مقاله کامل پژوهشی
سیده سعیده زاهدی حقیقی؛ سید محمود سخایی؛ محمدرضا دلیری
دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، صفحه 95-104
چکیده
یکی از راههای ارتباط انسان و کامپیوتر بر پایهی شناخت احساسات است. در این مقاله، مسالهی تشخیص احساسات با استفاده از سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، با توجه به خاصیت غیرایستایی EEG، توابع مد ذاتی (IMF) با استفاده از تجزیهی مد تجربی (EMD) استخراج شده و سپس ۳ IMF اول انتخاب شده است. هر IMF با پنجرهای یک ...
بیشتر
یکی از راههای ارتباط انسان و کامپیوتر بر پایهی شناخت احساسات است. در این مقاله، مسالهی تشخیص احساسات با استفاده از سیگنال الکتروانسفالوگرام (EEG) مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، با توجه به خاصیت غیرایستایی EEG، توابع مد ذاتی (IMF) با استفاده از تجزیهی مد تجربی (EMD) استخراج شده و سپس ۳ IMF اول انتخاب شده است. هر IMF با پنجرهای یک ثانیهای به تکههای کوچکتری تبدیل شده و ویژگی توان از هر قسمت استخراج شده است. سپس با استفاده از یک نگاشت مناسب، موقعیت الکترودها درسیستم ۱۰-۲۰ به موقعیت پیکسلها در یک تصویر تبدیل شده و ویژگیهای استخراج شده به عنوان مولفههای رنگ پیکسل در نظر گرفته شده است. برای تعیین کلاس ظرفیت، تمام تصاویر تولید شده به عنوان ورودی به یک شبکهی یادگیری عمیق داده شده و کلاس بالا یا پایین ظرفیت (خروجی شبکه) مشخص شده است. از همین روش برای تعیین کلاس برانگیختگی نیز استفاده شده است. برای بررسی روش پیشنهادی از پایگاه دادهی DEAP استفاده شده است. با انتخاب تصویر با اندازهی ۱۷×۱۷، میانگین دقت و انحراف معیار طبقهبندی برای ظرفیت برابر با 58/78% و 9/3 و برای برانگیختگی برابر با 66/78% و 1/3 به دست آمده که در مقایسه با نتایج کارهای مشابه بهبود قابل توجهی داشته است.
مقاله کامل پژوهشی
شبکه عصبی / شبکه عصبی بیولوژیکی و مصنوعی
حامد عباسی؛ شاهرخ شجاعی؛ نسیم نادری
دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، صفحه 105-115
چکیده
امروزه جهت تصمیمگیری در مورد بسیاری از عملهای جراحی قلب و بررسی شرایط و آمادگی بیمار برای انجام عمل جراحی، از روش اندازهگیری مقاومت عروق ریوی استفاده میشود. اگر مقدار این مقاومت از یک حد آستانه بالاتر باشد، بیمار به عنوان غیرقابل عمل در نظر گرفته شده و حتی گاهی درمانهایی برای کاهش مقاومت عروق ریوی در مراحل اولیهی بیماریهای ...
بیشتر
امروزه جهت تصمیمگیری در مورد بسیاری از عملهای جراحی قلب و بررسی شرایط و آمادگی بیمار برای انجام عمل جراحی، از روش اندازهگیری مقاومت عروق ریوی استفاده میشود. اگر مقدار این مقاومت از یک حد آستانه بالاتر باشد، بیمار به عنوان غیرقابل عمل در نظر گرفته شده و حتی گاهی درمانهایی برای کاهش مقاومت عروق ریوی در مراحل اولیهی بیماریهای این عروق انجام میشود که برای پیگیری کاهش مقاومت عروق ریوی نیز لازم است تا این پارامتر مجددا اندازهگیری شود. در حال حاضر تنها معیار برای اندازهگیری این پارامتر، استفاده از روشهای کاتتریسم است که روشی تهاجمی بوده و با عوارض جانبی زیادی همراه است. هدف از انجام این تحقیق، ارائهی یک روش غیرتهاجمی به جای روش تهاجمی کاتتریزاسیون قلبی، از طریق پیشبینی مقاومت عروق ریوی بر مبنای دادههای اکوکاردیوگرافی توسط شبکههای عصبی مصنوعی میباشد. این تحقیق روی 591 بیمار صورت گرفته است. پس از انجام اکوکاردیوگرافی برای تمامی بیماران، دادههای اکوکاردیوگرافی (mPAP، dPAP، sPAP، PCWP، CO) به عنوان ورودی شبکهی عصبی و مقاومت عروق ریوی تمام بیماران (حاصل از کاتتریزاسیون قلبی) به عنوان خروجی شبکهی عصبی مورد ارزیابی قرار گرفته و در نهایت ارتباط بین دادههای اکوکاردیوگرافی و PVRcath به دست آمده است. برای بررسی عملکرد شبکهی عصبی پیشنهادی، به طور معمول از 75% دادهها برای آموزش و از 25% دادهها برای آزمون استقاده شده و همچنین برای آموزش بهتر شبکهی عصبی، این نسبتها تغییر داده شده است. در نتایج پیادهسازی، میانگین مربعات خطا به ترتیب برای دادههای آموزش و آزمون شبکهی عصبی پیشنهادی در مدل اول برابر با 37/0 و 27/0، در مدل دوم برابر با 67/14 و 76/10 و در مدل سوم برابر با 82/15 و 58/9 به دست آمده است.
مقاله کامل پژوهشی
پردازش سیگنالهای حیاتی
سمیه رئیسدانا؛ سمانه صفری
دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، صفحه 117-134
چکیده
در این پژوهش، یک طرح بازاریابی عصبی توسط پردازش سیگنالهای EEG انجام شده و در آن میزان علاقهمندی افراد جامعه به خرید یک کالای تزئینی نسبتا لوکس مورد ارزیابی قرار گرفته است. سیگنالهای مغزی 24 شرکت کننده در هنگام تماشای تصاویر سنگهای زینتی (که بر اساس معیارها و شاخصهای ارزیابی متداول در امور اقتصادی، دارای مزیت نسبی در صادرات است) ...
بیشتر
در این پژوهش، یک طرح بازاریابی عصبی توسط پردازش سیگنالهای EEG انجام شده و در آن میزان علاقهمندی افراد جامعه به خرید یک کالای تزئینی نسبتا لوکس مورد ارزیابی قرار گرفته است. سیگنالهای مغزی 24 شرکت کننده در هنگام تماشای تصاویر سنگهای زینتی (که بر اساس معیارها و شاخصهای ارزیابی متداول در امور اقتصادی، دارای مزیت نسبی در صادرات است) ثبت و پردازش شده تا اطلاعات معناداری از فعالیت مغزی که درگیر فرایند احساسی/دوستداشتن و تصمیمگیری/انتخاب است به دست آید. سیگنالهای ثبت شده در فاز تحریک و انتخاب، برای حذف نویزها و آرتیفکتها در چند مرحله پیشپردازش شدهاند. سپس برای به دست آوردن نواحی فعال مغز هنگام تماشای سنگهای ارزشمند، دادههای 19-کانالهی EEG توسط ابزارهای چندگانه پردازش شده است. نگاشت مغزی و آنالیز منطقهای نشان میدهد که فعالیت نواحی اکسیپیتال>فرونتال>لیمبیک بیش از سایر نواحی مغز بوده و همچنین نیمکرهی چپ بیش از نیمکرهی راست فعالیت داشته است. در فاز بعدی، ویژگی غیرخطی آنتروپی تقریبی از سیگنالها استخراج شده و از آن برای آموزش شبکهی عصبی-فازی استفاده شده است. شبکهی نوروفازی به عنوان طبقهبند اتوماتیک جهت آموزش و پیشبینی انتخاب افراد به کار گرفته شده است. نتایج حاصل از این پردازش دارای صحت 25/86% و دقت 4/87% در کلاسبندی سهگروهه (دو گروه خوشایند و یک گروه ناخوشایند بر حسب انتخابهای کابران) میباشد. در فاز نهایی، با استفاده از اطلاعات به دست آمده از پرسشنامهای که توسط شرکت کنندگان تکمیل شده، بعد از جلسهی ثبت، آنالیز آماری ناخودآگاه و خودآگاه توسط آزمون t، آنالیز واریانس و رگرسیون انجام شده است. نتایج آزمون آماری حاکی از وجود تفاوت معناداری بین شناخت خوشانیدی و ناخوشایندی در انتخاب بین گروه خانمها و آقایان و در انتخاب انواع سنگها میباشد. همچنین با استفاده ازنتایج آزمون آماری، فرضیهی عدم وجود تفاوت معنادار میان انتخابهای خودآگاه و ناخودآگاه، مردود شد.
مقاله کامل پژوهشی
بیوالکتریک
الیاس ابراهیمزاده؛ حمید سلطانیانزاده؛ بابک نجار اعرابی؛ سید سهراب هاشمی فشارکی؛ جعفر مهوری
دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، صفحه 135-145
چکیده
با توجه به رزولوشن زمانی خوب EEG و رزولوشن مکانی مناسب fMRI، ترکیب اطلاعات همزمان آنها میتواند باعث بهبود عملکرد مکانیابی شود. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از اطلاعات این دو مدالیته در یک ثبت همزمان، به مکانیابی کانونهای صرعی پرداخته شود. از این رو، نخست از طریق شناسایی وقایع اینترایکتال و میانگینگیری، یک الگوی ...
بیشتر
با توجه به رزولوشن زمانی خوب EEG و رزولوشن مکانی مناسب fMRI، ترکیب اطلاعات همزمان آنها میتواند باعث بهبود عملکرد مکانیابی شود. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از اطلاعات این دو مدالیته در یک ثبت همزمان، به مکانیابی کانونهای صرعی پرداخته شود. از این رو، نخست از طریق شناسایی وقایع اینترایکتال و میانگینگیری، یک الگوی اسپایکر مستخرج از EEG خارج اسکنر ساخته شده و سپس از طریق اعمال همبستگی متقابل بین این الگو و سیگنال EEG درون اسکنر، یک سیستم خودکار به منظور استخراج اطلاعات زمانی لحظهی وقوع حادثه طراحی شده است. پس از آن رگرسور به دست آمده بعد از کانوالو شدن با تابع پاسخ سیستم همودینامیک (HRF) از طریق مدل GLM به مکانیابی کانونهای صرعی پرداخته است. این مطالعه روی 6 بیمار صرعی موضعی مقاوم به دارو که در آزمایشگاه ملی نقشهبرداری مغز از آنها ثبت داده صورت گرفته، انجام شده است. نتایج روش پیشنهادی با اطلاعات ارائه شده در EEG برای هر 6 بیمار هماهنگی داشته و از این میان برای 4 بیمار که کاندید جراحی مغز بودند، اطلاعاتی اضافه ارائه کرده است. نتایج به دست آمده حاکی از بهبود صحت و دقت مکانیابی نسبت به روشهای پیشین میباشد.
مقاله کامل پژوهشی
بیوالکتریک
فرزانه کیوانفرد؛ عباس نصیرائیمقدم
دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، صفحه 147-158
چکیده
مغز به عنوان پیچیدهترین عضو بدن انسان، از جنبههای مختلفی مورد مطالعه قرار میگیرد. بیشترین منشا این پیچیدگی از آنجا ناشی میشود که با وجود ثبات معماری ساختاری (اتصالات فیزیکی)، اتصالات کارکردی دینامیک و مختلفی در مغز وجود دارد. در بیماریهای مغزی، معمولا هر دو اتصال ساختاری و کارکردی مغز و همچنین ارتباط میان آنها دچار ...
بیشتر
مغز به عنوان پیچیدهترین عضو بدن انسان، از جنبههای مختلفی مورد مطالعه قرار میگیرد. بیشترین منشا این پیچیدگی از آنجا ناشی میشود که با وجود ثبات معماری ساختاری (اتصالات فیزیکی)، اتصالات کارکردی دینامیک و مختلفی در مغز وجود دارد. در بیماریهای مغزی، معمولا هر دو اتصال ساختاری و کارکردی مغز و همچنین ارتباط میان آنها دچار تغییر شده و علایم رفتاری متفاوتی را ناشی میشود. مطالعهی تغییرات اتصالات مغزی در اینگونه بیماریها، به شناخت بهتر ارتباط میان ساختار و کارکرد مغز کمک میکند. یکی از اختلالات روانی رایج، بیماری اسکیزوفرنی است که از سایر بیماریهای روانشناختی، وخیمتر بوده و هر دو بخش ساختار و کارکرد مغز را به طور گستردهای درگیر میکند. در میان روشهایی که تا کنون برای بررسی ارتباط میان دادههای مغز پیشنهاد شده، رویکرد آنالیز توام، به دلیل توانایی استخراج اطلاعات متناظر در چند مدالیته، مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. با وجود یافتههای ارزشمند این روشها، از آنجا که آنالیز آنها تا کنون محدود به واکسلهای تصویر بوده، اطلاعاتی از ارتباط میان اتصالات مغزی با استفاده از این روشها فراهم نشده است. در این پژوهش از الگوریتم پیوندی آنالیز مولفههای مستقل به منظور تحلیل ارتباط میان تغییرات اتصالات کارکردی و ساختاری مغز بیماران اسکیزوفرنی در مقایسه با افراد سالم استفاده شده است. نتایج این مطالعه تایید میکند که ارتباط میان اتصالات مغزی الزاما به صورت یک-به-یک نمیباشد. همچنین یافتههای این پژوهش نشان داده که تغییرات اتصالات ساختاری مانند فاسیکولوس طولی فوقانی و فاسیکولوس طولی تحتانی با تغییرات کارکردی در نواحی مختلف مغزی مانند لوبهای گیجگاهی و پیشانی مرتبط است. با مقایسهی قدرت گره و طول کوتاهترین مسیر در زیرشبکههای به دست آمده، کاهش بازدهی در انتقال موازی اطلاعات کارکردی در بیماران اسکیزوفرنی مشاهده گردید. با توجه به این یافتهها میتوان نتیجه گرفت که آنالیز توام در سطح اتصالات مغزی میتواند به درک بهتر ارتباط میان تغییرات به وجود آمده در اتصالات ساختاری و کارکردی مغز کمک کند.
مقاله کامل پژوهشی
فاطمه پورحسنزاده؛ سید حجت سبزپوشان؛ دانیال نوزادمکوندی
دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، صفحه 159-175
چکیده
سرطان یکی از عوامل اصلی مرگ در دنیای امروز است. مدلهای ریاضی و کامپیوتری میتواند به محققان در درک بهتر این بیماری و بهبود روشهای درمانی فعلی کمک کند. مدلهای جدید ارائه شده ممکن است به معرفی روشهای درمانی جدیدی منجر شود. در این مقاله، یک مدل اتوماتای سلولی شبکهی مربعی از رشد تومور جامد، بدون رگ و ناهمگون با در نظرگرفتن اثر ...
بیشتر
سرطان یکی از عوامل اصلی مرگ در دنیای امروز است. مدلهای ریاضی و کامپیوتری میتواند به محققان در درک بهتر این بیماری و بهبود روشهای درمانی فعلی کمک کند. مدلهای جدید ارائه شده ممکن است به معرفی روشهای درمانی جدیدی منجر شود. در این مقاله، یک مدل اتوماتای سلولی شبکهی مربعی از رشد تومور جامد، بدون رگ و ناهمگون با در نظرگرفتن اثر سیستم ایمنی ارائه شده است. در نظر گرفتن توام ناهمگونی زمانی و مکانی در فرایند رشد که در بسیاری از مدلها در نظر گرفته نشده، یکی از نوآوریهای این مدل است. علاوه بر اندرکنش سلول سالم-تومور، هر سلول تومور در شبکهی مدل میتواند با سلولهای ایمنی در همسایگی خود نیز اندرکنش داشته باشد. فرار و حتی نجات سلول توموری از سلولهای ایمنی و در نظر گرفتن مدلی ساده برای نمایش اثر فراخوانی سیستمهای ایمنی به بافت مورد مطالعه، از دیگر نوآوریهای این مقاله به شمار میرود. در این تحقیق، قوانین تغییر حالات هر سلول با استفاده از مدلی تصادفی تعریف شده است. شبیهسازیها در این مقاله برای دو حالت با/بدون در نظر گرفتن سیستم ایمنی انجام شده است. علاوه بر نمایش گرافیکی دوبعدی رشد، پارامترهای کسر رشد و کسر نکروتیک به عنوان خروجیهای مدل در نظر گرفته شده است. شبیهسازیها نشان میدهد که مدل با ساختار ناهمگون، نتایج سازگارتری با بیولوژی سرطان داشته و با دادههای تجربی انطباق بیشتری دارد. همچنین شبیهسازیها نشان میدهد که تعداد سلولهای موثر ایمنی با دینامیکی مشابه سلولهای توموری افزایش مییابد. در این مقاله همچنین به مقایسهی نتایج حاصل از شبیهسازیها با نتایج مطرح شده در مراجع و بررسی تاثیر پارامترهای مدل در مراحل مختلف رشد از نقطهنظر درمانی پرداخته شده است.
مقاله کامل پژوهشی
بیومکانیک
مهدی باقری روچی؛ مهرداد داودی؛ محمد پرنیانپور
دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، صفحه 177-187
چکیده
تغییر در الگوهای فعالیت عضلانی یکی از عوامل و نیز پیامدهای کمردرد غیراختصاصی مزمن به شمار میرود. در مطالعات اخیر استفاده از سینرجی عضلانی به عنوان راهکاری ارزنده برای تحلیل نحوهی همکاری عضلات در حرکات بدن معرفی شده است. در این مقاله، روش مطالعاتی جدیدی برای مدلسازی بالاتنه و استخراج سینرجیهای عضلانی متغیر با زمان در حرکات ...
بیشتر
تغییر در الگوهای فعالیت عضلانی یکی از عوامل و نیز پیامدهای کمردرد غیراختصاصی مزمن به شمار میرود. در مطالعات اخیر استفاده از سینرجی عضلانی به عنوان راهکاری ارزنده برای تحلیل نحوهی همکاری عضلات در حرکات بدن معرفی شده است. در این مقاله، روش مطالعاتی جدیدی برای مدلسازی بالاتنه و استخراج سینرجیهای عضلانی متغیر با زمان در حرکات صفحهای خم شدن کمر ارائه شده است. از این رو، با در نظر گرفتن 18 عضلهی تاثیرگذار و تابع هزینهی ترکیبی کمینهی جرک- انرژی، 24 حرکت و الگوهای عضلانی متناظر آنها شبیهسازی شده است. جهت بررسی نقش سرعت، الگوی فعالیت عضلانی به دو بخش تونیک، برای غلبه بر نیروی گرانش و بخش فازیک، متناسب با سرعت حرکت بالاتنه تقسیمبندی شده است. در ادامه برای هر جهت، سه زمان دستیابی به هدف برابر با 75/0، 1 و 2 ثانیه لحاظ گردیده است. نتایج نشان میدهد که 77% از الگوی عضلانی حرکات کمر با استفاده از 4 سینرجی فازیک و 4 سینرجی تونیک حاصل میگردد. سینرجیهای به دست آمده کاملا تحت تاثیر جهت و سرعت حرکت میباشند به گونهای که هر جفت از سینرجی فازیک و تونیک در یکی از جهتهای اصلی بیشترین تاثیر را ایفا میکنند. از طرفی افزایش سرعت، باعث افزایش ضریب بزرگی و سریعتر فعال شدن سینرجیهای فازیک نسبت به حالت معمول میشود. در ادامه با در نظر گرفتن حرکت ترکیبی 45 درجه خمش به جلو همراه با 30 درجه خمش به چپ، 2/77% از الگوهای عضلانی حرکت با استفاده از سینرجیهای متغیر با زمان بازسازی شده است. میتوان گفت که استفاده از سینرجیهای عضلانی، توضیح مناسبی را برای چگونگی همکاری عضلات در تولید حرکت در جهتها و سرعتهای مختلف ارائه میدهد.