مقاله کامل پژوهشی
برهمکنش انسان و رایانه
محسن کشتکار؛ امین مهنام؛ پگاه پولادیان
دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، صفحه 279-290
چکیده
پتانسیل برانگیختة بینایی حالت دائمی (SSVEP)، بهصورت گسترده در پیادهسازی واسطهای مغز-رایانه استفاده شده است، با اینحال، دستیابی به محرکهای بینایی که پاسخ SSVEP مناسبی را ایجاد کنند و درعینحال به کمترین خستگی چشم منجر شوند، یک چالش تحقیقاتی بهروز است. در این مطالعه، شکل موجهای سینوسی، مربعی، دندانارهای، جمع دو سینوسی، ...
بیشتر
پتانسیل برانگیختة بینایی حالت دائمی (SSVEP)، بهصورت گسترده در پیادهسازی واسطهای مغز-رایانه استفاده شده است، با اینحال، دستیابی به محرکهای بینایی که پاسخ SSVEP مناسبی را ایجاد کنند و درعینحال به کمترین خستگی چشم منجر شوند، یک چالش تحقیقاتی بهروز است. در این مطالعه، شکل موجهای سینوسی، مربعی، دندانارهای، جمع دو سینوسی، و مدولاسیون فرکانس، با استفاده از یک سختافزار اختصاصی توسط LED و شکلهای دایره، حلقه و دو مستطیل چشمکزن با فاز مخالف، با استفاده از نرمافزار Cogent روی صفحه LCD تولید شدند. با آزمایش روی 12 نفر، قدرت پاسخ و همچنین سطح خستگی چشم در نگاه کردن به محرکها، مقایسه شدند. نتایج آزمایشها با محرکهای تولیدشده توسط LED، نشان داد که قدرت پاسخ برای محرک بهصورت جمع دو سینوسی، بهطور معناداری کمتر از سایر محرکها بود و پاسخ سایر محرکها، تفاوت معناداری نداشتند. دراین بین، تحریک با مدولاسیون فرکانس، کمترین سطح خستگی چشم را به دنبال داشت؛ بنابراین، اگر هر دو معیار سطح خستگی و قدرت پاسخ برای مقایسه درنظرگرفته شوند، تحریک با استفاده از مدولاسیون فرکانس با قدرت پاسخ (2 pV)4/17 و میانگین امتیاز سطح خستگی 58/1، بهترین نتیجه را به دنبال داشت. نتایج آزمایشها با محرکهای تولیدشده روی LCD، نشان داد تحریک به شکل دایره، حلقه و مستطیل، بهترتیب بیشترین قدرت پاسخ را داشتهاند؛ اما هر سه تحریک، در سطح خستگی آزاردهنده برای چشم بودند. اگرچه محرک دایرهای شکل (با قدرت پاسخ 2 pV7/26 و میانگین امتیاز سطح خستگی 8/3)، دامنة پاسخ بالایی داشته است؛ اما پیشنهاد نمیشود که از محرکهای گرافیکی و دایرهایشکل برای توسعة واسطهای مغز-رایانه استفاده شود؛ چون مؤلفة سطح خستگی پایین را تأمین نمیکند. درمجموع، پیشنهاد میشود در توسعة واسطهای مغز-رایانه مبتنیبر SSVEP، از شکل موجهای مدولهشده توسط مدولاسیون فرکانس استفاده شود، تا ضمن بهره بردن از دامنة پاسخ مناسب، خستگی چشم کاربر در سطح پایینی نگه داشته شود.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش تصاویر پزشکی
مرجان ایرانیان پور حقیقی؛ سید وهاب شجاع الدینی
دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، صفحه 291-302
چکیده
تشخیص مرز ضایعات، اولین گام در فرآیند تشخیص هوشمند ضایعات در تصاویر درموسکوپی است و به همین دلیل میتواند تأثیر مستقیم بر دقت و صحت مراحل بعدی بگذارد. متأسفانه، استخراج مرز ضایعات با محدودیتهایی از قبیل وجود مرزهای نامنظم، کنتراست ضعیف در برخی نواحی و وجود آرتیفکت مواجه است. هدف از این مقاله، ارائة نسخهای بهبودیافته ...
بیشتر
تشخیص مرز ضایعات، اولین گام در فرآیند تشخیص هوشمند ضایعات در تصاویر درموسکوپی است و به همین دلیل میتواند تأثیر مستقیم بر دقت و صحت مراحل بعدی بگذارد. متأسفانه، استخراج مرز ضایعات با محدودیتهایی از قبیل وجود مرزهای نامنظم، کنتراست ضعیف در برخی نواحی و وجود آرتیفکت مواجه است. هدف از این مقاله، ارائة نسخهای بهبودیافته از تکنیک بهینهسازی تابع انرژی برای تفکیک ضایعات از پوست در فرآیند پردازش تصاویر درموسکوپی است. این نسخه، از ایدهای برمبنای مفهوم راستاهای شعاعی در روند تکامل کانتور استفاده میکند، که کاهش حساسیت تخمین مرز ضایعات به محدودیتهای ذکرشده را به دنبال دارد. عملکرد روش ارائهشده روی مجموعه دادگانی از تصاویر درموسکوپی گرفتهشده از ضایعات مختلف با اندازه و مرزهای متفاوت، آزموده شده و نتایج حاصل از این روش با استفاده از معیارهای استاندارد با نتایج چند روش رقیب مقایسه میشود. افزایش نرخ تشخیص درست به میزان 6.17 درصد به موازات کاهش فاصلة هامود تا حدود 3/2 درصد توسط در روش پیشنهادی نسبت به نزدیکترین رقیبش، نشاندهندة بهبود فرآیند تشخیص مرز ضایعه درتصاویر درموسکوپی نسبت به روشهای موجود است.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش تصاویر پزشکی
پریسا گیفانی؛ حمید بهنام؛ مریم شجاعی فرد
دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، صفحه 303-313
چکیده
در این تحقیق، با تغییر زاویة دید به مجموعه تصاویر اکوکاردیوگرافی و استفاده از اطلاعات زمانی و مفاهیم نمایش تنک، الگوریتمی کارا برای تحلیل حرکت عمومی بافت قلب در طول یک سیکل قلبی در تصاویر اکوکاردیوگرافی ارائه میشود. در گام اول برای استفاده از اطلاعات زمانی تصاویر اکوکاردیوگرافی، سیگنالهای زمانی گرفتهشده از شدت روشنایی پیکسلها ...
بیشتر
در این تحقیق، با تغییر زاویة دید به مجموعه تصاویر اکوکاردیوگرافی و استفاده از اطلاعات زمانی و مفاهیم نمایش تنک، الگوریتمی کارا برای تحلیل حرکت عمومی بافت قلب در طول یک سیکل قلبی در تصاویر اکوکاردیوگرافی ارائه میشود. در گام اول برای استفاده از اطلاعات زمانی تصاویر اکوکاردیوگرافی، سیگنالهای زمانی گرفتهشده از شدت روشنایی پیکسلها در طول فریمهای متوالی (منحنی تغییرات شدت روشنایی (IVTC)) استخراج میشوند. سپس، برای شناخت ویژگیها، استخراج و تفسیر اطلاعات سیگنالهای زمانی IVTC، نمایش تنک این سیگنالها ارائه شد و دادهها به فضای جدیدی انتقال مییابند. برای این منظور، با تحلیل ساختار و ماهیت سیگنالهای زمانی IVTC، دیکشنری فوق کاملی شامل توابع مختلفی از پایههای سینوسی، کسینوسی و ویولت ها، طراحی شد و ضرایب تنک با استفاده از الگوریتم حسگری فشردة بیزین (BCS) استخراج میشوند. با تجزیه سیگنالهای زمانی به پایههای مختلف توابع موجود در دیکشنری و استخراج ویژگی از سیگنالهای تجزیه شده، به تصاویر کدشدة رنگی دست خواهیم یافت، که معرف حرکت عمومی نواحی مختلف قلبی است. مجموعه دادة مورد بررسی، شامل تصاویر اکوکاردیوگرافی از 21 فرد مختلف در نمای محور کوتاه و نمای چهار حفرهای قلب است. نتایج نشاندهندة عملکرد مناسب روش پیشنهادی در تعیین نواحی سالم و کمحرکت قلب است.
مقاله کامل پژوهشی
مهندسی ورزش / بیومکانیک ورزش
عباس فرجاد پزشک؛ حیدر صادقی؛ محمد شریعت زاده؛ زهرا صفایی پور
دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، صفحه 315-324
چکیده
زمینه و هدف: سفتی اندام از طریق تغییر در چرخة کشش و انقباض، میتواند تأثیر زیادی در بازده حرکت داشته باشد؛ با این وجود، اطلاعات کمی دربارة نقش متقابل این دو پدیده مشاهده میشود. هدف این تحقیق، تعیین ارتباط بین مکانیک مفاصل مچ پا و زانو در فازهای منفی و مثبت هاپینگ است، تا از این طریق، ارتباط بین سینتیک و سینماتیک با سفتی و عملکرد چرخة ...
بیشتر
زمینه و هدف: سفتی اندام از طریق تغییر در چرخة کشش و انقباض، میتواند تأثیر زیادی در بازده حرکت داشته باشد؛ با این وجود، اطلاعات کمی دربارة نقش متقابل این دو پدیده مشاهده میشود. هدف این تحقیق، تعیین ارتباط بین مکانیک مفاصل مچ پا و زانو در فازهای منفی و مثبت هاپینگ است، تا از این طریق، ارتباط بین سینتیک و سینماتیک با سفتی و عملکرد چرخة کشش و انقباض، شناسایی شود. روش تحقیق: سفتی اندام تحتانی، سفتی مفاصل زانو، مچ پا و سرعت زاویهای مفاصل مچ پا و زانوی 30 مرد جوان در بازة سنی 18-30 سال و محدودة وزنی 60 تا 88 کیلوگرم در تکلیف هاپینگ، با استفاده از صفحة نیرو و سیستم تحلیل حرکت، اندازهگیری شدند. یافتهها: نتایج تحلیل اجزای اصلی نشان داد که تمام پارامترهای مرتبط با مچ پا در طول هاپینگ، بهعنوان اجزای اصلی اول قرار گرفتند. ضریب همبستگی پیرسون نیز ارتباط مستقیم و قوی بین سفتی مفصل، انرژی مکانیکی منفی و مثبت و سرعت زاویهای نشان داد (01/0P< و 05/0P<). نتیجهگیری: با توجه به یافتههای این تحقیق، مکانیسم رایج استفادهشده در فعالیتهای قدرتی و توانی برای بهرهبرداری بیشینه از چرخة کشش و انقباض در طول اجرای حرکات چرخهای، کاربردی ندارد؛ در حالیکه کاهش سفتی مفصل مچ پا، روش بهینهتری برای کاهش انرژی موردنیاز برای اجرای این قبیل فعالیتها است.
مقاله کامل پژوهشی
مهندسی عصبی عضلانی
حسام مرادخانی؛ وحید شالچیان
دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، صفحه 325-337
چکیده
هجیکنندة P300، یکی از رایجترین واسطهای مغز-کامپیوتر مبتنیبر ثبت الکتروانسفالوگرام است که تواناییهای ارتباطی سادهای را برای افراد دچار عارضههای شدید گفتاری یا حرکتی فراهم میکند، تا قادر باشند بهتر با محیط اطراف خود ارتباط برقرار کنند. استفاده از الگوی صفحة شطرنجی معرفیشده توسط Townsend و همکارانش [1]، بهجای الگوی سطری-ستونی، ...
بیشتر
هجیکنندة P300، یکی از رایجترین واسطهای مغز-کامپیوتر مبتنیبر ثبت الکتروانسفالوگرام است که تواناییهای ارتباطی سادهای را برای افراد دچار عارضههای شدید گفتاری یا حرکتی فراهم میکند، تا قادر باشند بهتر با محیط اطراف خود ارتباط برقرار کنند. استفاده از الگوی صفحة شطرنجی معرفیشده توسط Townsend و همکارانش [1]، بهجای الگوی سطری-ستونی، یکی از موفقترین الگوهای تحریک ارائهشده در مطالعات قبلی برای افزایش دقت هجیکننده بوده است. هدف روش پیشنهادی این مطالعه، که با عنوان الگوی شطرنجی با تحریک شکلک-تصویری نامگذاری شده است، بررسی اثر جایگزینی تحریک شکلک-تصویری در الگوی صفحة شطرنجی و مقایسة کارآیی آن با تحریک چشمک زدن کاراکترها است. در این مطالعه، چشمک زدن کاراکترها در الگوی شطرنجی را با نمایش یک شکلک-تصویری بهجای کاراکترها جایگزین کردیم. برای ارزیابی و مقایسة کارایی الگوی پیشنهادی با الگوی شطرنجی، برای هریک از دو الگو، هجیکننده روی دادههای ثبتشده از ده فرد سالم در فاز برون خط، تعلیم داده شد و دقت هجیکننده در فاز برخط محاسبه شد. ارزیابی آزمون برخط نشان داد، میانگین دقت طبقهبندی هجیکننده با استفاده از الگوی پیشنهادی این مطالعه نسبت به الگوی شطرنجی، 14% بهبود یافته است. یافتههای این مطالعه نشان میدهد که تحریک ناشی از نمایش شکلک-تصویری بهجای چشمک زدن کاراکترها، نقش مؤثری در افزایش دقت طبقهبندی هجیکننده داشته است.
مقاله کامل پژوهشی
بیومکانیک استخوان
محمود رضا آذغانی؛ شراره کیان؛ تارا احمدی؛ حمید خبیری
دوره 10، شماره 4 ، دی 1395، صفحه 339-346
چکیده
شکستگی استخوان بلند، یکی از شکستگیهای شایع است که در اثر ضربه یا اعمال نیروی خارج از مرکز اتفاق میافتد. یکی از انواع این شکستگیها، شکست پروانهای است. این نوع شکست، با اعمال نیروی ناگهانی یا نیروی ترکیبی بهوجود میآید. تعداد خطوط شکستگی در این جراحت، بیشتر از شکستگیهای دیگر است؛ بنابراین بررسی شرایط وقوع این شکستگی، به ...
بیشتر
شکستگی استخوان بلند، یکی از شکستگیهای شایع است که در اثر ضربه یا اعمال نیروی خارج از مرکز اتفاق میافتد. یکی از انواع این شکستگیها، شکست پروانهای است. این نوع شکست، با اعمال نیروی ناگهانی یا نیروی ترکیبی بهوجود میآید. تعداد خطوط شکستگی در این جراحت، بیشتر از شکستگیهای دیگر است؛ بنابراین بررسی شرایط وقوع این شکستگی، به شناسایی هرچه بیشتر آن کمک میکند. هدف از انجام این مطالعه، بررسی تأثیر نرخ کرنش و استفاده از بست در ایجاد این شکست در نمونههای استخوانی است. نمونههای استخوان متاکارپال گوسفند، در چهار گروه آزمایشی متفاوت از لحاظ نرخ کرنش، شرایط بارگذاری و شرایط مرزی، استفاده شدهاند. گروه اول تحت خمش ساده با نرخ mm/s 20 و گروههای دوم و سوم، بهترتیب با نرخ کرنش mm/s 5 و mm/s 20 تحت نیروی ترکیبی خمشی و فشاری محوری قرارگرفتهاند. در گروه چهارم، نمونههای استخوانی همراه با بست تحت نیروی ترکیبی قرار گرفتهاند. مقایسة یافتههای آزمون تحلیل یکطرفة گروه اول و سوم با اختلاف معناداری نشانمیدهد که اعمال نیروی محوری، تعداد شکست پروانهای را افزایش میدهد. مقایسة گروه دوم و سوم نشان داده است که در نرخ کرنش بیشتر، تعداد شکست پروانهای بیشتری دیده میشود. نتیجههای آزمون همبستگی نشانمیدهدکه با اعمال بست، اثر نیروی ترکیبی و همچنین نرخ بالا در تشکیل این نوع شکست، از بین رفته است؛ بهعلاوه، آزمون همبستگی پیرسون برای نتیجههای گروههای اول و چهارم، نشاندهندة شباهت 947/0 این دو گروه است.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنالهای حیاتی
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.