبگونه وزن‌های شبکه‌های عصبی مصنوعی در حین یادگیری با استفاده از الگوریتم پس‌انتشارخطا، ارائه شده است. این مدل نخستین مدل نورونی گسسته با قابلیت یادگیری است و توانایی بروز رفتارهای پیچیده و آشوبی را دارد. قابلیت یادگیری این امکان را به این مدل نورونی داده است که پدیده‌های شناختی مانند همآوایی نورونها را در شرایطی نزدیک به واقعیت شبیه‌سازی کند. مدل نورونی مذکور که از یک شبکه عصبی جلوسوی سهلایه بدست آمده است، دارای جاذبهای همزیست متعددی است که یادگیری را در بستر جذبهای مختلف امکانپذیر می‌کند. بررسی پارامترهای مدل نشان می‌دهد که بایفورکیشن نه تنها با تغییر پارامتر ضریب یادگیری روی می‌دهد، بلکه تحریک بیرونی نیز می‌تواند بهعنوان یک پارامتر کنترل باعث تغییر رفتار مدل و بایفورکیشن شود، نکتهای که می‌تواند در طراحی و مدلسازی روش‌های درمانی برای اختلالات شناختی مورد استفاده قرار گیرد.
مقاله کامل پژوهشی
تصویربرداری پزشکی / تصویرنگاری پزشکی
فرزانه کیوان فرد؛ علیرضا رحیمی نسب؛ عباس نصیرائی مقدم
دوره 15، شماره 3 ، آذر 1400، صفحه 221-230
چکیده
در بیماریهای مغزی، عموما هر دو اتصال ساختاری و کارکردی مغز دستخوش تغییر شده و باعث بروز علائم رفتاری متفاوتی می‌شود. شناخت این تغییرات می‌تواند کمکی در راستای تشخیص، درمان و کنترل پیشرفت آن بکند. بیماری اسکیزوفرنی یکی از این اختلالات روانی است که هر دو بخش ساختار و کارکرد مغز را به طور گسترده تحت تاثیر قرار می‌دهد. مطالعاتی که ...
بیشتر
در بیماریهای مغزی، عموما هر دو اتصال ساختاری و کارکردی مغز دستخوش تغییر شده و باعث بروز علائم رفتاری متفاوتی می‌شود. شناخت این تغییرات می‌تواند کمکی در راستای تشخیص، درمان و کنترل پیشرفت آن بکند. بیماری اسکیزوفرنی یکی از این اختلالات روانی است که هر دو بخش ساختار و کارکرد مغز را به طور گسترده تحت تاثیر قرار می‌دهد. مطالعاتی که در زمینه تغییرات مغزی این بیماری صورت گرفته است عموما از دیدگاه بررسی ناحیه‌ای و یا واکسلی تصاویر مغز بوده است. هدف این پژوهش بررسی تغییرات مغزی از دیدگاه اتصالات مغزی برای بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی می‌باشد که از دو جنبه ساختار و کارکرد مغز مورد سنجش قرار گرفته است. بدین منظور با استفاده از روش آزمون آماری، مقایسه‌ای میان تمام اتصالات ساختاری و کارکردی مغز 92 فرد سالم و 37 فرد مبتلا به اسکیزوفرنی که از تصاویر تشدید مغناطیسی بدست آمده بود، صورت گرفت. یافته‌های این پژوهش حاکی از آن است که تعداد یال‌هایی از شبکه کارکردی مغز افراد بیمار که دستخوش تغییر شده است، حدود 4 برابر بیش از اتصالات ساختاری تغییر یافته در آن‌هاست که نشان از میزان بالای تاثیرگذاری این بیماری بر عملکرد مغز دارد. همچنین با بررسی تعداد یال‌های تغییر یافته به هر گره، نواحی درگیر شناسایی شد و نشان داده شد بیماران اسکیزوفرنی در بخش‌هایی از زیرشبکه‌های مغزی مربوط به شبکه حالت پیش‌فرض، توجه، حرکتی و بینایی دچار اختلال می‌شوند. همچنین اتصالات ساختاری مغز این بیماران در نواحی شکنج پیشانی فوقانی، شکنج گیجگاهی و بخشی از قشر پس‌سری درگیر می‌شود و در این نواحی عموما افزایش نسبی قدرت اتصالات ساختاری دیده شد. نتایج این پژوهش حاکی از پراکندگی بالای تاثیرگذاری این بیماری بر روی مغز است و به بیان فرضیه‌ای کمک می‌کند که بروز برخی از رفتارهای خاص در افراد مبتلا به این بیماری ممکن است به دلیل افزایش قدرت اتصالات ساختاری باشد.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنالهای حیاتی
حامد داننده حصار؛ امین داننده حصار
دوره 15، شماره 3 ، آذر 1400، صفحه 231-240
چکیده
فیلتر کالمن گسترش‌یافته (EKF) نوعی چهارچوب بیزی غیرخطی شناخته‌شده است که تاکنون در زمینه‌های مختلف پردازش ECG بکار گرفته‌شده است. بااین‌حال، عملکرد این فیلتر در حذف نویزهای غیر ایستا همانند آرتیفکت ماهیچه (MA) چندان رضایت‌بخش نیست. در این مقاله با ارائه‌ی یک مدل دینامیک ECG (EDM) اصلاح‌شده و یک فرمولاسیون جدید برای پیاده‌سازی EKF، عملکرد ...
بیشتر
فیلتر کالمن گسترش‌یافته (EKF) نوعی چهارچوب بیزی غیرخطی شناخته‌شده است که تاکنون در زمینه‌های مختلف پردازش ECG بکار گرفته‌شده است. بااین‌حال، عملکرد این فیلتر در حذف نویزهای غیر ایستا همانند آرتیفکت ماهیچه (MA) چندان رضایت‌بخش نیست. در این مقاله با ارائه‌ی یک مدل دینامیک ECG (EDM) اصلاح‌شده و یک فرمولاسیون جدید برای پیاده‌سازی EKF، عملکرد آن در محیط‌های غیر ایستا بهبود داده‌شده است . در EDM جدید، مدل اندازه‌گیری طوری اصلاح‌شده که علاوه بر نویزهای گوسی، نویزهای غیر ایستای غیر گوسی را نیز در نظر بگیرد. همچنین، فرمولاسیون پیشنهادی در این مقاله برای الگوریتم EKF آن را قادر می‌سازد تا عملکرد بهتری نسبت به EKF استاندارد در حذف نویزهای غیر ایستا داشته باشد. فیلتر پیشنهادی مشخصات بالینی سیگنالهای ECG را نیز بهتر از EKF استاندارد حفظ می‌کند. به‌منظور نمایش اثربخشی الگوریتم EKF پیشنهادی، عملکرد نویز زدایی آن روی سیگنالهای مستخرج از پایگاه داده‌ی ریتم سینوس نرمال MIT-BIH (NSRDB) در حضور دو نوع نویز غیر ایستای مختلف (نویز صورتی مصنوعی و نویز آرتیفکت ماهیچه واقعی) ارزیابی شد. نتایج ارزیابی‌ها نشان دادند که از منظر معیارهای بهبود SNR و MSEWPRD، چهارچوب EKF پیشنهادی در این مقاله عملکرد بهتری نسبت به چهارچوب EKF استاندارد در محیط‌های غیر ایستا دارد.
مقاله کامل پژوهشی
مهندسی پزشکی شناختی
زهرا سلطانی فر؛ حمید بهنام؛ آناهیتا خرمی بنارکی؛ مجتبی خدادادی؛ بهنوش حامدعلی؛ علی مهدی پور
دوره 15، شماره 3 ، آذر 1400، صفحه 241-250
چکیده
تفاوت الگوی خیرگی چشم در اختلالات طیف اتیسم مشاهده می‌شود. مطالعات حرکات چشم در افراد دارای اتیسم، نشان‌دهنده تفاوت در الگوی خیره‌شدن به چشم و دهان نسبت به گروه‌های کنترل است. بااین‌حال، یافته‌ها تا به امروز متناقض بوده است و درحالی‌که مطالعات پیشین در مورد خیره‌شدن چشم در افراد دارای اتیسم در حال گسترش است، هنوز هم به نظر می‌رسد ...
بیشتر
تفاوت الگوی خیرگی چشم در اختلالات طیف اتیسم مشاهده می‌شود. مطالعات حرکات چشم در افراد دارای اتیسم، نشان‌دهنده تفاوت در الگوی خیره‌شدن به چشم و دهان نسبت به گروه‌های کنترل است. بااین‌حال، یافته‌ها تا به امروز متناقض بوده است و درحالی‌که مطالعات پیشین در مورد خیره‌شدن چشم در افراد دارای اتیسم در حال گسترش است، هنوز هم به نظر می‌رسد یافته‌ها یکپارچگی ندارند. ما ردیابی چشم در پردازش چهره را برای 25 نوجوانان دارای اتیسم و 25 نوجوان از گروه کنترل موردبررسی قراردادیم تا هرگونه تمرکز غیرعادی را در مناطق صورت بررسی کنیم و به بهترین نتایج در این خصوص برسیم. تکلیف طراحی‌شده شامل تصاویری استاندارد از حالات احساسی چهره زن و مرد (گردی-صورت) در حالت خشم، تعجب، شادی، ناراحتی و خنثی بوده که افراد پس از نگاه کردن به این چهره‌ها، درحالی که ردیاب چشم، اطلاعات مربوطه را ثبت کرده، باید حالت احساسی نمایش داده شده را توسط صفحه کلید اختصاصی انتخاب کنند. طبقه‌بند منتخب Boosted Trees Ensembleتوانست با استفاده از ویژگی‌های مرتبط با مجموع داده‌های دریافتی از ردیابی چشم در تقسیم‌بندی صورت به 8 ناحیه (پیشانی، چشم راست و چپ، گونه راست و چپ، بینی، دهان و چانه) با دقت 83.31% دو گروه اتیسم و کنترل را از یکدیگر جدا کند.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنالهای حیاتی
هادی گرایلو
دوره 15، شماره 3 ، آذر 1400، صفحه 251-260
چکیده
امروزه، قلب‌شنوایی یکی از راههای مهم و موثر در پایش بیماریهای قلبی است. با پیشرفت تکنولوژی و تسهیل انجام دورمراقبتی از یک سو، و افزایش نیاز به ضبط باکیفیت و طولانی‌مدتِ سیگنال صوتی قلب (PCG) از سوی دیگر، حجم داده‌های تولید شده افزایش پیدا کرده و بنابراین، ذخیره‌سازی و انتقال این سیگنالها با مشکل روبه‌رو شده است؛ این امر به نوبه‌ی ...
بیشتر
امروزه، قلب‌شنوایی یکی از راههای مهم و موثر در پایش بیماریهای قلبی است. با پیشرفت تکنولوژی و تسهیل انجام دورمراقبتی از یک سو، و افزایش نیاز به ضبط باکیفیت و طولانی‌مدتِ سیگنال صوتی قلب (PCG) از سوی دیگر، حجم داده‌های تولید شده افزایش پیدا کرده و بنابراین، ذخیره‌سازی و انتقال این سیگنالها با مشکل روبه‌رو شده است؛ این امر به نوبه‌ی خود، اهمیت و ضرورت استفاده از روش‌های کارآمد فشرده‌سازی این نوع سیگنالها را نشان می‌دهد. این روش‌ها باید میزان فشرده‌سازی بالا داشته و در عین حال، کیفیت سیگنال و اطلاعات کلینیکی مهم را تا حد ممکن حفظ کنند.در این مقاله یک روش فشرده‌سازی بااتلاف برای سیگنالهای PCG که با نرخ نمونه‌برداری نسبتا بالا ضبط شده‌اند، پیشنهاد شده است طوری که قادر به کنترل نسبی کیفیت سیگنال فشرده‌شده باشد. این روش مبتنی بر دو فن «نمونه‌کاهی دومرحله‌ای» و «انطباق الگو» است. فن پیشنهادی نمونه‌کاهی دومرحله‌ای موجب افزایش میزان فشرده‌سازی و کاهش حجم محاسبات می‌شود. فن انطباق الگو قادر به کاهش تزاید بین-دوره‌ای و بنابراین، افزایش میزان فشرده‌سازی است. نتایج شبیه‌سازی روش پیشنهادی روی دو پایگاه داده دانشگاه میشیگان و دانشگاه واشنگتن نشان می‌دهد که نمونه‌کاهی دومرحله‌ای و انطباق الگو سهم زیادی در افزایش میزان فشرده‌سازی دارند. کارایی روش پیشنهادی بر طبق معیارهای PRD و CR ارزیابی و با نتایج چند روش موجود مقایسه شد. در این ارزیابی، به ازاء محدوده‌ی PRD≤5%، مقدار CR برای پایگاه دانشگاه میشیگان بین 2500 تا 3900 و برای پایگاه دانشگاه واشنگتن بین 2500 تا 4125 حاصل شد. همچنین نتایج حاصل از اعمال روش پیشنهادی روی پایگاه داده‌ی پاسکال نشان داد کارایی روش پیشنهادی تا حد زیادی به کیفیت و یکنواختی سیگنالهای PCG ورودی بستگی دارد.
مقاله کامل پژوهشی
بیومکانیک دندان
پدرام اخلاقی؛ غلامرضا روحی
دوره 15، شماره 3 ، آذر 1400، صفحه 261-270
چکیده
امروزه موفقیت و شکست روش درمانی ایمپلنت گذاری، می‌تواند تحت تاثیر پایداری اولیه ایمپلنت باشد. پایداری اولیه عبارت است از ظرفیت تحمل سازه ایمپلنت-استخوان در برابر بار-های وارده، بدون ایجاد آسیب‌های جبران ناپذیر بر استخوان مجاور، که سبب شل شدن ایمپلنت و شکست فرآیند ایمپلنت گذاری می‌شود. هدف این مطالعه توسعه یک مدل میکروالمان محدود ...
بیشتر
امروزه موفقیت و شکست روش درمانی ایمپلنت گذاری، می‌تواند تحت تاثیر پایداری اولیه ایمپلنت باشد. پایداری اولیه عبارت است از ظرفیت تحمل سازه ایمپلنت-استخوان در برابر بار-های وارده، بدون ایجاد آسیب‌های جبران ناپذیر بر استخوان مجاور، که سبب شل شدن ایمپلنت و شکست فرآیند ایمپلنت گذاری می‌شود. هدف این مطالعه توسعه یک مدل میکروالمان محدود (μFE) اعتبارسنجی شده با داده‌های آزمون مکانیکی برون-تنی، به منظور بررسی پایداری اولیه از طریق اندازه‌گیری سفتی و بار نهایی سازه ایمپلنت-استخوان در بارگذاری-باربرداری فشاری دوره‌ای است. پس از آماده‌سازی نمونه استخوان-ایمپلنت، آزمون مکانیکی بارگذاری-باربرداری فشاری دوره‌ای به شکل شبه استاتیک، با نرخ mm/s 0024/0 به صورت مرحله به مرحله و جابجایی-کنترل از دامنه 04/0 تا 28/1 میلی‌متر به سازه استخوان-ایمپلنت اعمال گردید. سپس منحنی نیرو-جابجایی به همراه سفتی سازه در هر جابجایی اعمالی محاسبه گردید. پیش از اعمال بار، از استخوان تصاویر میکروسیتی گرفته شد و یک مدل μFE، برمبنای شرایط مرزی و بارگذاری-باربرداری آزمون مکانیکی ایجاد و منحنی نیرو-جابجایی سازه استخراج گردید. در نهایت، منحنی نیرو-جابجایی پیشبینی شده توسط مدل μFE با منحنی نیرو-جابجایی بدست آمده از آزمون برون‌تنی مقایسه و مدل μFE اعتبارسنجی شد. نتایج نشان دادند که منحنی نیرو-جابجایی پیشبینی شده توسط مدل μFE، تطابق قابل قبولی را با نتایج حاصل از آزمون تجربی دارد. مدل μFE ارائه شده در این مطالعه، توانایی نشان دادن پاسخ کلی سازه استخوان-ایمپلنت را در تغییر شکل‌های بزرگ داشته و می‌تواند به عنوان ابزاری در جهت بهبود طراحی ایمپلنت-های دندانی با رویکرد افزایش پایداری اولیه در ایمپلنت‌های دندانی بدون درنگ بارگذاری شده استفاده شود.
