مقاله کامل پژوهشی
بیوسرامیک / سرامیک زیستی
مهرداد داودی؛ سید محمدرضا شکوهیان؛ مهدی باقری روچی؛ مسعود عبداللهی؛ سها برویس؛ مریم هویت‌طلب؛ محمد پرنیان‌پور
دوره 14، شماره 2 ، تابستان 1399، صفحه 81-96
چکیده
شانه به دلیل داشتن درجه‌های آزادی متعدد، یک مفصل پیچیده در سیستم اسکلتی عضلانی به حساب می‌آید. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از تئوری سینرجی‌های متغیر با زمان، مشخص شود که اعصاب مرکزی برای ایجاد حرکت در شانه چگونه بر پیچیدگی‌های کنترلی مساله فائق می‌آید. در این راستا، تمرین‌هایی در یک فضای سه‌بعدی اطراف بدن همراه با حرکت ...
بیشتر
شانه به دلیل داشتن درجه‌های آزادی متعدد، یک مفصل پیچیده در سیستم اسکلتی عضلانی به حساب می‌آید. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از تئوری سینرجی‌های متغیر با زمان، مشخص شود که اعصاب مرکزی برای ایجاد حرکت در شانه چگونه بر پیچیدگی‌های کنترلی مساله فائق می‌آید. در این راستا، تمرین‌هایی در یک فضای سه‌بعدی اطراف بدن همراه با حرکت رفت و برگشتی میله‌ی منعطف در نرم‌افزار Anybody مدل‌سازی شده، سطوح فعالیت 12 عضله‌ی منتخب در کنار گشتاور آن‌ها حول مفصل به عنوان خروجی ثبت گردیده و نتایج تحت یک ماتریس کلی طبق مفهوم سینرجی‌های عملکردی به عنوان ورودی به یک الگوریتم بهینه‌سازی گرادیان محور جهت تعیین بردارهای سینرجی اعمال شده است. شیفت‌های زمانی با روش matching pursuit و ضرایب بزرگی با روش non-negative least square در هر مرحله از حل به دست آمده است. با کمک معیار R2، 5 سینرجی تونیک و 5 سینرجی فازیک انتخاب شده است که توانایی بازسازی 79% از کل داده‌ها و نیز توانایی بازسازی الگوی فعالیت عضلات مربوط به یک تمرین غیر از تمرین‌های اولیه را با دقت 60% دارند. هر یک از سینرجی‌ها همراه با عضلات فعال در آن، در بخش‌های مشخصی از فضای فعال بوده‌اند. عضله‌ی serratus در اکثر سینرجی‌ها فعال بوده که اهمیت این عضله در انجام تمرینات با میله را نشان می‌دهد. در سینرجی 1، عضلات اکستنسوری سه‌سر فعال بوده اما عضله‌ی فلکسوری-ابداکتوری دوسر در محدوده‌ی سینرجی‌های 4 و 5 در فضای بالای سر فعال شده است. شکل‌گیری ترکیب آگونستیک و آنتاگونستیک بین دو یا چند سینرجی و نیز شکل‌گیری الگوی هم‌کاری متغیر با زمان بین عضلات در هر سینرجی در طول حرکت از دیگر نتایج این تحقیق است. این تحقیق نشان داده که پیچیدگی محاسباتی یافتن شیفت‌های زمانی به دلیل یک‌سان بودن سرعت در تمام تمرین‌ها و نیز جدا کردن بخش‌های تونیک و فازیک به دلیل گشتاور کم وزن دست و میله حول مفصل، نتوانسته درک نورولوژیک جدیدی را ارائه دهد اما به کارگیری سینرجی‌های عملکردی برای تحلیل‌های دقیق‌تر موثر بوده است.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش گفتار
منصور ولی؛ محمدبهادر نجفی
دوره 14، شماره 2 ، تابستان 1399، صفحه 111-120
چکیده
بیماری پارکینسون، به عنوان رایج ترین بیماری مخرب سیستم عصبی، بعد از آلزایمر شناخته می شود. از عوارض شایع این بیماری، به وجود آمدن اختلالات گفتاری می باشد. با توجه به این که تولید گفتار در انسان شامل تولید صوت در اثر ارتعاش تارهای صوتی (بخش آوایی) و سپس عبور آن از فیلتر لوله صوتی (بخش تلفظی) است، انتظار می‌رود هر کدام از این دو بخش دچار ...
بیشتر
بیماری پارکینسون، به عنوان رایج ترین بیماری مخرب سیستم عصبی، بعد از آلزایمر شناخته می شود. از عوارض شایع این بیماری، به وجود آمدن اختلالات گفتاری می باشد. با توجه به این که تولید گفتار در انسان شامل تولید صوت در اثر ارتعاش تارهای صوتی (بخش آوایی) و سپس عبور آن از فیلتر لوله صوتی (بخش تلفظی) است، انتظار می‌رود هر کدام از این دو بخش دچار اختلال شوند. در این تحقیق با استفاده از یک روش غیرتهاجمی و با استفاده از سیگنال گفتار فرد، به تشخیص بیماری پارکینسون پرداخته شده است؛ بدین منظور از گویش 3 واکه کشیده زبان فارسی توسط 48 نفر (27 نفر مبتلا به بیماری پارکینسون و 21 نفر سالم) استفاده شده است تا میزان تخریب دو بخش تلفظی و آوایی ارزیابی شوند. از ویژگی‌های مرتبط با بخش آوایی تولید گفتار می‌توان جیتر، شیمر، فرکانس گام و طول زمانی باز و بسته شدن پالس‌های چاکنایی را نام برد و برای بخش تلفظی گفتار نیز می‌توان ویژگی‌های فرمنت‌های اول، دوم و سوم، نرخ عبور از صفر، MFCC و LPC را مطرح نمود. در این تحقیق، در مجموع 38 دسته ویژگی استخراج شد و چهار پارامتر آماری میانگین، انحراف معیار، ضریب چولگی و ضریب کشیدگی از روی آن‌ها محاسبه گردید. در ادامه از الگوریتم ژنتیک برای شناسایی ویژگی‌های بهینه استفاده شد و با به کارگیری طبقه بندهای SVM، KNN و درخت تصمیم گیر، شناسایی بیماری پارکینسون صورت گرفت. به عنوان شاخصه اصلی این پژوهش، نتایج مربوط به دو بخش آوایی و تلفظی به مقایسه و چالش کشیده شدند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که ویژگی‌های آوایی با صحت 1.2 ± 96.1 درصد، نسبت به ویژگی‌های تلفظی در تشخیص بیماری پارکینسون، نقش مفیدتری دارند. همچنین واکه /او/ با میزان صحت 97.6 درصد، بهترین عملکرد را در تشخیص بیماری پارکینسون نسبت به سایر واکه‌ها دارد.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنال‌های حیاتی
مریم دوروشی؛ ندا بهزادفر؛ غضنفر شاهقلیان
دوره 14، شماره 2 ، تابستان 1399، صفحه 121-130
چکیده
اثر اصلی عمده و کوتاه مدت الکل بر سیستم اعصاب مرکزی است. مصرف مشروبات الکلی باعث ایجاد ناتوانی در مغز می‌شود به‌طوری‌که مصرف زیاد مشروبات الکلی باعث فلج‌شدن فعالیت‌های مغزی، دستگاه تنفس و در نتیجه مرگ می‌گردد. در این مقاله به‌منظور تشخیص مصرف الکل، سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) بیست فرد شرکت‌کننده شامل 10 فرد الکلی و 10 فرد کنترل ...
بیشتر
اثر اصلی عمده و کوتاه مدت الکل بر سیستم اعصاب مرکزی است. مصرف مشروبات الکلی باعث ایجاد ناتوانی در مغز می‌شود به‌طوری‌که مصرف زیاد مشروبات الکلی باعث فلج‌شدن فعالیت‌های مغزی، دستگاه تنفس و در نتیجه مرگ می‌گردد. در این مقاله به‌منظور تشخیص مصرف الکل، سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) بیست فرد شرکت‌کننده شامل 10 فرد الکلی و 10 فرد کنترل در 64 کانال مورد بررسی قرار گرفته است. به‌منظور تحلیل سیگنال EEG، ویژگی‌های فرکانسی و غیر-فرکانسی شامل طیف توان زیرباندها، آنتروپی جایگشتی، آنتروپی تقریبی، بعد فراکتال کتز و پتروشن استخراج شده است. برای بررسی تفاوت معنادار بین دو گروه الکل و کنترل از تحلیل آماری و از شاخص دﯾﻮﯾﺲ-ﺑﻮﻟﺪﯾﻦ (DB) برای انتخاب بهترین کانال جهت ایجاد تفکیک بین سیگنال EEG افراد الکلی و کنترل استفاده شده است. نتایج بررسی نشان می‌دهند که در بین ویژگی‌های فرکانسی، توان فرکانسی دومین زیرباند پایین آلفا در افراد الکلی کاهش می‌یابد و با توجه به شاخص DB، کانال CP3 بهترین تفکیک‌پذیری را بین گروه الکل و کنترل دارد. همچنین در بین ویژگی‌های غیر-فرکانسی، بعد فراکتال کتز در افراد گروه کنترل افزایش می‌یابد و کانال FP2 بهترین تفکیک‌پذیری را دارد. در ادامه با استفاده از طبقه‌بندی‌کننده نزدیکترین K همسایه (KNN) با ویژگی‌های توان فرکانسی دومین زیرباند پایین آلفا و بعد فراکتال کتز به ترتیب به دقت 71 درصد و 93 درصد دست یافتیم. بر اساس نتایج به‌دست آمده نشان داده شد که بهترین ویژگی تفکیک‌کننده دو گروه الکل و کنترل، بعد فراکتال کتز و بهترین کانال FP2 است.
مقاله کامل پژوهشی
بیومکانیک استخوان
فرشته علیزاده فرد؛ مجید میرزائی
دوره 14، شماره 2 ، تابستان 1399، صفحه 131-140
چکیده
با توجه به کاربرد ازمایش و تحلیل شکست استخوان در هر دو حوزه پزشکی و مهندسی، یافتن نمونه مناسب برای اندازه‌گیری خواص مکانیکی شکست بسیار بااهمیت است. لذا در این مطالعه، تحلیل تجربی و عددی شکست استخوان کورتیکال گوساله برای 4 ناحیه آناتومیک با استفاده از نمونههای کمان-شکل انجام شد.تست تجربی شکست برای نمونههای کمان-شکل در دمای محیط ...
بیشتر
با توجه به کاربرد ازمایش و تحلیل شکست استخوان در هر دو حوزه پزشکی و مهندسی، یافتن نمونه مناسب برای اندازه‌گیری خواص مکانیکی شکست بسیار بااهمیت است. لذا در این مطالعه، تحلیل تجربی و عددی شکست استخوان کورتیکال گوساله برای 4 ناحیه آناتومیک با استفاده از نمونههای کمان-شکل انجام شد.تست تجربی شکست برای نمونههای کمان-شکل در دمای محیط انجام شد. در عمل فاکتور شدت تنش با استفاده از فرمول تحلیلی استاندارد برای نمونههای کمان-شکل و روش مدل المان محدود مربوط به نمونهها محاسبه شد. به منظور صحتسنجی مدل المان محدود، نتایج تحلیل تنش و کرنش با نتایج بدست آمده از روش برهمنگاری تصاویر دیجیتالی مقایسه شدند.توافق بسیار خوب بین نتایج تحلیل تنش و کرنش عددی و تجربی، نشاندهنده دقت تحلیل المان محدود میباشد. در این مطالعه، ارتباط خوبی در شروع و رشد ترک بین نتایج تجربی و المان محدود و همچنین مقادیر چقرمگی شکست بدست آمده از روش عددی با دیگر مطالعات وجود داشت. همچنین نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که فاکتور شدت تنش تحلیلی میتواند نتایج دقیقی برای نمونههای کمان-شکل که از نواحی آناتومیک خلفی و قدامی ایجاد می‌شود، ارائه کند. اگرچه برای نواحی آناتومیک میانی و جانبی، تنها مدل المان محدود میتواند دقت لازم را فراهم کند.
مقاله کامل پژوهشی
بیومکانیک
مصطفی حاج لطفعلیان؛ محمد هادی هنرور
دوره 14، شماره 2 ، تابستان 1399، صفحه 141-150
چکیده
مرز تعادل روشی برای سنجش تعادل پویا در کلینیک و آزمایشگاه است که تحت تاثیر موقعیت و سرعت خطی مرکز جرم بدن است. در این مطالعه، عامل تعادل از طریق روش مرز تعادل محاسبه و به‌عنوان تابع هزینه جهت برنامه‌ریزی مسیر حرکت برخاستن استفاده شد. برای محاسبه‌ی کینماتیک حرکت، از نمای ساجیتالِ حرکت برخاستن 10 نفر مرد جوان سالم فیلم گرفته شد و مدلی ...
بیشتر
مرز تعادل روشی برای سنجش تعادل پویا در کلینیک و آزمایشگاه است که تحت تاثیر موقعیت و سرعت خطی مرکز جرم بدن است. در این مطالعه، عامل تعادل از طریق روش مرز تعادل محاسبه و به‌عنوان تابع هزینه جهت برنامه‌ریزی مسیر حرکت برخاستن استفاده شد. برای محاسبه‌ی کینماتیک حرکت، از نمای ساجیتالِ حرکت برخاستن 10 نفر مرد جوان سالم فیلم گرفته شد و مدلی دو بعدی و چهار سگمنتی بر اساس معادلات حرکت، برای محاسبه‌ی موقعیت مرکز جرم، گشتاور مفاصل و انجام فرایند بهینه‌سازی تعریف گردید. پس از محاسبه‌ی مسیر تعادل آزمودنی‌ها با استفاده از روش مرز تعادل، انتگرال زمانی مسیر تعادل (C1)، مقدار حداکثر و حداقل تعادل (C2) و انتگرال زمانی مربع مسیر تعادل (C3)، به‌عنوان توابع هزینه تعریف شد تا توسط الگوریتم ژنتیک به حداقل برسد. برای بررسی کیفیت مسیر پیش‌بینی شده توسط مدل و مقایسه‌ی آن با الگوی آزمودنی‌ها، از خطای جذر میانگین مربعات استفاده شد. طبق نتایج پژوهش، مدلی که با استفاده از تابع هزینه‌ی C3بهینه‌سازی شد، الگوی حرکتی آزمودنی‌ها را به ترتیب با 19 و 40 درصد خطای کمتر نسبت به C1 و C2 پیش‌بینی کرد. با این وجود هیچ‌یک از مدل‌های پیشنهادی، پیش‌بینی دقیقی از حرکت برخاستن ارائه ندادند. در نهایت می‌توان گفت که استفاده از تابع هزینه‌ی مرز تعادل به تنهایی، انتخاب مناسبی برای برنامه-ریزی حرکات تمام بدن نیست.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنال‌های حیاتی
بابک محمدزاده اصل؛ علیرضا طالش جفادیده
دوره 14، شماره 2 ، تابستان 1399، صفحه 151-160
چکیده
اختلال طیف اوتیسم نوعی اختلال عصبی رشدی است که با اختلال در ارتباطات اجتماعی و رفتارهای محدود و تکراری خود را نشان می‌دهد. تصویربرداری تشدید مغناطیسی ابزاری غیر تهاجمی و قدرتمند برای بررسی تغییرات در ساختار، عملکرد و متابولیسم مغز کودکان مبتلا به اوتیسم و معرفی نشانگرهای زیستی مفید فراهم می‌کند. مطالعه مقایسه‌ای بین افراد مبتلا ...
بیشتر
اختلال طیف اوتیسم نوعی اختلال عصبی رشدی است که با اختلال در ارتباطات اجتماعی و رفتارهای محدود و تکراری خود را نشان می‌دهد. تصویربرداری تشدید مغناطیسی ابزاری غیر تهاجمی و قدرتمند برای بررسی تغییرات در ساختار، عملکرد و متابولیسم مغز کودکان مبتلا به اوتیسم و معرفی نشانگرهای زیستی مفید فراهم می‌کند. مطالعه مقایسه‌ای بین افراد مبتلا به اوتیسم و کنترل با استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی درک باارزشی از تفاوت در عملکرد مغز فراهم می‌کند. امروزه با استفاده از آنالیز ارتباطات عملکردی پویا مشخص شده است که ارتباطات عملکردی مغزی ماهیتی پویا داشته و الگوهای گذرایی (“state”) را از خود نشان می‌دهند که در طی زمان تکرار می‌شوند. در این مطالعه مقایسه‌ای که بین دوگروه مبتلا به اوتیسم و کنترل انجام شد از داده تصویربرداری تشدید مغناطیسی حالت استراحت دانشگاه ایالت سن دیگو استفاده گردید تا ارتباطات درون و بین شبکه‌ای مغزی و همچنین ارتباط سن و نمرات مربوط به پاسخ‌دهی اجتماعی (نمره‌ای برای اندازه‌گیری خواص اوتیستیکی) با قدرت ارتباطات بین نواحی بررسی شوند. این اهداف برای همه stateهای آنالیز ارتباطات عملکردی پویا اجرا شد. افراد مبتلا به اوتیسم، state با ارتباط درون و بین شبکه‌ای کمتر را بیشتر تجربه کردند. همچنین، کاهش جدایی شبکه مد پیش‌فرض از دیگر شبکه‌های عملکردی به عنوان یک ویژگی رایج در بیشتر stateها پدیدار شد. برای گروه مبتلا به اوتیسم، با افزایش سن قدرت ارتباط بین شبکه‌های بینایی و شنوایی کمتر شد. در گروه اوتیسم نسبت به کنترل، رابطه خواص اوتیستیکی با قدرت ارتباطی شبکه‌های مخی، شنوایی و بینایی با شبکه شناختی-کنترلی مثبت‌تر شد. همه این نتایج بیانگر تفاوت‌هایی بین ارتباطات بین شبکه‌های مغزی دو گروه مبتلا به اوتیسم و کنترل و تاثیر سن بر این تفاوت‌ها است و این تفاوت‌ها با کمک آنالیز ارتباطات عملکردی پویا بهتر تمیز داده می‌شوند.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنال‌های حیاتی
نسرین شعوری
دوره 14، شماره 2 ، تابستان 1399، صفحه 161-170
چکیده
نتایج حاصل از تحقیقات قبلی نشان می‌دهند که حرکات چشم افراد مبتلا به اختلال نقص توجه- بیش‌فعالی (ADHD) و افراد سالم با هم متفاوت است. در نتیجه این امکان وجود دارد که بین سیگنال‌های الکترواکولوگرام (EOG) دو گروه هم تفاوت وجود داشته باشد. از این‌رو در تحقیق حاضر، سیگنال‌های EOG ثبت‌شده از 30 کودک مبتلا به ADHD و 30 کودک سالم در حین انجام یک فعالیت ...
بیشتر
نتایج حاصل از تحقیقات قبلی نشان می‌دهند که حرکات چشم افراد مبتلا به اختلال نقص توجه- بیش‌فعالی (ADHD) و افراد سالم با هم متفاوت است. در نتیجه این امکان وجود دارد که بین سیگنال‌های الکترواکولوگرام (EOG) دو گروه هم تفاوت وجود داشته باشد. از این‌رو در تحقیق حاضر، سیگنال‌های EOG ثبت‌شده از 30 کودک مبتلا به ADHD و 30 کودک سالم در حین انجام یک فعالیت مرتبط با توجه، مورد بررسی قرار گرفتند. به این منظور، نمای مقیاسبندی سیگنال‌های EOG دو گروه محاسبه شده و تفاوت دو گروه با استفاده از آزمونهای آماری بررسی شد. سپس سیگنال‌های EOG دو گروه با استفاده از شبکه Growing Neural Gas طبقهبندی شدند. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که نمای مقیاسبندی سیگنال‌های EOG کودکان مبتلا به ADHD در مقایسه با کودکان سالم به صورت معنیداری بیشتر است (p
