بیومکانیک قلب و عروق
سارا براتی؛ ناصر فتورائی؛ ملیکه نبئی
دوره 15، شماره 4 ، اسفند 1400، ، صفحه 355-366
چکیده
دریچه‌های کاتتری آئورت به عنوان درمان استاندارد برای بیماران دچار تنگی شدید دریچه‌ی آئورت که ریسک بالای جراحی دارند تبدیل شده است. با توجه به این که در مقایسه با جراحی قلب باز، این روش پیوند دریچه نیمهتهاجمی بوده و عوارض جراحی کم‌تری به همراه دارد میتواند به عنوان روش جایگزین مناسبی برای پیوند دریچه تبدیل شود. با این وجود ...
بیشتر
دریچه‌های کاتتری آئورت به عنوان درمان استاندارد برای بیماران دچار تنگی شدید دریچه‌ی آئورت که ریسک بالای جراحی دارند تبدیل شده است. با توجه به این که در مقایسه با جراحی قلب باز، این روش پیوند دریچه نیمهتهاجمی بوده و عوارض جراحی کم‌تری به همراه دارد میتواند به عنوان روش جایگزین مناسبی برای پیوند دریچه تبدیل شود. با این وجود عوارض پس از پیوند و اشکالات ساختاری این نوع از دریچهها مانع رسیدن به چنین هدفی شده است. بهینه‌سازی طراحی استنت این پروتزها گام مهمی در راستای بهبود عمل‌کرد و گسترش کاربرد آنها است. از آن‌جا که تمام پروتزها قبل از پیوند فشرده شده و در کاتتر قرار میگیرند، استحکام استنت در این بارگذاری و عدم بروز خستگی ماده اهمیت ویژه‌ای در عمل‌کرد آن دارد. در این مطالعه چارچوبی ساده و کم‌هزینه برای بهینه‌سازی ساختاری استنت دریچه‌ی کاتتری با پارامترهای طراحی هندسی شامل فرم کلی استنت، اندازه‌ی سلول‌ها، تعداد سلول‌ها و الگوهای تکرار شونده و هم‌چنین سطح مقطع استرات مورد استفاده قرار گرفته است. تابع هدف در این بهینه‌سازی بیشینه‌ی کرنشی است که حین فشرده ساختن استنت برای قرارگیری در کاتتر، در آن ایجاد میشود. نتایج این بهینه‌سازی با مدلهای سه‌بعدی مقایسه شده و دقت مناسب نتایج مدل ساده شده تایید شده است. نتایج نشان میدهد که ارتفاع سلولهای میانی، عرض استرات و تعداد سلول‌ها مهمترین عوامل موثر بر میزان بیشینه‌ی کرنش فشردگی هستند. استنت بهینه با کرنش بیشینه‌ی 52/0 دارای 3 سلول، 15 الگو، عرض استرات 2/0 میلی‌متر، ضخامت استرات 3/0 میلی‌متر و نسبت شعاعی 05/1 است. با استفاده از این چارچوب بهینه‌سازی میتوان پارامترهای طراحی انواع مختلف استنت را بهینه کرده و هزینهی طراحی استنتها را تا حد بسیار زیادی کاهش داد.
پردازش گفتار
محمدبهادر نجفی؛ منصور ولی
دوره 14، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 97-107
چکیده
بیماری پارکینسون بعد از آلزایمر به عنوان رایج‌ترین بیماری مخرب سیستم عصبی شناخته میشود. یکی از عوارض شایع این بیماری، به وجود آمدن اختلالات گفتاری است. 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 لوله‌ی صوتی (بخش تلفظی) است، انتظار می‌رود هر کدام از این دو بخش دچار ...
بیشتر
بیماری پارکینسون بعد از آلزایمر به عنوان رایج‌ترین بیماری مخرب سیستم عصبی شناخته میشود. یکی از عوارض شایع این بیماری، به وجود آمدن اختلالات گفتاری است. 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 لوله‌ی 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 به کمک سیگنال گفتار فرد، به تشخیص بیماری پارکینسون پرداخته شده است. بدین منظور از گویش 3 واکه‌ی کشیده‌ی 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 شود. از ویژگیهای مرتبط با بخش آوایی تولید گفتار میتوان به جیتر، شیمر، فرکانس گام و طول زمانی باز و بسته شدن پالسهای چاکنایی و از ویژگیهای بخش تلفظی گفتار میتوان به فرمنتهای اول، دوم و سوم، نرخ عبور از صفر، MFCC و LPC اشاره کرد. در این تحقیق، در مجموع 38 دسته‌ی ویژگی استخراج شده و چهار پارامتر آماری میانگین، انحراف معیار، ضریب چولگی و ضریب کشیدگی از روی آنها محاسبه شده است. در ادامه از الگوریتم ژنتیک برای شناسایی ویژگیهای بهینه استفاده شده و شناسایی بیماری پارکینسون با به کارگیری طبقه‌بندهای SVM، KNN و درخت تصمیم‌گیر انجام شده است. به عنوان شاخصه‌ی اصلی این پژوهش، نتایج مربوط به دو بخش آوایی و تلفظی مورد مقایسه و چالش قرار گرفته است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داده که ویژگیهای آوایی با صحت 2/1±1/96% نسبت به ویژگیهای تلفظی در تشخیص بیماری پارکینسون نقش مفیدتری داشته و هم‌چنین واکه‌ی /او/ با میزان صحت 6/97% بهترین عمل‌کرد را در تشخیص بیماری پارکینسون نسبت به سایر واکهها داشته است.
مدلسازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی
رضا وثوقی؛ آرمین الله‌وردی؛ سجاد شفیع‌خانی؛ امیرهمایون جعفری
دوره 11، شماره 4 ، بهمن 1396، ، صفحه 291-301
چکیده
در دهه‌های اخیر، به علت افزایش شیوع بیماری دیابت و عوارض مزمن آن، اندازه‌گیری قند خون، مدلسازی سیستم انسولین-گلوکز و کنترل قند خون از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شده است. از آن‌جا که در دیابت نوع اول بدن انسولین ترشح نمی‌کند، سلول‌ها گلوکز را جذب نمی‌کنند و بنابراین سطح گلوکز خون افزایش مییابد. برای کنترل قند خون، باید ...
بیشتر
در دهه‌های اخیر، به علت افزایش شیوع بیماری دیابت و عوارض مزمن آن، اندازه‌گیری قند خون، مدلسازی سیستم انسولین-گلوکز و کنترل قند خون از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شده است. از آن‌جا که در دیابت نوع اول بدن انسولین ترشح نمی‌کند، سلول‌ها گلوکز را جذب نمی‌کنند و بنابراین سطح گلوکز خون افزایش مییابد. برای کنترل قند خون، باید انسولین بهصورت زیرپوستی و در شرایط پیچیده‌ی کنترل شده‌ی محیطی، به بدن تزریق شود. اگر سطح انسولین از محدودهی فیزیولوژیکی طبیعی بالاتر رود، احتمال مرگ وجود دارد. درمان‌های مختلفی برای بیماری دیابت وجود دارد، که درمان اصلی آن انسولین-درمانی است. پایش سطح قند خون بیمار بهطور پیوسته در طول شبانهروز، راهکار درمانی بسیار مناسبی است از جهت آن‌که با کم‌ترین میزان تزریق انسولین در زمان‌های مورد نیاز، مقدار قند خون بیمار را در محدودهی ایمن تحت کنترل قرار میدهد. این امر از هایپرگلاسمی (مقدار قند خون بیشتر از 120mg/dl ) و هیپوگلاسمی (مقدار قند خون کم‌تر از mg/dl 65) بیمار جلوگیری میکند. برای دستیابی به این هدف، یک مدل دوتاخیری موجود، به منظور مدلسازی تغییرات سطح قند خون به طور پیوسته در طول شبانهروز، توسعه داده شده است. برخی از پارامترهای این مدل با استفاده از الگوریتم ژنتیک جهت دستیابی به بیش‌ترین تطبیق بین دینامیک حاصل از مدل با دیتاهای اخذ شده در این مطالعه، تخمین زده شدهاند. در نتیجه، مدل توسعه داده شده در این پژوهش، قادر است دینامیک قند خون را بهطور پیوسته در طول شبانهروز به دست آورد و به تبع آن، دینامیک انسولین مورد نیاز جهت تزریق به بیمار برای تحت کنترل قرار دادن میزان قند خون در محدودهی مجاز را پیشبینی کند. بنابراین، این سیستم کنترلی قادر است از هیپوگلاسمی و هایپرگلاسمی شدن بیمار جلوگیری کند.
پردازش سیگنال‌های حیاتی
امین جانقربانی؛ محمدحسن مرادی؛ عبدالله آراسته
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 163-174
چکیده
اپیزودهای افت فشار خون حاد یکی از اختلالات همودینامیکی رایج در طیف گسترد های از بیماران است. متاسفانه نرخ تلفات در بین بیماران مبتلا به این اختلال بسیار بالا می باشد. عوامل مختلفی در وقوع این اختلال فیزیولوژیک موثر هستند که هر کدام داری منشا متفاوت می باشند. پیش آگهی اپیزودهای افت فشار خون حاد کمک شایانی به درمان مناسب و کاهش تلفات ...
بیشتر
اپیزودهای افت فشار خون حاد یکی از اختلالات همودینامیکی رایج در طیف گسترد های از بیماران است. متاسفانه نرخ تلفات در بین بیماران مبتلا به این اختلال بسیار بالا می باشد. عوامل مختلفی در وقوع این اختلال فیزیولوژیک موثر هستند که هر کدام داری منشا متفاوت می باشند. پیش آگهی اپیزودهای افت فشار خون حاد کمک شایانی به درمان مناسب و کاهش تلفات این بیماران خواهد نمود. با پی شآگهی این اختلال فیزیولوژیکی، پزشکان قادر خواهند بود علت وقوع این اختلال را با استفاده از بررس یهای بالینی مختلف دریافته و درمان مناسبی بر اساس عامل وقوع آن، انتخاب کنند. در این پژوهش به منظور پیش آگهی اپیزودهای افت فشار خون حاد در بازه یک ساعت آینده، دو نوع ویژگی آماری از پارامترهای همودینامیکی و ویژگی های آشوبناک از سری های زمانی فیزیولوژیکی موجود در بازه دو ساعتی منتهی به به ابتدای بازه پیش بینی، استخراج گردید. سپس ویژگی های برگزیده با استفاده از الگوریتم ژنتیک، توسط ماشین بردار پشتیبان طبقه بندی شدند. دقت پیش آگهی برای ویژگ یهای آماری پارامترهای فیزیولوژیکی 5/87 درصد و برای ویژگی های آشوبی 85 درصد حاصل گردید. در ادامه به منظور استفاده از جنبههای مختلف اطلاعات موجود در دو دسته ویژگی و بهبود دقت پیش آگهی، فرآیند انتخاب ویژگی به صورت همزمان برای هر دو دسته ویژگی استخراج شده، اعمال گردید و بهترین ترکیب از میان هر دو دسته ویژگی انتخاب شد. دقت پیش آگهی برای دسته ویژگی تلفیقی بهینه، 95 درصد حاصل شد که در مقایسه با نتایج مطالعات پیشین بر روی مجموعه داده مشابه، بهبود قابل توجهی حاصل گردید.
پردازش تصاویر پزشکی
عباس بینیاز؛ عطااله عباسی؛ موسی شمسی
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 175-186
چکیده
بخش بندی تصویر را به بخش های مجزا تقسیم میکند که هر کدام از این بخش ها دارای سطوح روشنایییکنواختی هستند. از بین روشهای موجود روش خوشه بندیفازی FCM (fuzzy c-means clustering) دارای کاربرد وسیعی در ناحیهبندی تصاویر پزشکی است. عدم ادغام ویژگیهای مکانی در FCM استاندارد، از معایب این روش در ناحیهبندی تصاویر تشدید مغناطیسی MRI مغز انسان است؛ در این مقاله ...
بیشتر
بخش بندی تصویر را به بخش های مجزا تقسیم میکند که هر کدام از این بخش ها دارای سطوح روشنایییکنواختی هستند. از بین روشهای موجود روش خوشه بندیفازی FCM (fuzzy c-means clustering) دارای کاربرد وسیعی در ناحیهبندی تصاویر پزشکی است. عدم ادغام ویژگیهای مکانی در FCM استاندارد، از معایب این روش در ناحیهبندی تصاویر تشدید مغناطیسی MRI مغز انسان است؛ در این مقاله از روشی جدید برای بخشبندی و حذف نویز تصاویر MR با اعمال فیلتر مکانی گوسی در تابع عضویت فازی استفاده شده است. فیلتر مکانی مذکور، اثرات نویز در مرز بافتها و زوایای تصویر را بصورت بهینه ای مدیریت میکند؛ علاوه براین پیکسلی که به لحاظ آناتومیکییک بافت مجزا است مانند تومور در مراحل اولیهی رشد، شانس بیشتریبراییک خوشه شدن دارد. در پایان آزمایشات که بر روی پایگاه داده ISBR انجام شده است کیفیت روش پیشنهادی توسط توابع اعتبارسنجیمتداول مانند شاخص جاکارد و ضریب دایس مورد ارزیابی قرار گرفته است. از طرف دیگر در کاربردهای پزشکی به خصوص در شرایط اورژانسی، ضرورت سرعت عمل تمام عوامل پزشکی امری اجتناب ناپذیر است و الگوریتم ناحیهبندی از این قاعده مستثتی نیست، لذا برای دستیابی به این مهم توسط الگوریتمی مرکز ثقل اولیهی خوشهها ، مشخص میشود که زمان همگرایی تابع هزینه در FCM بهبود یافتهی مکانی گوسی، نسبت به CM استاندارد تا حد قابل قبولی کاهش مییابد.
کنترل حرکت انسان
حامد قماشچی؛ علی استکی؛ علی مطیع نصرآبادی؛ فریدون نوشیروان راحت‌آباد
دوره 4، شماره 3 ، آذر 1389، ، صفحه 177-185
چکیده
در این مطالعه از یک مدل ساده آونگ واژگون با کنترل‌کننده تناسبی-انتگرال‌گیر- مشتق‌گیر دارای بازخورد تأخیری برای مدلسازی سیستم کنترل وضعیت و شبیه‌سازی الگوهای نوسان‌های وضعیتی بهره گرفته شده است. هدف این بوده تا به جای استفاده از شاخص‌های متداول ارزیابی نوسان‌های وضعیتی که عمدتاً تعاریفی کیفی از سیستم کنترل وضعیت ارائه می‌دهند، ...
بیشتر
در این مطالعه از یک مدل ساده آونگ واژگون با کنترل‌کننده تناسبی-انتگرال‌گیر- مشتق‌گیر دارای بازخورد تأخیری برای مدلسازی سیستم کنترل وضعیت و شبیه‌سازی الگوهای نوسان‌های وضعیتی بهره گرفته شده است. هدف این بوده تا به جای استفاده از شاخص‌های متداول ارزیابی نوسان‌های وضعیتی که عمدتاً تعاریفی کیفی از سیستم کنترل وضعیت ارائه می‌دهند، با بهرهگیری از این مدل بتوان به اطلاعاتی درباره نحوه عمل‌کرد سیستم کنترل وضعیت دست یافت. با استفاده از اطلاعات و یافتههای تجربی و بهکارگیری الگوریتم ژنتیک، ضرایب مدل به گونهای تعیین شدند که نتایجی مشابه با نتایج شاخص‌های مرسومِ ارزیابی نوسان‌های وضعیتی سیستمهای کنترل وضعیت طبیعی و تغییریافته ایجاد کنند. ضرایب بهکار گرفته شده در مدل و کنترل‌کننده، تعابیر معناداری منطبق بر ذات سیستم کنترل وضعیت مییابند که زوال این سیستم به واسطه ضایعات عصبی-عضلانی، آنها را هدف قرار میدهد. نتایج این مطالعه نشان دادند که اگرچه مدلهای ساده سیستم کنترل وضعیت قادر به بیان پیچیدگیهای سیستم کنترل وضعیت و تعامل بین اجزاء سیستم نیستند ولی میتوانند به درک بهتر نحوه عمل‌کرد سیستم کنترل وضعیت، ویژگیهای کلّی آن و نحوه تغییرات آنها کمک کنند.
