کنفرانس مهندسی پزشکی
سال:1380 | دوره:10 |تعداد مقالات:20

در اینجا یک مدل وقایع گسسته برای بازشناسی گفتار پیوسته فارسی مستقل از گوینده ارایه شده است. در این مدل شبکه عصبی جلو سوی با تاخیر زمانی TDNN با دو لایه پنهان برای بازشناسی وقایع صوتی سیگنال گفتار تعلیم داده شده است.وقایع (events)، اتفاقات گذرا و لحظه ای خاصی هستند که در سیگنال صحبت رخ می دهند و حاوی اطلاعات قابل توجهی می باشند. در تعریف آنها از تجربیات زیست شناختی و عصب شناختی شنوایی و همچنین اطلاعات زبانشناختی و بررسی نحوه تولید آواهای زبان فارسی استفاده شده است.علاوه بر آن با تحلیل خطاهای سیستم های بازشناسی بر پایه فریم و یا بر پایه بازشناسی مرز واجها و انجام آزمایشات ریاضی مختلف بر روی پارامترها سعی شده کلاسهای مختلف وقایع به گونه ای معرفی شوند که بیانگر نواحی گذرا و سریع سیگنال باشند و تناقضات موجود در نحوه برچسب دهی واحدها که مانع از یادگیری کامل شبکه ها می شدند را نیز برطرف کنند.در آزمایش از دادگان فارس دات و پارامترهای LHCB استفاده شده است و میزان صحت شناسایی وقایع توسط برنامه استاندارد NIST استخراج شده که نتایج در مقایسه با سایر روشها امیدوار کننده است.

برای تحلیل رفتار بدن انسان جهت حفظ تعادل ناگزیر از مدل کردن دینامیکی و کنترلی بدن انسان می باشیم. در این پژوهش با استفاده از روشهای موجود در طراحی کنترلرهای فازی بدون درگیرشدن در حل معادلات و پیچیدگی های مدل دینامیکی، کنترلری فازی بر اساس مدل پاندول معکوس طراحی نموده ایم که با توجه به متغیرهای حالت در مفاصل که از طریق حساسه ها در مدل های حقیقی اندازه گیری شده اند، گشتاورهای لازم در مفاصل را برای پایداری و حفظ تعادل بدست می دهد. در نهایت پاسخ بدن انسان تحت اغتشاش اعمال شده را با پاسخ کنترلر مقایسه نموده ایم که تطابق و سازگاری نسبی را نشان می دهد، نتایج حاکی از آن است که استراتژی کنترل در بدن انسان توسط مفاصل بطور مستقل صورت نمی پذیرد و با ترتیب خاصی انجام می شود. در حالیکه پاسخ کنترلر در مفاصل ران و زانو نسبت به عملکرد بدن تاخیر فاز را نشان می دهد، در مفصل مچ پا با تقدم زمانی نسبت به بدن اقدام می نماید. برای بدست آوردن نتایج دقیقتر باید از کنترلر های پیچیده تر استفاده نمود و نیز استراتژی کنترل توسط سیستم عصبی را در نظر گرفت.

در این کار تحقیقاتی در ابتدا با استفاده از الیاف پلی اتیلن ترفتالات (PET) و ماشین کشباف (Knitted machine) لوله های پارچه ای با قطر 8، 12، 18 میلی متر تهیه گردید. سپس لوله های پارچه ای با استفاده از روش الکتروشیمیایی به دو روش دینامیکی و استاتیکی با گرافیت پوشش داده شدند. نتایج حاصله از انجام بررسیها نشانگر ایجاد یک پوشش پایدار بر روی سطوح داخلی و خارجی پروتزهای عروقی بوده است.

در این مقاله کنترل کننده های شبکه عصبی از نوع CMAC و فازی از نوع Sugeno با یادگیری، برای تنظیم همزمان فشار متوسط شریانی و برون ده قلب در بیماران CHF بوسیله تنظیم نرخ تزریق داروهای سدیم نیتروپروساید (SNP) و دوپامین (DP) طراحی شده است. در طراحی این کنترل کننده از روش تقریب ژاکوبین فرآیند (بیمار) توسط علامت ژاکوبین استفاده شده است. تمام محدودیت های موجود در نرخ تزریق داروها در نظر گرفته شده است. با شبیه سازیهای کامپیوتری، صحت عملکرد کنترل کننده ها موردارزیابی قرار گرفته و در نهایت مقایسه ای بین این دو روش انجام شده است.

تاثیر جایگزینی SiO2 به جای P2O5 بر رفتار مکانیکی شیشه و شیشه سرامیکهای سیستم MgO-CaO-P2O5-SiO2 مورد مطالعه قرار گرفته است. با کاهش P2O5 و افزایش SiO2، چقرمگی شکست و استحکام شیشه سرامیکهای مورد مطالعه به دلیل بالا رفتن مقدار فاز ولاستونیت افزایش می یابد. برای اندازه گیری چقرمگی شکست از روشIndentation  و جهت اندازه گیری استحکام از روش «استحکام فشاری در امتداد قطر» استفاده شد. بررسی سطح نمونه ها به وسیله SEM/EDXA پس از غوطه وری در محیطSBF  حاکی از تشکیل لایه غنی از Ca وP  بر روی سطح می باشد. با اینکه سرعت تشکیل این لایه بر روی شیشه در مقایسه با شیشه سرامیک تفاوت می کند اما جایگزینی SiO2 به جای P2O5 بر سرعت تشکیل لایه HA بر روی سطح نمونه های با فاز معادل، تاثیر چندانی ندارد.

کنترل کوره به دلیل دارا بودن دینامیک غیر خطی از درجه بالا و نیز تاخیر زیاد و متغیر این سیستم حرارتی، از دشواری زیادی برخوردار است. در بسیاری از کاربردهای صنعتی هدف از کنترل، تثبیت دما در یک مقدار مشخص می باشد، اما در کاربردهای خاص و پیشرفته صنعتی، نظیر صنایع پلیمریزاسیون یا شیشه سازی و … هدف پیشبرد واکنشهای شیمیایی روی منحنی های مشخص دمایی است، بطوریکه دقت تعقیب این منحنی های دمایی با زمان، در کیفیت محصول نهایی نقش کلیدی دارد. برای گرم کردن کوره با شیب دلخواه همیشه می توان یک ورودی مشخص بدست آورد، اما شیب سرمایش آن در اختیار سیستم کنترل نمی باشد، زیرا تبادل حرارتی کوره با محیط اطراف، عامل اصلی سردشدن آن است. این محدودیت، از دیگر سرچشمه های دشواری کنترل سیستم است. از سوی دیگر چون شیب سرمایش کوره بسیار کمتر از شیب گرمایش آن است، هرگونه فراجهش در درجه حرارت کوره نسبت به مقدار مطلوب، به کندی از بین می رود و این بر دشواری کنترل می افزاید. در این مقاله، برای غلبه بر این مشکلات از یک کنترل کننده پیش بین تطبیقی استفاده شده است. پیش بینی برای غلبه بر تاخیر زیاد کوره لازم می باشد و انتخاب یک روش تطبیقی، بدلیل دینامیک متغیر و غیرخطی کوره اجتناب ناپذیر است. این کنترل کننده توانسته است بادقت بسیار خوب منحنیهای حرارتی مرجع را دنبال نماید. در قسمت اول این مقاله، مقدمه ای بر روشهای کنترل تطبیقی و روش بکارگرفته شده برای کنترل این کوره، ارایه شده است. در بخش دوم درباره تخمین و شناسایی سیستم به بحث پرداخته ایم. در قسمت سوم با استفاده از مدل بدست آمده برای سیستم به طراحی پیش بین و کنترل کننده تطبیقی برای سیستم پرداخته ایم و در بخش آخر نتایج آزمایشهای عملی ارایه شده و مقایسه ای بین آنها صورت گرفته است.

در این مقاله طراحی و ساخت یک سیستم تشخیصی ماورا صوتA-scan  بر پایه PC تشریح می گردد. سیستم حاصله می تواند جهت تشخیص سینوزیت های صورت و پیشانی و نیز جهت انجام آزمایشات مربوط به تشخیص نسوج بکار رود. به منظور جلوگیری از حذف هر گونه اطلاعات سیگنال بازگشتی، سخت افزار به گونه ای طراحی شده که امکام جمع آوری موج RF بازگشتی را فراهم می آورد. برای نمایش و پردازش اولیه سیگنال، نرم افزاری نوشته شده است که امکان نمایش بلادرنگ اکوهای بازگشتی را فراهم نموده و نیز توانایی انجام پردازشهای اولیه بر روی سیگنال را دارد. نتایج آزمایشگاهی بدست آمده حاکی از درستی عملکرد سخت افزار و نرم افزار سیستم می باشد.

این مقاله روش جدیدی را برای ایجاد جمعیت اولیه در الگوریتمهای ژنتیکی به نام  Noisy Normalمعرفی می کند. در این روش، برخلاف روش Quasi random، علاوه بر اینکه از تمام نقاط دامنه (در هر بعد) نماینده ای وجود دارد، نقاط انتخابی در اجراهای متفاوت تغییر نیز می کنند. با توجه به توزیع مناسب این نقاط، احتمال اینکه الگوریتم برای تعداد جمعیت کم در تله های احتمالی بیفتد، پایین می آید. روش ارایه شده مشکل توزیع نامناسب Pseudo random و همچنین مشکل عدم تصادفی بودن جمعیت اولیه و توزیع نامناسب برای توابع با ابعاد بالا در روش Quasi random را نیز اصلاح می نماید و منجر به پاسخ مطمئن تری می شود. نتایج آماری بدست آمده این مطالب را تایید می کنند.

برای اندازه گیری سرعت حرکت خون در طول زمان یک پریود قلب و بررسی آن با استفاده از پرتوهای ماورای صوت نیاز به تخمین فرکانسهای موجود در سیگنال بازگشتی می باشد. برای تخمین این فرکانسها از توزیعهای زمان - فرکانسی چو- ویلیام ویگنروبسل استفاده می کنیم. باتوجه به غیرایستا بودن سیگنال مورد بحث این روشها از روشهای مبتنی بر فرض ایستا بودن سیگنال مثل اسپکتروگرام مناسب تر می باشند. در این مقاله ابتدا برای سیگنال داپلر یک شبیه سازی انجام داده و پارامترهای هر یک از این روشها را برای بدست آمدن سیگنال داپلر واقعی بهینه نموده ایم. در نتیجه، پارامتر ثابت برای توزیع بسل 3.5 و برای توزیع چو- ویلیام برابر 6 بدست آمد. طول بهینه پنجره زمانی برای توزیع چو- ویلیام برابر 25 میلی ثانیه، برای توزیع بسل 15 میلی ثانیه و برای توزیع ویگنر 30 میلی ثانیه بدست آمد. همچنین سطح آستانه ای نیز برای کاهش اثرات جملات متقابل ولوبهای فرعی در نظر گرفتیم و این سطح را بهینه کردیم. برای نسبت سیگنال به نویزهای مختلف این روشها را با هم مقایسه کردیم در مجموع توزیع چو- ویلیام بهتر از سایر توزیعها عمل کرد و طیف را بهتر تخمین زد.

ایمپلنتولوژی به عنوان تخصص در رشته دندانپزشکی چند سالیست که ظهور کرده و با توجه به عمر کوتاه خود پیشرفتهای چشمگیری را داشته است. یکی از مباحث مطالعه چگونگی توزیع تنش در استخوان اطراف ایمپلنت بوده که از فاکتورهای موثر در Osseointegration می باشد. در این مقاله سعی شده تا با استفاده از روش المانهای محدود این بررسی بر روی چند مدل خاص با شرایط هندسی یکسان صورت پذیرد.

تصویرگیری اشعه X، به دلیل فراوانی کاربرد، جایگاه ویژه ای را در میان روشهای متفاوت تصویرگیری دارا بوده و از جهات مختلف توجه محققین را به خود جلب نموده است. یکی از این زمینه ها تفکیک تصاویر اشعه X (رادیوگرافی) است که علیرغم استفاده از روشهای گوناگون تاکنون نتایج قابل قبولی نداشته است. در این تحقیق با علم به اینکه علت عمده عدم موفقیت روشهای مختلف تمرکز موضعی هیزتوگرام این تصاویر است، از الگوریتمهایی برای تغییر هیستوگرام استفاده شده و سپس روشهای مدل مختلط با استفاده از الگوریتمEM وFCM  و الگوریتم طبقه بندیC-Means  و روش آستانه یابی بر روی تصاویر اعمال گشته اند. نتایج نشان دهنده مقدار بیتشر درصد نقاط درست تفکیک شده در هر ناحیه و سرعت بیشتر اجرای الگوریتمها در موقع یکنواخت سازی هیزتوگرام است.

در این مطالعه سعی بر آن است تا با استفاده از روش المانهای محدود و مدلسازی استخوان تیبیا و فیکساتور خارجی قاب در طی پنج مرحله ترمیم استخوان در محل شکستگی توزیع تنش در فیکساتور و استخوان مشخص گردیده و با تغییر فاصله دورترین پین نسبت به نقطه شکستگی و تغییر قطر پین در هر پنج مرحله این توزیع تنش مقایسه گردد.

دراین مقاله تشخیص بیماریهای قلبی ناشی ازتغییرات قطعهST  در سیگنال الکتروکاردیوگرافی (ECG) با استفاده از شبکه های عصبی(Radial Basis Function Networks) RBFN  مورد مطالعه قرار گرفته است. سیستم از یک پردازنده شبکه های عصبی و یک تشخیص دهنده تشکیل یافته است. شبکه های شعاعی اساسی RBFN برای پیاده کردن شبکه های عصبی در سیستم استفاده شده است که در پاسخ به وردی ECG سازمان می یابد. تشخیص دهنده، یک نقطه پیک (Peak) وR  را به عنوان نقطه مرجع، آشکارسازی کرده و از سیگنال ECG قلب، پریودهایPORST  را استخراج می کند. سپس قطعات ST را شناسایی کرده و به عنوان ورودی برای تشخیص تغییرات یا عدم تغییرات در قطعه ST به شبکه عصبی اعمال می کند. در آموزش شبکه های عصبی (Training) سیستم سازمان یافته و خصوصیات الگوی ECG ها را که برای هر مریض فرق می کند برای تشخیص می آموزد.

در این مقاله نتایج تحقیقات برهمکنش لیزر پالسیHF با مینای دندان با استفاده از روشهای نوین اپتیکی، انحراف پرتوگرمایی(PTD) و طیف نگاری گزارش می شود. نتایج نشان می دهد که مینای دندان با 90% محتوای هیدورکسی آپاتیت (HA) در 47Jcm-2 آغاز به کندگی می کند و دمای محاسبه شده در آن لحظه 200oC می باشد. با درنظر گرفتن ضرایب اپتیکی k و n برای این ماده و قله های جذب هیدروکسی آپاتیت در طول موجهای(2.7-2.8) mm  لیزر HF، مقدار فوق به@ Jcm25-2  با دمای حدود 100oC تقلیل می یابد که کاملا با سایر تایج تطابق دارد. آزمایش PTD نشان داد که در شاریدگی های پایین تر از آستانه، امواج گرمایی ساطع می شود که کمک می کند تا اطلاعات بیشتری در مورد ماده بدست آوریم. همچنین نتایج طیف نگاری گویای این نکته است که عنصر اصلی مینا کلسیم بوده که بین (420-620) nm قابل آشکارسازی است.

این مقاله یک مدل عددی از سیستم قلب و عروق انسان را ارایه می دهد. مدل با استفاده از روابط ریاضی حاکم بر سیستم قلب و عروق، شبیه سازی را انجام می دهد. در این مدل سیستم قلب و عروق به چندین قسمت تقسیم شده و رفتار هر تکه از رگ با خواص الاستیسیته، مقاومت و اینرسی خون داخل رگ شبیه سازی شده است. تغییرات قدرت پمپ کنندگی بطنها (انقباض عضلات بطنها) بصورت توابع نیم سینوسی در نظر گرفته شده است. پس از تکمیل مدل، معادلات حاکم بر سیستم استخراج شده که در نهایت 34 معادله دیفرانسیلی بدست آمده است. این معادلات شامل محاسبه مقادیر دبی، حجم و فشار خون در بخشهای مختلف سیستم قلب و عروق می باشند که با یکدیگر کوپل بوده و باید همزمان حل شوند. حل معادلات حاکم بر سیستم توسط نرم افزار  MATLAB(SIMULINK)و به روش Runge_Kutta انجام گرفته است. نتایج بدست آمده از مدل با مقادیر فیزیولوژیکی تطابق قابل قبولی دارد. مدل فوق قادر است به ازای تعداد ضربانهای مختلف قلب شبیه سازی را انجام دهد که در این مقاله تاثیر فرکانس های مختلف بر عملکرد قلب نیز نشان داده شده است. مدل توانایی شبیه سازی بیماریهای مختلفی را دارد که در این مقاله فقط بیماری VSD مدل شده است.

بیماری نکروز شدن سر استخوان ران (Avascular Necrosis Of Femoral Head) یا ANFH یک بیماری شایع ارتوپدی می باشد. این بیماری در مراحل پیشرفته نیاز به عمل جراحی کاشت استخوان دارد. تشخیص بافتهای نکروز شده در مراحل اولیه بیماری کمک میکند تا پزشک درمان را آغاز کرده و از پیشرفت بیماری و نیاز به عمل جراحی پیشگیری کند. در این مقاله روش جدیدی برای جدا سازی بافتهای نکروز شده سر استخوان ران از تصاویر MRI ارایه شده است. در این روش ابتدا نواحی سالم سر استخوان را جدا میکنیم. برای جداسازی نواحی سالم استخوان سه روش با هم مقایسه شده اند. سپس سر استخوان را با یک مدل بیضیگون سه بعدی مدل میکنیم. پارامترهای مدل را با الگوریتم Simulated Annealing و از روی مرز نواحی سالم بدست می آوریم. بعد از جدا کردن استخوان، برای آنکه پزشک بتواند محل و میزان نواحی سالم و نکروزه شده را بصورت سه بعدی مشاهده کند، سطح استخوان را توسط آلگوریتم Marching Cubes بازسازی کرده و آن را بصورت سه بعدی نمایش می دهیم.

سایش سطوح مفصلی و آزاد شدن ذرات حاصله در بدن بیمار یکی از مهمترین عوامل ناکارآمدی مفاصل مصنوعی، بخصوص پروتزهای زانو، محسوب می شود. سایش سطوح مفصلی عمدتا از تنشهای تماسی و در نتیجه مساحت سطوح تماس مفصلی تاثیر می پذیرد. مطالعات انجام شده در این زمینه عموما به بررسی تغییرات سطح تماس در زوایای اولیه و میانی خمش زانو پرداخته اند. در این مطالعه، سطح تماس اجزای رانی و ساقی یک پروتز متداول زانو، در زوایای مختلف خمش از جمله خمش در جه تقریبا مشابه و دارای متوسط 173 میلیمتر مربع بود. بیشترین سطح تماس در زاویه خمش 120 درجه برابر 247 و کمترین سطح تماس در زاویه خمش 140 درجه برابر 72 میلیمتر مربع بدست آمد. با ترکیب نتایج حاصله و داده های نیرو تنشهای تماسی متوسط در زوایای مختلف خمش محاسبه شدند. نتایج تحقیق، خطر فعالیتهای بدنی شامل خمش عمیق زانو را در بیماران استفاده کننده از پروتز تایید می کنند.

نایکنواختی در ارسال و دریافتRF  یکی از مهمترین عوامل ایجاد نایکنواختی در تصاویر MRI بوده و در مطالعات کمیMRI یک عامل مهم خطا به شمار می رود. بخشی از این نایکنواختی مشخصه ذاتی کویلهای RF بوده و بخشی دیگر از آن ناشی از برهم کنش میدانRF با ماده مورد تصویر برداری است. در این مقاله بکمک روشی که قبلا توسط همین گروه مطرح شده بود، نایکنواختی میدانRF  ارسالی یک کویل حجمی سر در دو فانتوم روغن و آب و همچنین در شرایط in vivo مغز اندازه گیری و با هم مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهند که نایکنواختی RF در فانتوم آب بیشتر از مقدار نایکنواختی در فانتوم روغن است. نشان داده شد که این مقدار حتی از نایکنواختی B1 در شرایط in vivo نیز بیشتر است. شکل نایکنواختی نشان می دهد که در شرایط آزمایش، هم در فانتوم آب و هم در شرایط in vivo، اثر موجهای ایستا غالب است.

پروتزهای اندام تحتانی در انواع زیر زانو و بالای زانو به صورت گسترده مورد استفاده جانبازان و معلولین میهنمان قرار می گیرند. در سالهای اخیر تلاشهایی برای تولید داخلی برخی از اجزا این سیستمها انجام گرفته است اما بدلیل عدم وجود امکانات استانداردسازی و آموزشهای کیفی، جایگزینی آنها به جای اجزا خارجی با مشکل مواجه بوده است. در این تحقییق، بررسی آزمونهای کیفی پروتزهای اندام تحتانی بطور کلی، و طراحی و ساخت سیستم آزمونها یساختاری مطابق استاندارد ایزو 10328 بطور خاص، مورد نظر بوده است. بر اساس مطالعات انجام شده یک دستگاه تست خستگی ویژه پروتزهای اندام تحتانی طراحی و ساخته شد. دستگاه فوق قادر است بار متناوب 50N 1330N را با فرکانس یک تا شش هرتز و برای تعداد سه میلیون سکیل در هر آزمون در امتداد معین به نمونه های آزمون وارد نماید. برای سنجش داده ها و کنترل سیستم از مدارها و کارتهای واسطه و کامپیوتر استفاده شد. آزمایشات متعددی به منظور ارزیابی کارآیی دستگاه انجام گردید. در آزمایش بررسی نمونه صلب، انحراف ماکزیمم و مینیمم نیرو از مقادیر استاندارد به ترتیب 5 و 2 نیوتن اندازه گیری گردید که در فرکانس 3HZ به 73 و 34 نیوتن افزایش یافت. شکل موج نیرو که در فرکانس 1HZ سینوسی و پایدار بود با افزایش فرکانس بارگذاری بتدریج غیرسینوسی و غیریکنواخت گردید. در آزمایش بر روی نمونه پروتز بدلیل تغییر شکل اجزا پروتز، شکل منحنی غیرسینوسی ولی در فرکانسهای پایین یکنواخت و پایدار بود. در انتها، آزمون استاندارد به تعداد 1.5 میلیون سیکل بر روی یک نمونه پروتز اجرا شد و اثرات ایجاد شده در اجزا پروتز مورد بررسی قرار گرفتند.

یکی از معضلات ثبت سیگنالهای الکتروکاردیوگرام(ECG)  اضافه شدن نویز برق شهر، نویز سرگردانی خط مبنا و سیگنالEMG  به آن است. در این مقاله هدف ارزیابی روشهای مختلف حذف نویز سرگردانی خط مبنا است. این نویز ناشی از آرتیفکتهای تنفسی و حرکتی، جابجایی الکترودها و حرکت آنها روی بدن بیمار است و باعث ایجاد یک سطح شناور روی سیگنالECG  می شود. در اینجا برای حذف این نویز فیلترهای دیجیتال معمولی، فیلترهای وفقی، فیلترهای وفقی سری، فیلترهای وقفی ویولت و روشTSC بررسی و ارزیابی می شوند. نتایج بدست آمده نشان دهنده برتری روشهای وفقی سری و روشTSC نسبت به سایر روشهای به کار رفته است.