مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنالهای حیاتی
مریم توکلی نجف آبادی؛ وحید ابوطالبی؛ فرزانه شایق بروجنی
دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، صفحه 1-10
چکیده
هدف این مقاله، ارزیابی روش ترکیبی آنالیز همبستگی کانونی- فیلتر تطبیقی حداقل مربعات بازگشتی (CCA-RLS) در حذف آرتیفکت چشمی (EOG) از سیگنال مغزی (EEG) و مقایسة آن با روشهای آنالیز مؤلفههای مستقل (ICA)، آنالیز همبستگی کانونی(CCA)، فیلتر تطبیقی حداقل مربعات بازگشتی (RLS) و روش ترکیبی ICA-RLS است. برای این منظور، بعد از تجزیة سیگنال نویزی توسط CCA، مؤلفة ...
بیشتر
هدف این مقاله، ارزیابی روش ترکیبی آنالیز همبستگی کانونی- فیلتر تطبیقی حداقل مربعات بازگشتی (CCA-RLS) در حذف آرتیفکت چشمی (EOG) از سیگنال مغزی (EEG) و مقایسة آن با روشهای آنالیز مؤلفههای مستقل (ICA)، آنالیز همبستگی کانونی(CCA)، فیلتر تطبیقی حداقل مربعات بازگشتی (RLS) و روش ترکیبی ICA-RLS است. برای این منظور، بعد از تجزیة سیگنال نویزی توسط CCA، مؤلفة شامل آرتیفکت EOG با محاسبة مقدار کرتوزیس شناسایی شده و با استفاده از فیلتر RLS، فیلتر شد؛ سپس با ترکیب مؤلفهها، سیگنال حذف نویزشده بازسازی شد. برای مقایسة کمّی روشها از دو معیار ارزیابی میانگین مجذور مربعات خطا (MSE) و نسبت سیگنال به نویز (SNR) برای دادههای شبیهسازی شده استفادهشده است. متوسط مقادیر MSE وSNR برای 5 نفر در 4 کانال مختلف محاسبه شد. دادههای استفادهشده از مجموعه دادههای مسابقات BCI2008 انتخاب شدند. با توجه به نتایج بهدست آمده، روش ترکیبی پیشنهادی CCA-RLS ، عملکرد بهتری نسبت به سایر روشهای استفادهشده در این مقاله دارد.
مقاله کامل پژوهشی
بیومکانیک قلب و عروق
مصیب مبشری؛ منیژه مختاری دیزجی؛ فریده روشنعلی
دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، صفحه 11-23
چکیده
با توجه به حساسیت بازده عملکرد سیستولیک بطن چپ به زاویهی چرخش قلب، در این مطالعه زاویه سه بعدی مسیر حرکت سه بعدی عضله میوکارد با استفاده همزمان از تصاویر دو بعدی از نمای محور کوتاه و نمای محور طولی دیواره بطن چپ برآورد شد. تصاویر متوالی اکوکاردیوگرافی دو بعدی با حداقل رزلوشن زمانی 14 میلی ثانیه از دو نمای محور کوتاه و طولی 19 مرد سالم ...
بیشتر
با توجه به حساسیت بازده عملکرد سیستولیک بطن چپ به زاویهی چرخش قلب، در این مطالعه زاویه سه بعدی مسیر حرکت سه بعدی عضله میوکارد با استفاده همزمان از تصاویر دو بعدی از نمای محور کوتاه و نمای محور طولی دیواره بطن چپ برآورد شد. تصاویر متوالی اکوکاردیوگرافی دو بعدی با حداقل رزلوشن زمانی 14 میلی ثانیه از دو نمای محور کوتاه و طولی 19 مرد سالم ثبت و آنالیز شد. با استفاده از سیگنال الکتروکاردیوگرام هر فرد، تصاویر اکوکاردیوگرافی در دو نمای ثبت شده، همزمان شدند. حرکت دیواره سپتوم بین بطنی در سه سطح بیس، مید و اپکس توسط الگوریتم تطبیق بلوک با پردازش تصاویر متوالی اکوکاردیوگرافی در طول سه سیکل قلبی و از دو نمای ثبت شده برآورد شد. بستگی زوایای دوران برآورد شده از دو نمای محور طولی و محور کوتاه با زاویهی سه بعدی مسیر حرکت در سطوح بیس، مید و اپکس بررسی گردید. زاویه مسیر حرکت سه بعدی قلب و زوایای دو بعدی دوران در دو نمای محور کوتاه و طولی دیواره سپتوم بین بطنی به ترتیب در سگمان بیس 01/3±33/16، 38/3±61/10 و 30/3±11/15 درجه، در سگمان مید 95/4±77/22، 96/2±78/7 و 66/2±72/16 درجه و در سگمان اپکس 81/5±60/14، 48/5±37/10 و 32/3±79/8 درجه برآورد شد. با توجه به حساسیت زاویهی سه بعدی به تغییرات حرکت در هر سه بعد، این زاویه برای بررسی رفتار بیومکانیکی عضله میوکارد پیشنهاد میشود.
مقاله کامل پژوهشی
ارتز و پروتز
مرجان بهرا می نسب
دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، صفحه 25-40
چکیده
پروتزهای زانو، بهعنوان یکی از محصولات پزشکی برای عملکرد مطلوب در درازمدت (عدم شلشدگی و جراحی مجدد)، هنوز نیازمند راهکارهای طراحی هستند. در مطالعة حاضر، طرح کسر عاملی کامل از طراحی آزمایشات، به همراه تحلیل المان محدود، استفاده شد تا اثر شکل داخلی قطعة فمورال پروتز زانو بر پایداری مکانیکی ایمپلنت و تنشهای بیومکانیکی ایجادشده ...
بیشتر
پروتزهای زانو، بهعنوان یکی از محصولات پزشکی برای عملکرد مطلوب در درازمدت (عدم شلشدگی و جراحی مجدد)، هنوز نیازمند راهکارهای طراحی هستند. در مطالعة حاضر، طرح کسر عاملی کامل از طراحی آزمایشات، به همراه تحلیل المان محدود، استفاده شد تا اثر شکل داخلی قطعة فمورال پروتز زانو بر پایداری مکانیکی ایمپلنت و تنشهای بیومکانیکی ایجادشده در خود ایمپلنت، سیمان استخوانی و استخوان مجاور، بررسی شود. سپس از روش واسپاس، که یکی از روشهای انتخاب چندشاخصه است، برای رتبهبندی طرحها استفاده شد. نتایج تحلیل واریانس، نشان داد که هندسة شکل داخلی قطعة فمورال بر عملکرد پروتز زانو اثرگذار است؛ بهطوریکه از میان عوامل درنظرگرفته شده، زاویة بین برشهای پایینی و جلویی، زاویة بین برشهای پایینی و پشتی و همچنین ضخامت سیمان استخوان، بهعنوان تأثیرگذارترین عوامل شناسایی شدند. بهعلاوه با تحلیل آماری، مدل ریاضی پیشبینی کنندة مربوط به هریک از معیارهای سنجش عملکرد نیز برآورد شدند. نتایج رتبهبندی و تحلیل حساسیت نشان داد، که طرحهای برتر اغلب لایة ضخیمتری از سیمان دارند. این مطالعه همچنین نشان داد که هندسة فعلی قطعة فمورال، بهترین طرح نیست و اصلاح آن، میتواند عملکرد پروتز را در بلندمدت بهبود دهد.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش گفتار
حمید آزادی؛ محمدعلی خلیل زاده؛ محمدرضا اکبرزاده توتونچی؛ حمیدرضا کبروی؛ فریبرز رضایی طلب؛ سید امیر ضیافتی باقرزاده؛ علیرضا نوعی سرچشمه؛ نینا شاهسون پور
دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، صفحه 41-47
چکیده
در سالهای اخیر، محققین تلاشهای زیادی برای تشخیص بیماری پارکینسون از طریق یافتن ارتباط آن با سیگنال گفتار افراد انجام دادهاند. همچنین پژوهشهایی در تعیین شدت بیماری و ارتباط آن با اختلالات صوتی انجام شده است. هدف این مقاله، ارزیابی و مقایسة توانایی دسته ویژگیهای مختلف استخراجی از سیگنال گفتار، در تشخیص بیماری پارکینسون ...
بیشتر
در سالهای اخیر، محققین تلاشهای زیادی برای تشخیص بیماری پارکینسون از طریق یافتن ارتباط آن با سیگنال گفتار افراد انجام دادهاند. همچنین پژوهشهایی در تعیین شدت بیماری و ارتباط آن با اختلالات صوتی انجام شده است. هدف این مقاله، ارزیابی و مقایسة توانایی دسته ویژگیهای مختلف استخراجی از سیگنال گفتار، در تشخیص بیماری پارکینسون است. برای این منظور، 12 دسته ویژگی از سیگنال گفتار ارزیابی شدهاند، تحلیل صدا روی قسمت آواسازی افراد انجام شده و واج /آ/ توسط افراد بیان شده است. با انتخاب بهترین ویژگیها از هر دسته، که شامل 132 ویژگی است، به روش تسکین و اعمال آن به طبقهبندی کنندة ماشین بردار پشتیبان، مقایسهای بین دسته ویژگیهای مختلف انجام شد. همچنین با ترکیب ویژگیهای منتخب از هر دسته، صحت تفکیک بسیار خوب 95.93 درصد، در جداسازی گروه سالم از بیمار بهدست آمد. نتایج حاصل از این پژوهش، میتواند گامی بسیار مهم در تشخیص غیرتهاجمی بیماری پارکینسون باشد.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش تصاویر پزشکی
سیده زهرا اسلامی راد؛ رضا قلی پور پیوندی
دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، صفحه 49-57
چکیده
دستگاه تصویربرداری گسیل پوزیترون برای تشخیص تغییرات فیزیولوژیک بدن استفادها می شود. بنابراین هدف اصلی در مطالعات پت، بهدست آوردن تصاویر با کیفیت خوب و جزئیات فانتومی است که بهوسیلة پت تصویربرداری شده است. کارایی دستگاه پت و درنتیجه کیفیت تصویر خروجی، به پارامترهای قدرت تفکیک مکانی، کسر پراکندگی، حساسیت، RMS کنتراست ...
بیشتر
دستگاه تصویربرداری گسیل پوزیترون برای تشخیص تغییرات فیزیولوژیک بدن استفادها می شود. بنابراین هدف اصلی در مطالعات پت، بهدست آوردن تصاویر با کیفیت خوب و جزئیات فانتومی است که بهوسیلة پت تصویربرداری شده است. کارایی دستگاه پت و درنتیجه کیفیت تصویر خروجی، به پارامترهای قدرت تفکیک مکانی، کسر پراکندگی، حساسیت، RMS کنتراست و سیگنال به نویز بستگی دارد، که دستگاه براساس آن ارزیابی می شود. در این مقاله، ابتدا مشخصات و نحوة تصویربرداری دستگاه IRI-MicroPET بررسی شد. سپس، الگوریتمهای بازسازی تصویر (MLEM، SART و FBP) روی سینوگرامهای حاصل، اعمال شده و کارایی و کیفیت تصاویر بهدستآمده ارزیابی شد. قدرت تفکیک مکانی شعاعی و تانژانتی برای F18 در مرکز میدان دید، بهترتیب برابر باmm 81/1 وmm 90/1 شد. کسر پراکندگی برای فانتوم موش و پنجرة انرژی keV 700-300، برابر با 1/7 % و حساسیت برابر با 74/1 % در پنجرة زمانی ns 4 شد. درنهایت، کیفیت تصاویر با پارامترهایRMS کنتراست و نسبت سیگنال به نویز مقایسه شد که، الگوریتم MLEM برتر از الگوریتمهای بازسازی دیگر بود. نتایج حاصل از سیستم IRI-MicroPET، با نتایج بهدستآمده از پتهای حیوانی تجاری موجود مقایسه شد. نتایج، نشاندهندة توافق خوبی بین دادهها است.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنالهای حیاتی
معصومه رحیمی؛ محمد حسن مرادی؛ فرناز قاسمی
دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، صفحه 59-68
چکیده
هدف این مقاله، بررسی ارتباطات مؤثر مغزی براساس روش تابع انتقال جهتدار (DTF) است. این ارتباطات برای دادههای ثبتشده، از ترکیب حالتهای توجه و هوشیاری، که چهار دستة توجه-هوشیاری، توجه-عدم هوشیاری، عدم توجه-هوشیاری و عدم توجه-عدم هوشیاری را ایجاد کردهاند، بهدست آمدند. از روی ماتریسهای بهدستآمده برای هر دسته، شاخصهایی ...
بیشتر
هدف این مقاله، بررسی ارتباطات مؤثر مغزی براساس روش تابع انتقال جهتدار (DTF) است. این ارتباطات برای دادههای ثبتشده، از ترکیب حالتهای توجه و هوشیاری، که چهار دستة توجه-هوشیاری، توجه-عدم هوشیاری، عدم توجه-هوشیاری و عدم توجه-عدم هوشیاری را ایجاد کردهاند، بهدست آمدند. از روی ماتریسهای بهدستآمده برای هر دسته، شاخصهایی مرسوم در حوزة DTF، معرفی و محاسبه شدند. سپس شاخصهای این چهار دسته، برای بررسی وجود اختلاف معنادار از نظر ارتباطات مؤثر، با یکدیگر مقایسه شدند. برای بهدست آوردن روابط علّی خطی میان کانالها به روش DTF، از مدل خودکاهشی چندمتغیره استفاده شد. برای بررسی دقیقتر، سیگنالها به چهار باند فرکانسی پایه تقسیم شده و با آزمون اندازههای تکراری دوطرفه، وجود اختلاف معنادار در دستهها و باندها بررسی شد. براساس نتایج، از 12 شاخص بهدستآمده، دو شاخص و به تنهایی قادر به نمایش تمایز میان 5 حالت از 6 حالت ممکن از ترکیبات دوتایی دستهها هستند. تنها حالتی که هیچ کدام از شاخصها، تفاوت معناداری برای آن نشان ندادند، حالت عدم توجه-هوشیاری و عدم توجه-عدم هوشیاری بود.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنالهای حیاتی
علیرضا رضائی؛ سارا بلباسی
دوره 10، شماره 1 ، اردیبهشت 1395، صفحه 69-83
چکیده
در مقاله حال حاضر، با آنالیز سیگنالهای صوتی قلب به طراحی الگوریتمی ترکیبی پرداخته شده که متشکل از استخراج ویژگی بر اساس تکنیک آشوب، کاهش ابعاد توسط آنالیز اجزای اصلی و دسته بندی خروجیها با اتکاء بر شبکههای عصبی-فازی تطبیقی میباشد. عدم قطعیت و خطای بالا در تشخیص روزنه بین بطنی از عدیده مشکلات روشهای پیشین است که در این ...
بیشتر
در مقاله حال حاضر، با آنالیز سیگنالهای صوتی قلب به طراحی الگوریتمی ترکیبی پرداخته شده که متشکل از استخراج ویژگی بر اساس تکنیک آشوب، کاهش ابعاد توسط آنالیز اجزای اصلی و دسته بندی خروجیها با اتکاء بر شبکههای عصبی-فازی تطبیقی میباشد. عدم قطعیت و خطای بالا در تشخیص روزنه بین بطنی از عدیده مشکلات روشهای پیشین است که در این زمینه مطرح بوده و به سبب اهمیت تشخیص خودکار این عارضه قلبی، نیاز است تا طراحی وفقی و به دور از بروز خطا باشد. انتقال فضای ویژگیها با نگاشت آنها توسط الگوریتم آنالیز اجزای اصلی در دو گام، با انتخاب تعداد 18 تا 25 ویژگی از میان حدود 50 ویژگی استخراج شده، ورودی طبقهبندی پیشنهادی را میسازد. طبقه بند پیشنهادی، سیستم شبکه عصبی فازی تطبیقی با امکان پیشبینی بروز بیماری قلبی است که با ورود دادهها، در تعداد تکرارهای محدود در سطح قابل قبولی خروجیها را پیشبینی مینماید. دادهها از پایگاه دادهUmichدانشگاهمیشیگاندریافت شده و شامل نمونههای از بیماری روزنه بین بطنی است. نسبت تقسیم دادهها در مرحله یادگیری و آزمایش، 9/0 به 1/0 (ارزیابی متقاطع) است و از شیوه اعتبارسنجی K-fold استفاده شده است. محاسبه معیارهایی چون دقت، حساسیت و نیز عدم قطعیت توسط مفهوم آنتروپی در الگوریتم ترکیبی حاکی از عملکرد مناسب روش پیشنهادی است.
مقاله پژوهشی مروری
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.