مقاله کامل پژوهشی
فرایین آیینی؛ علیرضا غنودی؛ راشین آیینی
دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، صفحه 173-187
چکیده
دندانپزشکی قانونی، شاخهای از پزشکی قانونی است که به تشخیص هویت انسان بر اساس ویژگیهای دندان میپردازد. در این مقاله، سیستم خودکار تشخیص هویت انسان بر اساس ویژگیهای دندان ارائه شده است. هدف از این سیستم، شناسایی منطبقترین تصاویر رادیوگرافی پایگاه داده با تصویر پرسوجوی پس از مرگ فرد مورد نظر میباشد. چارچوب کاری ...
بیشتر
دندانپزشکی قانونی، شاخهای از پزشکی قانونی است که به تشخیص هویت انسان بر اساس ویژگیهای دندان میپردازد. در این مقاله، سیستم خودکار تشخیص هویت انسان بر اساس ویژگیهای دندان ارائه شده است. هدف از این سیستم، شناسایی منطبقترین تصاویر رادیوگرافی پایگاه داده با تصویر پرسوجوی پس از مرگ فرد مورد نظر میباشد. چارچوب کاری پیشنهاد شده، شامل دو مرحلهی اصلی است، که مرحلهی اول، مربوط به دستهبندی و شمارهگذاری دندانها و مرحلهی دوم، مربوط به بازشناسی دندانها میباشد. در این پژوهش، ویژگیهای جدیدی برای هر مرحله پیشنهاد شده است که از آن جمله میتوان به روابط جدید میان عرض مزیودسیتال طوق و طول تاج آناتومیک برای مرحلهی اول و بردار ویژگی مبتنی بر فاصلهی ژئودزیک بین نقاط مهم خط محیطی دندان برای مرحلهی دوم اشاره کرد. روش پیشنهادی قادر است مشکلاتی نظیر تشخیص دندانهای خلفی و قدامی، دستهبندی دندانهای خلفی و قدامی، و تشخیص تعداد و نوع دندانهای کشیده شده، که در کارهای گذشته نادیده گرفته شده و یا با فرضهای ساده کنار گذاشته شدهاند را به طور اصولی و خودکار حل نماید. برای ارزیابی روشهای پیشنهادی، آزمایشهایی روی مجموعهی تصاویر بایتوینگ و پریاپیکال انجام شده است. نتایج عملی، بهبود کارایی دستهبندی دندانها را که ناشی از بازشناسی دندانهای قدامی است و نیز افزایش 12درصدی در طبقهی اول بازشناسی دندان در مقایسه با روشهای پیشین را نشان میدهند.
مقاله کامل پژوهشی
فرناز صابرپور؛ محسن پرتو دزفولی؛ وحید شالچیان؛ محمدرضا دلیری
دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، صفحه 189-198
چکیده
تشخیص و تفکیک فرکانسهای مختلف صدا، یکی از مکانیسمهای مهم مغز انسان و سایر جانداران است. از سوی دیگر، یکی از قابلیتهای مهم مغز، که بار محاسباتی آن را در برابر محرکهای تکراری کم میکند، پدیدهی تطبیقپذیری است. هدف اصلی این مقاله، رمزگشایی فرکانسهای صوتی از پاسخ نورونی ناحیهی شنوایی مغز و بررسی تاثیر تطبیقپذیری بر دقت ...
بیشتر
تشخیص و تفکیک فرکانسهای مختلف صدا، یکی از مکانیسمهای مهم مغز انسان و سایر جانداران است. از سوی دیگر، یکی از قابلیتهای مهم مغز، که بار محاسباتی آن را در برابر محرکهای تکراری کم میکند، پدیدهی تطبیقپذیری است. هدف اصلی این مقاله، رمزگشایی فرکانسهای صوتی از پاسخ نورونی ناحیهی شنوایی مغز و بررسی تاثیر تطبیقپذیری بر دقت رمزگشایی فرکانسهای صوت میباشد. برای این منظور، فرکانسهای مختلف از تنهای صوتی در دو دنبالهی صدا (معمول و تطبیقی) پخش شده و سیگنالهای پتانسیل محلی از ناحیهی اولیهی شنوایی پانزده موش صحرایی در حالت بیهوشی، ثبت گردیده است. دنبالهی معمول، شامل محرکهای صوتی از ترکیب فرکانس-دامنهی مختلفی از صدا به طول 50 میلیثانیه و با فاصلهی بین محرکی 300 میلیثانیه بوده که به صورت تصادفی پخش شدند. دنبالهی تطبیقی، همانند دنبالهی معمول در نظر گرفته شد، با این تفاوت که در این دنباله، یک محرک در اطراف فرکانس مشخص، به عنوان محرک تطبیق، بین محرکهای اصلی و با توزیع تصادفی، در نظر گرفته شد که 80% از دنبالهی تطبیقی را به خود اختصاص میداد. در ابتدا، با در نظر گرفتن ویژگی طیف توان در شش باند فرکانسی و طبقهبند LDA، میانگین قدرت رمزگشایی جفت فرکانسهای صوتی در دنبالهی معمول محاسبه گردید. در قدم بعد، قدرت رمزگشایی جفت فرکانسها در دنبالهی تطبیقی در باندهای فرکانسی تعیین شده، محاسبه و با نتایج رمزگشایی در دنبالهی معمول مقایسه گردید. نتایج حاکی از آن است که رمزگشایی محرکهای صوتی با فرکانسهای مختلف در باندهای بتا و گاما (>12 هرتز) از سیگنالهای پتانسیل محلی با دقتی در حدود 80% انجام میشود. همچنین، پخش یک محرک، به عنوان محرک تطبیقپذیری که مانند یک پیشزمینه در دنبالهی صدا قرار دارد، باعث کاهش دقت تفکیکپذیری فرکانسهای مجاور صدا میشود. این اثر در فعالیتهای فرکانس بالای (گاما و گامای بالا) سیگنالهای پتانسیل محلی، به صورت معناداری مشاهده شد.
مقاله کامل پژوهشی
الهام ملایی؛ ساسان آسیایی؛ مهدی مقیمی؛ علی زادهکافی
دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، صفحه 199-210
چکیده
تولید و استفاده از وسایل تشخیصی-تحلیلی میکروسیالی، به ویژه وسایل تحلیلی میکروسیالی کاغذی (میکروپدها)، به دلیل مزایای فراوان آنها، از جمله هزینهی عملیاتی پایین، مصرف کم نمونه و عدم نیاز به مهارتی خاص برای استفاده و بازیافت یا دفع آسان، مورد استقبال زیادی قرار گرفته است. میکروپدها بدون نیاز به نیروی محرک خارجی، توانستهاند در تشخیص ...
بیشتر
تولید و استفاده از وسایل تشخیصی-تحلیلی میکروسیالی، به ویژه وسایل تحلیلی میکروسیالی کاغذی (میکروپدها)، به دلیل مزایای فراوان آنها، از جمله هزینهی عملیاتی پایین، مصرف کم نمونه و عدم نیاز به مهارتی خاص برای استفاده و بازیافت یا دفع آسان، مورد استقبال زیادی قرار گرفته است. میکروپدها بدون نیاز به نیروی محرک خارجی، توانستهاند در تشخیص بسیاری از بیماریها موفق ظاهر شوند. هدف این مقاله، توسعهی یک میکرومیکسر برای تشخیص بر مبنای رنگسنجی نیتریت موجود در بزاق به کمک واکنش گریس و افزایش بازهی حد تشخیص دستگاه به کمک بهبود اختلاط میباشد. میکرومیکسرها پس از یک طراحی ساده، با برش لیزر ساخته شدند. در این کار، پنج هندسهی متفاوت، شامل ساده، مارپیچ، زیگزاگ، شکستهی قائم و شکستهی مایل، برای بخش اختلاط میکرومیکسر، به دو صورت تجربی و شبیهسازی، آزمایش و مقایسه شدهاند. شبیهسازی با مدل جریان دوفازی همگن در محیط متخلخل، در نرمافزار انسیس سیافاکس صورت گرفته است. نتایج نشان دادند که میکرومیکسر شکستهی مایل نسبت به میکرومیکسر ساده، با بهبود 24/44 درصدی، بهترین عملکرد را در آزمایش داشته، که حاصل آن محدودهی خطی تشخیص صفر تا 1000 molL-1μ و حد تشخیص 7/5 molL-1μ شده است. بدین ترتیب، با توجه به تاثیر فراوان میکرومیکسرها در میکروسیالات، به کمک اصلاحات هندسی ساده، کیفیت اختلاط و در نتیجه دقت وسیلهی اندازهگیری افزایش داده شد.
مقاله کامل پژوهشی
بیومکاترونیک / مکاترونیک زیستی
سید حمیدرضا حیدری؛ محمدسجاد سکوت؛ برهان بیگزاده
دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، صفحه 211-220
چکیده
با توجه به رشد بیماریهای قلبی و عروقی در جهان، مانیتورینگ علایم حیاتی بدن، مانند ضربان قلب، درصد اکسیژن و فشار خون، به امری ضروری بدل شده است. در سالهای اخیر، استفاده از سیگنال فوتوپلتیسموگرافی تصویری برای اندازهگیری علایم حیاتی، همواره یکی از موضوعهای مورد علاقهی محققان بوده است. بیماری آنمی یا کمخونی یکی از بیماریهای ...
بیشتر
با توجه به رشد بیماریهای قلبی و عروقی در جهان، مانیتورینگ علایم حیاتی بدن، مانند ضربان قلب، درصد اکسیژن و فشار خون، به امری ضروری بدل شده است. در سالهای اخیر، استفاده از سیگنال فوتوپلتیسموگرافی تصویری برای اندازهگیری علایم حیاتی، همواره یکی از موضوعهای مورد علاقهی محققان بوده است. بیماری آنمی یا کمخونی یکی از بیماریهای شایع، به خصوص در میان زنان، به شمار میرود که ناشی از کاهش مقدار هموگلوبین خون میباشد. در این مقاله، با استفاده از روش فوتوپلتیسموگرافی تصویری، که روشی نوین برای شناخت انواع مختلف بیماریها است، میزان درصد هموگلوبین خون، با یک مقدار مطلوب، توسط بستر فیزیکی ساخته شده و اجرای الگوریتم پیشنهاد داده شده، تخمین زده میشود. در این روش، ابتدا از نبض قابل مشاهدهی نوک انگشت اشارهی انسان، به کمک منابع تامین کنندهی نور، با طول موجهای سفید، 520 و 980 نانومتر، فیلمبرداری شده است. در مرحلهی بعد، پس از به دست آوردن سیگنالهای نبض با توجه به منابع نوری با طول موج معین، عمل پیشپردازش روی سیگنالها انجام شده و بر اساس سیگنال فوتوپلتیسموگرافی به دست آمده از تصاویر، ویژگیهای زمانی مبتنی بر فیزیک مساله، استخراج شده است. در مرحلهی نهایی، به کمک برازش منحنی ماشین بردار پشتیبان، پیشبینی با دقت 82 درصد انجام شده که خود تاییدی بر صحت و درستی پیادهسازی الگوریتم پیشنهادی، با توجه به بستر فیزیکی ساخته شده، میباشد.
مقاله کامل پژوهشی
ابزاردقیق پزشکی
زهراسادات فاطمی؛ محمدمهدی احمدی
دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، صفحه 221-234
چکیده
امروزه استفاده از ریزسامانههای قابل کاشت، برای شناسایی دقیقتر عملکرد مغز و تعامل نورونها با یکدیگر، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این ریزسامانهها، با بهرهگیری از الکترودهایی با ابعادی در حدود اندازهی یک نورون، قادر هستند تا عمل ثبت فعالیت یا تحریک یک نورون را با قدرت تفکیک بسیار بالایی انجام دهند. طراحی ریزسامانههای ...
بیشتر
امروزه استفاده از ریزسامانههای قابل کاشت، برای شناسایی دقیقتر عملکرد مغز و تعامل نورونها با یکدیگر، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این ریزسامانهها، با بهرهگیری از الکترودهایی با ابعادی در حدود اندازهی یک نورون، قادر هستند تا عمل ثبت فعالیت یا تحریک یک نورون را با قدرت تفکیک بسیار بالایی انجام دهند. طراحی ریزسامانههای قابل کاشت تحریک الکتریکی، با چالشهای بسیاری روبهرو است که از آن جمله میتوان به نحوهی بازیابی توان با بازده بالا و بازیابی دادههای ارسالی با دقت بالا، اشاره کرد. در این مقاله، یک ساختار جدید برای بلوک بازیابی توان در یک ریزسامانهی تحریک الکتریکی مغز، ارائه شده است. در ریزسامانهی تحریک الکتریکی مورد نظر در این مقاله، لازم است تا دو سطح ولتاژ متفاوت تولید شود. ولتاژ اول، سطح پایینتری (8/1 وات) داشته و به عنوان منبع تغذیهی مدارهای داخلی (مانند مدارهای دیجیتال)، مورد استفاده قرار میگیرد. برای تولید این ولتاژ، از یک یکسوساز فعال استفاده شده است که با دریافت ولتاژ ورودی ۳ ولت، بازده توان 89% و افت ولتاژ ۱۵۰ میلیولت را دارد. ولتاژ دوم، که سطح بالاتری داشته و متغیر میباشد، توان لازم برای منابع جریان تحریککننده را تامین میکند. برای تولید این ولتاژ، از یک یکسوساز فعال کنترل شونده با فاز، استفاده میشود که ولتاژ خروجی آن، متناسب با میزان جریان تحریک، در بازهی ۸/۱ تا 5/2 ولت تغییر کرده و از این طریق، اتلاف توان در منابع جریان تحریک را کاهش و بازده سیستم تحریک را در مواردی تا حدود ۵۰% افزایش میدهد. همچنین در این مقاله، یک مدار دمدولاتور دامنه، جهت بازیابی دادههای ارسالی از خارج بدن و یک مدار برای بازیابی پالس ساعت مورد نیاز برای عملکرد ریزسامانهی تحریکی، طراحی شده و نتایج شبیهسازی آنها ارائه شده است. مدار دمدولاتور داده، قادر است تا دادهها را از ولتاژ ورودی با دامنهی ۳ تا ۵ ولت و با ضریب مدولاسیون متغیر بین ۵ تا ۲۵ درصد، استخراج کند.
مقاله کامل پژوهشی
اولتراسوند در پزشکی / سونوگرافی / اکوگرافی / پژواکنگاری / صوتنگاری
حنانه کیهانیان؛ سیدمحمود سخایی
دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، صفحه 235-248
چکیده
روش شکلدهی پرتو چندپرتویی، یک روش پیادهسازی شکلدهی پرتو کمترین واریانس، با پیچیدگی محاسباتی اندک است که در آن، به جای محاسبهی ماتریس کوواریانس برای هر یک از نقاط تصویر و معکوس کردن آن، تنها یک ماتریس برای تمام نقاط واقع در فاصلهی شعاعی یکسان از مرکز آرایه، محاسبه میشود. سپس برای کاهش بیشتر پیچیدگی، مسالهی شکلدهی ...
بیشتر
روش شکلدهی پرتو چندپرتویی، یک روش پیادهسازی شکلدهی پرتو کمترین واریانس، با پیچیدگی محاسباتی اندک است که در آن، به جای محاسبهی ماتریس کوواریانس برای هر یک از نقاط تصویر و معکوس کردن آن، تنها یک ماتریس برای تمام نقاط واقع در فاصلهی شعاعی یکسان از مرکز آرایه، محاسبه میشود. سپس برای کاهش بیشتر پیچیدگی، مسالهی شکلدهی در فضای پرتو حل میشود. در این مقاله، یک روش دومرحلهای جدید برای کاهش پیچیدگی شکلدهی پرتو کمترین واریانس، معرفی شده است که مخصوصا در حالت چندپرتویی، نسبت به روش فضای پرتو، دارای پیچیدگی محاسباتی کمتری میباشد. در مرحلهی اول این روش، به جای استفاده از سیگنالهای تمام عناصر آرایه در محاسبهی ماتریس کوواریانس، سیگنالهای بخشی از عناصر آرایه انتخاب میشود، به گونهای که ماتریس کوواریانس حاصل، تمام اطلاعات همبستگی سیگنالها را در بر گیرد. در مرحلهی دوم، وزنهای تمام عناصر آرایه، از طریق یک روش درونیابی وفقی تعیین میشود، به گونهای که ضمن حفظ ویژگی رزولوشن خوب، کنتراست تصویر نیز بهبود یابد. شبیهسازیها نشان میدهند که در حالت چندپرتویی، روش جدید از نظر رزولوشن، کنتراست و مقاوم بودن در مقابل خطاها، عملکردی مشابه با روش شکلدهی در فضای پرتو دارد، در حالی که نسبت به آن روش، بار محاسباتی را تا بیش از 3 برابر، کاهش میدهد.
مقاله کامل پژوهشی
مدلسازی رایانهای زیستی / شبیهسازی رایانهای زیستی
سمیه رئیسدانا
دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، صفحه 249-263
چکیده
خواب، یکی از فرایندهای ضروری برای حفظ و بهبود فعالیتهای انسان میباشد، در حالی که هنوز بسیاری از جزئیات آن به درستی شناخته نشده است. خواب کاهش یافته یا بریده شده، یکی از ریسکهای سلامتی به شمار میآید که میتواند باعث وقوع بیماریهای قلبی یا دیابت و همچنین انحطاط هوشیاری و شناخت گردد. چند پارگی خواب، به پدیدهای گفته میشود ...
بیشتر
خواب، یکی از فرایندهای ضروری برای حفظ و بهبود فعالیتهای انسان میباشد، در حالی که هنوز بسیاری از جزئیات آن به درستی شناخته نشده است. خواب کاهش یافته یا بریده شده، یکی از ریسکهای سلامتی به شمار میآید که میتواند باعث وقوع بیماریهای قلبی یا دیابت و همچنین انحطاط هوشیاری و شناخت گردد. چند پارگی خواب، به پدیدهای گفته میشود که در آن محرومیت از خواب به طور کامل اتفاق نمیافتد، اما خواب فرد به طور متناوب با انگیختگیهایی که منشا آنها عوامل خارجی (نویز) یا عوامل داخلی (آپنه) است، آشفته میشود. مدلسازی ریاضی یک ابزار مناسب برای شناخت مکانیسمهای پیچیدهی بیولوژیکی است. در این مقاله، مدلی از پدیدههای اساسی تنظیم چرخهی خواب–بیداری، پیادهسازی شده، دینامیک آن مورد بررسی قرار گرفته و سپس عواملی که سبب بروز آپنهی انسدادی خواب میشوند، شناسایی و ارزیابی میگردند. این مدل شامل دو جمعیت نورونی اصلی میباشد: 1- سیستم تحریک صعودی مغز در ساقهی مغزی، که مسئول ایجاد بیداری است و 2- جمعیت نورونی VLPO از هیپوتالاموس، که خواب را شکل میدهد. این دو منطقه، در مهار متقابل قرار داده شده و انتقال بین دو حالت رفتاری خواب و بیداری را به صورت سوئیچی پدید میآورند. نتایج مدلسازی نشان میدهد که هیسترسیس موجود در انتقال بین خواب و بیداری، تحت تاثیر عواملی که باعث انگیختگی میشوند، کوچک و ناپایدار شده و به تبع آن، انتقالهای سریع پدید میآید. مدل ارائه شده در این تحقیق توانسته است برخی از نتایج آزمایشگاهی در خصوص خواب آپنهی انسدادی را بازتولید نماید.