مقاله کامل پژوهشی
مهندسی بافت
زهرا سقائی نوشآبادی؛ عاطفه آقاجانی؛ محمد حقپناهی
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، صفحه 1-11
چکیده
هدف این تحقیق، طراحی و روش ساخت فانتومی به منظور مدلسازی خواص مکانیکی بافت نرم است. این فانتوم از تومور و ماده سالمی که تومور را فرا گرفته تشکیل میشود. بدین منظور به ترکیبات ژلاتین در آب دیونیزه توجه شد و ترکیب وزنی مورد نیاز برای تولید موادی با رفتار الاستیک خطی و مدول الاستیک 21 و 102 کیلو پاسکال به دست آمد. این فانتوم به طور خاص برای ...
بیشتر
هدف این تحقیق، طراحی و روش ساخت فانتومی به منظور مدلسازی خواص مکانیکی بافت نرم است. این فانتوم از تومور و ماده سالمی که تومور را فرا گرفته تشکیل میشود. بدین منظور به ترکیبات ژلاتین در آب دیونیزه توجه شد و ترکیب وزنی مورد نیاز برای تولید موادی با رفتار الاستیک خطی و مدول الاستیک 21 و 102 کیلو پاسکال به دست آمد. این فانتوم به طور خاص برای استفاده در تصاویر اولتراسوند با اعمال تحریک خارجی کمتر از 5% در محدوده الاستیسیته خطی مناسب است.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنالهای حیاتی
محسن ناجی؛ سید محمد فیروزآبادی؛ صدیقه کهریزی
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، صفحه 13-20
چکیده
سیگنالهای الکترومایوگرام (EMG) که از عضلات تنه، مانند عضله راست شکمی و عضله مایل خارجی، برداشت میشوند؛ غالباً تحت تأثیر فعالیت الکتریکی عضله قلب (ECG) قرار میگیرند. در این مقاله روشی جدید برای حذف تداخل ECG از EMG بر اساس تجزیه سیگنال به حالت تجربی معرفی شده است. روش پیشنهادی با روش فیلتر بالاگذرباترورث مقایسه شد و نتایج حاصل از تحلیل ...
بیشتر
سیگنالهای الکترومایوگرام (EMG) که از عضلات تنه، مانند عضله راست شکمی و عضله مایل خارجی، برداشت میشوند؛ غالباً تحت تأثیر فعالیت الکتریکی عضله قلب (ECG) قرار میگیرند. در این مقاله روشی جدید برای حذف تداخل ECG از EMG بر اساس تجزیه سیگنال به حالت تجربی معرفی شده است. روش پیشنهادی با روش فیلتر بالاگذرباترورث مقایسه شد و نتایج حاصل از تحلیل سیگنالهای تداخل یافته مصنوعی و واقعی عملکرد بهتر الگوریتم پیشنهادی را برای حذف تداخل ECG ازEMG نشان داد.
مقاله کامل پژوهشی
مهندسی توانبخشی
زیبا گندمکار؛ فریبا بهرامی
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، صفحه 21-37
چکیده
با افزایش سن و یا بروز برخی بیماریها نحوة راه رفتن تغییر میکند. برای مثال مشاهدات متعدد دلالت براین دارند که نحوة راه رفتن در سالمندانی که سابقه زمین خوردن دارند با افراد سالم متفاوت است. هدف این مقاله ارائة روشی برمبنای تحلیل حرکت با کمک تصاویر ویدئویی اخذ شده از فرد مورد آزمایش و بدون استفاده از نشانگر برای طبقهبندی سالمندان ...
بیشتر
با افزایش سن و یا بروز برخی بیماریها نحوة راه رفتن تغییر میکند. برای مثال مشاهدات متعدد دلالت براین دارند که نحوة راه رفتن در سالمندانی که سابقه زمین خوردن دارند با افراد سالم متفاوت است. هدف این مقاله ارائة روشی برمبنای تحلیل حرکت با کمک تصاویر ویدئویی اخذ شده از فرد مورد آزمایش و بدون استفاده از نشانگر برای طبقهبندی سالمندان به افراد با سابقه زمین خوردن و افراد بدون سابقه زمین خوردن است. بعلاوه بهمنظور نشان دادن کارایی این روش، از آن برای طبقهبندی 8 نوع راه رفتن غیرطبیعی استفاده میشود. در روش ارائه شده، ابتدا فرد مورد آزمایش از پسزمینه استخراج و الگوی متناوب محاسبه شد. سپس با آستانهگذاری بر الگوهای متناوب، این الگوها همتراز شدند و با استفاده از عملگرهای شکلشناسی (مورفولوژی) تصویر جدیدی بر اساس الگوهای متناوب ایجاد شد. به منظور سنجش میزان کارآمدی ویژگیهای استخراج شده برای طبقهبندی سالمندان به دو گروه با سابقة افتادن و سالمندان بدون سابقه و تفکیک آنها از افراد جوان، تصاویر ویدئویی انجام آزمون برخیزوبرو از 8 سالمند با سابقة زمین خوردن، 8 سالمند بدون سابقه و 8 جوان سالم جمعآوری شد. بهعلاوه برای طبقهبندی نحوة راه رفتن به دو گروه طبیعی و غیرطبیعی از جوانان خواسته شد تا علاوه بر راه رفتن معمولی و تند، به انجام 7 نوع مختلف راه رفتن نابهنجار شامل لنگیدن، اردک وار راه رفتن، تلوتلو به جلو عقب و طرفین، کشان کشان راه رفتن و زانوی بلند راه رفتن تظاهر کنند. پس از اعمال روش پیشنهادی، هر بار یکی از دادهها به عنوان آزمون بیرون گذاشته شده و شباهت آن با سایر دادهها به کمک همبستگی بهنجار سنجیده شد و برچسب گروه مربوط به دادهای که الگوی حاشیهای آزمون بیشترین شباهت را با آن داشت، به دادة آزمون نسبت داده شد. در آزمونبرخیزو برو متعارف طبقهبندی برپایة زمان کل آزمون صورت میگیرد. در این پژوهش ما نشان دادیم که روش پیشنهادی خطایی در حدود 20% کمتر از روش متعارف برخیزوبرو دارد. بهعلاوه در این پژوهش نشان داده شد که خطای روش پیشنهادی در تشخیص انواع راه رفتن نیز حدوداً 10% است.
مقاله کامل پژوهشی
مهندسی توانبخشی
راحله محمدی؛ علی محلوجیفر
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، صفحه 39-55
چکیده
اساس سیستمهای واسط مغز-رایانه(BCI)کاربرفرما آشکارسازی و تشخیص بازههای رخداد یک فعالیت ذهنی مانند تصور حرکت از سیگنال خودبخودی مغز است که این مسأله به دلیل ماهیت غیرایستان و پیچیده سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) مهمترین چالش در طراحی سیستمهایBCIاست. در این مقاله برای اولین بار از یک الگوریتم جدید طبقهبندی مبتنی بر یادگیری تنک ...
بیشتر
اساس سیستمهای واسط مغز-رایانه(BCI)کاربرفرما آشکارسازی و تشخیص بازههای رخداد یک فعالیت ذهنی مانند تصور حرکت از سیگنال خودبخودی مغز است که این مسأله به دلیل ماهیت غیرایستان و پیچیده سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) مهمترین چالش در طراحی سیستمهایBCIاست. در این مقاله برای اولین بار از یک الگوریتم جدید طبقهبندی مبتنی بر یادگیری تنک به نامPCVM در طراحی سیستمBCIکاربرفرما استفاده شده است. هدف اصلی مقاله بررسی میزان موفقیت این طبقهبند در آشکارسازی بازههای وقوع حرکت پا در سیگنال پیوستهEEG است.PCVMدر مقایسه باSVM-که تاکنون عملکرد بسیار موفقی در سیستمهایBCI مبتنی بر حرکت و تصور حرکت داشته است- مزایای قابل توجهی از جمله ارائه خروجی به صورت احتمال تعلق دادگان به هر یک از طبقهها و همچنین تعیین پارامترهای بهینه کرنل همزمان در الگوریتم یادگیری دارد. بعلاوه در این مقاله از فیلترهای با ضریب کیفیت ثابت به منظور تجزیه فرکانسی سیگنال استفاده شده است که به دلیل ماهیت قدرت تفکیک متغیر زمانی و فرکانسی در فرکانسهای مرکزی مختلف، نقش مؤثرتری در تمایز الگوهای مربوط به بازه حرکت از سیگنال پسزمینه مغزی ایفا میکند. متوسط نتایج حاصل از طراحی سیستم کاربرفرما با استفاده از روش پیشنهاد شده در این مقاله برای دادگان ثبت شده از 7 کاربر حین انجام حرکت پا بصورت %90= TPRو %4= FPRبدست آمد که در مقایسه با کارهای پیشین برای همین مجموعه دادگان، بهبود قابل ملاحظهای (16% بهبودTPR و 2% بهبودFPR) حاصل شد.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش تصاویر پزشکی
مریم افضلی؛ عمادالدین فاطمیزاده؛ حمید سلطانیانزاده
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، صفحه 57-64
چکیده
تصویربرداری تشدید مغناطیسی تانسور انتشار (DTMRI) روشی غیرتهاجمی برای بررسی ساختار ماده سفید مغز است. در این روش با فرض گوسی بودن PDFانتشار مولکولهای آب، تانسور انتشار استخراج شده؛ در بررسی دسته فیبرهای مغز از آن استفاده میشود. در نواحی از مغز که فیبرها تقاطع دارند تصویربرداری تانسور انتشار قادر نیست جهت اصلی فیبرها را مشخص کند. برای ...
بیشتر
تصویربرداری تشدید مغناطیسی تانسور انتشار (DTMRI) روشی غیرتهاجمی برای بررسی ساختار ماده سفید مغز است. در این روش با فرض گوسی بودن PDFانتشار مولکولهای آب، تانسور انتشار استخراج شده؛ در بررسی دسته فیبرهای مغز از آن استفاده میشود. در نواحی از مغز که فیبرها تقاطع دارند تصویربرداری تانسور انتشار قادر نیست جهت اصلی فیبرها را مشخص کند. برای حل این مشکل، تصویربرداری انتشار با قدرت تفکیک زاویهای زیاد با تعداد زیادی جهت انتشار پیشنهاد شده است و برای بازسازی از روش Q-ballاستفاده میشود. در این روش تابع توزیع جهت فیبرها (ODF) قابل محاسبه است که در آن مدلهای ریاضی نقش مهمی دارند. برای نمونه در انطباق تصاویر Q-ballبرای کاربردهایی مثل تحلیل گروهی یا ساخت اطلس، درونیابی ODFها لازم است. بدینمنظور، جهتهای اصلی انتشار (PDD) هر ODFباید مشخص شود. در این مقاله، PDDها به عنوان بردارهایی توصیف میشوند که بیشینههای محلی را به هم وصل میکنند. پس از یافتن راستای انتشار غالب در دو ODF، درونیابی خطی برای جهتهای غالب انجام میشود. سپس دو ODFدر راستای بهدست آمده چرخانده میشوند و بعد از آن درونیابی خطی، برای دو ODFچرخانده شده به منظور یافتن ODFمیانی انجام میشود. روش پیشنهادی با روشهای قبلی مقایسه شده است و نتایج آزمایشهای نشان میدهد که الگوریتم درونیابی پیشنهادی جهت اصلی دسته فیبر را بدون انحراف در مسیرها حفظ میکند. همچنین مشاهده میشود که تغییرات آنتروپی ODFهای درونیابی شده تقریباً خطی است و اثر حجیم شدن (هموار شدن جهتهای اصلی) حذف میشود.
مقاله کامل پژوهشی
مدلسازی رایانهای زیستی / شبیهسازی رایانهای زیستی
سید حجت سبزپوشان؛ فاطمه پورحسنزاده؛ زهره آگین
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، صفحه 65-73
چکیده
سالانه تعداد زیادی از انسانها به تومور مغزی مبتلا میشوند. متداولترین و مرگبارترین این تومورها مولتی فرم گلیوبلاستوما (GBM) است. از این رو بررسی و مطالعه رشد GBMیکی از مسائل مورد توجه محققان است. تاکنون مدلهای ریاضی زیادی برای شبیهسازی رشد تومور مغزی GBMارائه شده است. این مدلها به درک بهتر فرایند رشد تومور و درمان آن کمک میکنند. ...
بیشتر
سالانه تعداد زیادی از انسانها به تومور مغزی مبتلا میشوند. متداولترین و مرگبارترین این تومورها مولتی فرم گلیوبلاستوما (GBM) است. از این رو بررسی و مطالعه رشد GBMیکی از مسائل مورد توجه محققان است. تاکنون مدلهای ریاضی زیادی برای شبیهسازی رشد تومور مغزی GBMارائه شده است. این مدلها به درک بهتر فرایند رشد تومور و درمان آن کمک میکنند. در این مقاله یک مدل چهار بعدی برای شبیهسازی رشد تومور مغزی ارائه میشود. در مدل ارائه شده از روش اتوماتای سلولی (CA) استفاده شده است. شبکه CAسه بعدی مورد استفاده، موزائیککاری ورونی است و توزیع نقاط در این شبکه با استفاده از فرایند افزایش ترتیبی تصادفی (RSA) انجام شده است. در این شبکه هر سلول یک کثیرالوجه بوده؛ تعداد وجوه و همسایگیهای هر سلول با سلول دیگر متفاوت است. برای یافتن همسایگی سلولها از مثلثبندی دلانی استفاده شده است. هر سلول در این شبکه میتواند مرده، سرطانی غیرتکثیرشونده، سرطانی تکثیرشونده و یا سالم باشد. تومور شبیهسازی شده توانایی رشد از mm1/0 تا mm25 را دارد. مدل پیشنهادی در چهار مرحله زمانی: کروی، تشخیص اولیه ضایعه، تشخیص بیماری و مرگ ارزشیابی، و نتایج با دادههای تجربی مقایسه شده است. بررسیها نشان میدهد مدل ارائه شده در حالت کلی و به طورمتوسط دارای صحت 85% است.
مقاله کامل پژوهشی
آنالیز حرکت انسان
افسانه یاوری؛ مصطفی رستمی؛ علی استکی؛ علی تنباکوساز؛ مهدی یوسفی آذر
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، صفحه 75-84
چکیده
در سالهای اخیر، مطالعات بیومکانیک بسیاری در مورد پایداری بدن با بکارگیری دادههای سینماتیک انجام شده است. بیشتر تحقیقات، بر افراد بیمار با ناتواناییهای تعادلی متمرکز شده؛ تحقیقات بسیار اندکی برای دستیابی به قابلیتهای ورزشکاران به منظور بهبود اجرای حرکات سخت و پیچیده تعادلی انجام شده است. استفاده از روشهای ورزشکاران حرفهای ...
بیشتر
در سالهای اخیر، مطالعات بیومکانیک بسیاری در مورد پایداری بدن با بکارگیری دادههای سینماتیک انجام شده است. بیشتر تحقیقات، بر افراد بیمار با ناتواناییهای تعادلی متمرکز شده؛ تحقیقات بسیار اندکی برای دستیابی به قابلیتهای ورزشکاران به منظور بهبود اجرای حرکات سخت و پیچیده تعادلی انجام شده است. استفاده از روشهای ورزشکاران حرفهای در تعادل، میتواند اطلاعاتی باارزش را حول فنون تعادل و پارامترهای مؤثر در ایجاد تعادل به مربیان ارائه کند. در این مطالعه پایداری دینامیک محلی سیستمهای اسکلتی- عضلانی، هنگام اجرای حرکات تعادلی ارزیابی شده است. شرکت 8 ورزشکار غیرحرفهای و 6 ورزشکار حرفهای تالو در ورزش ووشو، الگوی مسیر حرکت مرکز جرم و تغییرات مرکز فشار حین اجرای حرکت تعادلی برای ارزیابی کمی نوسانهای وضعیتی بدن مطالعه شد. حرکت ورزشکاران بر روی صفحه نیرو انجام شد و با استفاده از 6 دوربین تحلیل حرکت، پارامترهای سینماتیک حرکت، در فضای سه بعدی اندازهگیری و ثبت شدند. با استفاده از تئوری پایداری لیاپانف، پایداری حرکت و سطح آمادگی ورزشکاران بررسی، و الگوی صحیح اجرای حرکات تعادلی YSPHتعیین شد. نتایج این پژوهش نشان داد نوسانات شدید مرکز جرم و مرکز فشار بدلیل عدم اتخاذ الگوی حرکتی مناسب و سطح آمادگی، و نیز ترکیب بدنی ورزشکاران در اجرای حرکات تعادلی است(p<0.05).
یادداشت کوتاه پژوهشی
پردازش سیگنالهای حیاتی
مینا امیری؛ ادموند زاهدی؛ فریدون بهنیا
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، صفحه 85-95
چکیده
وجود ارتباط بین بیماریهای عروق قلب و نحوه عملکرد لایه اندوتلیوم (داخلیترین لایه رگهای خونی) اثبات شده است. به منظور ارزیابی عملکرد این لایه، روشهای متعددی پیشنهاد شده که از آن میان به آزمون اتساع ناشی از جریان خون به طور گستردهای توجه شده است. در این آزمون مجرای خون در شریان براکیال بازو در مدت زمان مشخصی بسته شده؛ سپس رها میشود ...
بیشتر
وجود ارتباط بین بیماریهای عروق قلب و نحوه عملکرد لایه اندوتلیوم (داخلیترین لایه رگهای خونی) اثبات شده است. به منظور ارزیابی عملکرد این لایه، روشهای متعددی پیشنهاد شده که از آن میان به آزمون اتساع ناشی از جریان خون به طور گستردهای توجه شده است. در این آزمون مجرای خون در شریان براکیال بازو در مدت زمان مشخصی بسته شده؛ سپس رها میشود و تغییرات قطر شریان با استفاده از تصویربرداری اولتراسوند ثبت میشود. ابعاد و هزینه زیاد دستگاه تصویربرداری و وابستگی نتایج به نحوه عملکرد کاربر از محدودیتهای این روش به حساب میآیند. در این مقاله سعی شد با استفاده از ثبت سیگنال فوتوپلتیسموگرام حین اجرای آزمون بر این محدودیتها غلبه شود. تغییرات بخش AC سیگنال فوتوپلتیسموگرام پس از آزمون اتساع ناشی از جریان خون با استفاده از مدل خودرگرسیو مرتبه 2 مدلسازی شد و حساسیت ٪6/78 و قطعیت ٪6/81 و صحت ٪80 در طبقهبندی افراد سالم (16 نفر) از افراد دیابتی (14 نفر) به دست آمد. در این مطالعه تأثیر عوامل جنسیت، سن، نوع دیابت و مدت زمان ابتلا به دیابت بررسی نشده است.