ارزیابی کمی محافظ انتخابی درون صفحه ای بافت ها در توموگرافی کامپیوتری از طریق ارزیابی دوز جذبی و کیفیت تصویر

Quantitative assessment of selective in-plane shielding of tissues in computed tomography through evaluation of absorbed dose and image quality

چکیده
مقدمه
مواد و روش
حفاظ ها و مدل انسانی
سی تی اسکن چندگانه، دستیابی و بازسازی
دوزسنجی
کیفیت تصویر
نتایج
دوزسنجی
کیفیت تصویر
بحث
منابع

چکیده
هدف این مطالعه بررسی کارایی محافظت انتخابی درون دستگاه در افراد بالغ با ارزیابی کمی کاهش دوز و کیفیت تصویر به دست آمده است. برای ارزیابی دوز جذب شده و کیفیت تصویر از لوازم جانبی موجود در بازار برای محافظت از لنز چشم، تیروئید و پستان و یک نماد انسانی در درون دستگاه استفاده می شود. دوز اندام و انرژی کل با استفاده از روش مونت کارلو با در نظر گرفتن ولتاژ لوله، جریان لوله و نوع اسکنر ارزیابی شد. کیفیت تصویر به عنوان نویز در بافت نرم کمی شد. استفاده از محافظ عدسی، دوز مورد نظر را در لنز 27٪ و در مغز 1٪ کاهش می دهد. محافظ تیروئید دوز تیروئید را 26٪ کاهش می دهد. محافظ پستان دوز پستان ها را تا 30٪ و ریه ها را 15 % کاهش می دهد. انرژي كل (بدون محافظ/محافظت نشده) 88/86 mJ براي توموگرافي کامپیوتری (CT) مغز، 64/60 mJ براي CT ستون فقرات گردني و 289/260 mJ براي CT اسكن قفسه سينه بود. در صورت استفاده از محافظ بیسموت، می توان افزایش نویز تصویر را در محدوده هایی مشاهده کرد. کاهش دوز مشاهده شده در اندام و انرژی کل را می توان با کاهش جریان لوله به طور موثرتری به دست آورد. بنابراین استفاده از محافظ انتخابی درون دستگاه ناامیدکننده است.

مواد و روش
حفاظ ها و مدل انسانی
سپرهای محافظ درون دستگاه با نام لباس محافظ رادیویی (شرکت F&L Medical Products Co.، Vandergrift، PA، USA) موجود هستند. آن ها از ورق های نازک و انعطاف پذیر لاتکس حاوی 3.4 گرم بر سانتی متر مربع بیسموت تشکیل شده اند. ابعاد محافظ لنز چشم 14 × 3.5 سانتی متر مربع، سپر تیروئید 15 × 8.5 سانتی متر مربع است و ابعاد هر یک از ورق های تشکیل دهنده این جفت محافظ پستان 20 × 25 سانتی متر مربع بود. لبه های سپرها گرد و متناسب با فرم بدن طراحی شده است. یک مدل Rando انسانی (آزمایشگاه فانتوم، سالم، نیویورک، ایالات متحده آمریکا) نشاندهنده جمجمه و تنه یک مرد 175 سانتی متری با وزن 73.5 کیلوگرم بر اساس تقاضا در یک قطعه ساخته شد تا اثر محافظ انتخابی بر کیفیت تصویر و دوز جذب شده را بررسی کند. این فانتوم از مواد مصنوعی تشکیل شده و تراکم و ضعف اشعه ایکس بافت ریه و بافت نرم در اسکلت انسانی را نشان می دهد [11]. دو ماژول پستان متشکل از مواد بافت (موم زنبورهای عسل) از هر کدام 260 سانتی متر مکعب می توانند به فانتوم اضافه شوند.

سی تی اسکن چندگانه، دستیابی و بازسازی
به منظور محاسبه دوز و ارزیابی کیفیت تصویر، اسکن CT چندگانه(MSCT) فانتوم از یک اسکنر Aquilion16CFX (توشیبا، ژاپن) (120 کیلوولت، 16 × 1 میلی متر، 100 میلی آمپر) به دست آمد. میدان دید اسکن (SFOV) 400 میلی متر بود. در مجموع 259 تصویر به صورت برش های نزدیک هم با ضخامت 4 میلی متر که کل فانتوم را پوشش می دهد، بازسازی شد. میدان دید بازسازی شده 400 میلی متر بود و از ماتریس تصویر 5122 استفاده شد. اسکن ها از پنج ساختار مختلف ساخته شده اند. هر اسکن به منظور افزایش دقت در ارزیابی نویز، دو بار تکرار شد. ساختارهای انتخاب شده اسکن شامل دو مورد بدون محافظ، به ترتیب با و بدون ماژول های پستان و سه شکل با محافظ به ترتیب با محافظ لنز چشم، سپر تیروئید و سپر پستان بود.

دوزسنجی
برای اهداف دوزسنجی، مدل وکسل از سی تی اسکن فانتوم انسانی به دست آمد. تصاویر اصلی به 256 × 256 پیکسل کاهش یافت. وکسل های مربوطه به صورت 1.6 × 1.6 × 4 میلی مترمکعب کاهش یافت. محل قرارگیری لنز چشم و تیروئید در داخل فانتوم وکسل توسط رادیولوژیست (AS) مشخص شد. بافت پستان و ریه را می توان به راحتی تشخیص داد.

تصویربرداری In Vivo CEST MR از رگزایی تومور مغزی موش U87 با استفاده از ماده کنتراست هدفمند LipoCEST در 7 T

In Vivo CEST MR Imaging of U87 Mice Brain Tumor Angiogenesis Using Targeted LipoCEST Contrast Agent at 7 T

روش ها
کشت های سلولی و مدل حیوانی
معرف های همسنجی LipoCEST
دریافت MRI
پردازش داده
بافت شناسی و میکروسکوپ فلورسنس
نتایج
تعیین خصوصیات LipoCEST و همسنجی MT
تشخیص in vivo در LipoCEST
حساسیت سیگنال LipoCEST در محیط In vivo
دوام و اختصاصیت سیگنال lipoCEST در محیط in vivo
جمع شدن RGD-LipoCEST و αvβ3 در تومورهای مغزی
بحث
نتیجه گیری
منابع

LipoCEST معرف های همسنجی پارامغناطیس پوشیده شده-لیپوزوم (CA) بر پایه انتقال اشباع تبادل شیمیایی هستند که در MRI مولکول های زیستی کاربرد دارد. ویژگی های جذاب آن ها شامل قابلیت سازگاری زیستی، حساسیت زیرنانومولار و امکان عمل روی بیومارکرهای هدف است. ما تصویربرداری MR را با استفاده از lipoCEST هدف که به صورت داخل وریدی تزریق می شد، نشان دادیم. یک lipoCEST کمپلکس های Tm(III را حمل می-کند که با تری پپتید RGD (RGD-lipoCEST) کونژوکه می شود تا پذیرنده های αvβ3 را که در رگزایی تومور دخالت دارند را هدف قرار دهد و با یک lipoCEST غیرکونژوکه مقایسه شود. تومورهای مغزی موش های آزمایشگاهی فاقد غده تیموس بودند و از طریق تزریق داخل مغزی سلول های U87MG انجام شد و در 7 T بعد از تزریق داخل وریدی دو عامل متقابل تصویربرداری صورت گرفت (n=12 برای هر گروه). تبادل اشباع شیمیایی توالی انتقال MSME طی دو ساعت با میانگین فواصل زمانی دریافت 13.5 دقیقه انجام شد. سیگنال انتقال اشباع تبادل شیمیایی در تومور و نواحی جانبی حدود 1% بود، و پس از 2 ساعت به حدود 0.3% کاهش یافت. در حالی که سیگنال RGD-lipoCEST در ناحیه تومور حدود 1.4 % بود و حدود 2 ساعت دوام داشت. رنگ آمیزی  هیستوشیمیایی نشاندهنده یک تجمع RGD-lipoCEST با پذیرنده های αvβ3 در ناحیه تومور است. این نتایج اساس گامی دلگرم کننده به سمت تصویربرداری MRI درون سلولی از رگزایی تومور با استفاده از تزریق داخل وریدی lipoCEST است.

روش ها
کشت های سلولی و مدل حیوانی
همه آزمایش ها بر اساس قواعد سختگیرانه توصیه شده در انجمن اروپایی (609/86) و انجمن ملی فرانسه (848/87) برای مراقبت و استفاده از حیوانات آزمایشگاهی انجام شدند. رده سلولی گلیوما بدخیم در انسان، U87MG از ATCC خریداری شد (Rockville, MD) و در مکمل تعدیل شده Dulbecco در Eagle حاوی سرم جنین گاوی 10% ، گلوتامین 1% و گلوتامیسین 1% کشت شد. کشت ها در محیط کنترل شده با دمای 37 درجه سانتی گراد یا 5% CO2 انکوبه شدند و دو یا سه باردر هفته از آن عبور کردند. تومورهای مغزی با تزریق داخل مغزی سلول های U87MG، 1.2×105 سلول در 2 میکرولیتر به موش های بدون تیموس و دارای نقص ایمنی NU/NU تحریک شدند (Janvier, France). موش ها در ابتدا با مخلوطی از کتامین/زایلازین بیهوش شدند (50/7.5 mg/kg, i.p.) و در داخل یک محفظه قرار گرفتند. یک سوراخ 1 میلی متری در جداره چپ جمجمه ایجاد شد تا اجازه عبور سرنگ همیلتون جهت تزریق سلول های U87MG داده شود. حدود 2-3 هفته بعد، وقتی قطر تومور بین 2 و 5 mm بود، موش ها برای تصویربرداری MR برده شدند.

معرف های همسنجی LipoCEST
LipoCEST با میانگین قطر هیدرودینامیک، dH حدود 170 نانومتر توسط موسسه تحقیقاتی گوربت (آلبانی-سوس بویس، فرانسه) تولید شد (3). هر نانوذره lipoCEST حاوی یک لیپوزوم است که در آن کمپلکسی از تولیوم (4، 7-بیس کربوکسی متیل-1، 4، 7، 10 تترا-آزا سیکلودودکا-1- y1)-استیک اسید، با دو مولکول آب پیوند برقرار کرده است. غلظت لیپید کل حدود 23 mM بود و با کالیبره کردن با عنصر فسفر تایید شد که از طریق اندازه گیری اسپکتروسکوپی گسیل اتمی پلاسمای جفت شده القا شده (ICP-AES) پس از معدنی سازی و از طریق کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC) بعد از رسوب لیپوزوم ها در متانول بود. غلظت نهایی اتم های تولیوم TM (III) نیز توسط ICP-AES پس از معدنی سازی تعیین شدند و حدود 13 mM بود. بر اساس این اندازه گیری ها، غلظت کمپلکس های TM (III) به دام افتاده حدود 250 mM محاسبه شد و غلظت نانوذرات موجود در محلول Cn حدود 48 nM بود. غشای لیپوزومی حاوی مخلوطی از لیپیدها بود

معماری هوشمند محیطی مبتنی بر زمینه MRPM 12 ضربه ای فیلتر FIR نیم باند بیشتر حساسیت زدایی شده برای سیگنال EEG

Ambient intelligence architecture of MRPM context based 12-tap further desensitized half band FIR filter for EEG signal

چکیده
1. مقدمه
2. اثر مربوط
3. روش ارائه شده
4. نتایج و مباحث
5. نتیجه گیری
منابع

چکیده
فیلتر نیم باند ساخته شده با ساختاری آبشاری از فیلتر FIR عدم حساسیت پاسخ فرکانس را با توجه به کمی سازی ضریب کاهش می دهد. فقدان در حساسیت ضریب را می توان با فیلتر FIR نیم- باند حساسیت زدایی شده، بیشتر کاهش داد. یک فیلتر حساسیت زدایی شده دیجیتال شامل فیلتر نیم باند اول و دوم متصل به یک آبشار بین ورودی و خروجی فیلتر دیجیتال است. طراحی آنالیز سیگنال های (EEG) الکتروانسفالوگرام با معماری (FIR) فیلتر پاسخ پالس محدود نیم- باند انجام می شود. این اثر FIR نیم باند 12- ضربه اضافی حساسیت زدایی شده، یگ (MRPM) افزاینده (ضرب کننده) دهقان روسی تغییر یافته کارآمد را با یک بخش (SQRT CSLA) جمع کننده گزینش رقم نقلی ریشه مربعات به کار می گیریم، لازم به ذکر است که (SQRT CSLA) به منظور کاهش سخت افزار در واحد (MAC) ضرب کننده و جمع کننده استفاده می شود. طراحی فیلتر ارائه شده برای آنالیز سیگنال های EEG با سخت افزار کاهش یافته در مونیتورینگ مربوط به مراقبت های بهداشتی برای محیط پیرامون به کار گرفته می شود. روش ارائه شده کاهش 38.5% در تعداد LUTها، کاهش 47.49% در تعداد تکه ها، کاهش 8.16% در تاخیر (نانو ثانیه) و کاهش 29.80% در قدرت (mw) را به معرض نمایش می گذارد.

2. اثر مربوط
2.1. ضرب کننده دهقان روسی
RPM یکی از بهترین الگوریتم های ضرب است. این به قانون «ضرب و تقسیم» بستگی دارد. به منظور ضرب و تقسیم پیاده سازی داده های دیجیتال، شیفترهای چپ و راست استفاده می شود. جمع کننده ها، شیفترهای چپ، شیفترهای راست، تسهیم کننده های 2:1 در RPM استفاده می شود. این روش آسان برای ضرب دو مقدار بیت «n» بصورت مفصل توسط کومار و رابی (2016) تشریح می شود. در این ضرب، این مشتمل بر 3 مرحله است،
• نسل تولید جزئی (PPG)
• کاهش درخت والاس (WTR)
• واحد اضافه نهایی (FAU)

ساختار تغییر یافته ضرب کننده دهقان روسی در شکل 2 نشان داده شده است. در (MDRPM) ضرب کننده دهقان روسی دیجیتال تغییر یافته تنها شیفترهای چپ برای ارائه نتایج PPG استفاده می شود. (RWTG) نسل کاهشی درخت والاس به منظور ثبت نتایج PPG توسعه می یابد. ترکیب کمپرسورهای 5-2، 3-2، 4-2 و نصف جمع کننده ها در ضرب کننده درخت والاس کاهش یافته، در چهار بخش مختلف از مراحل کاهش تولیدات جزئی به کار گرفته می شود. اضافه دو داده بیت «n» با استفاده از (MSQRTCSLA) SQRTCSLA تغییر یافته 16- بیتی انجام می شود.

بلوک نسل رقم نقلی در SQRT CSLA زمان محاسباتی بیشتری را در فرایند اضافه نمودن خرح می کند. SQRTCSLA با استفاده از بلوک کاهش یافته CG تنها چند گیت AND دارد و گیت های OR به منظور تولید خروجی رقم نقلی استفاده می شوند، هم چنان که در SQRTCSLA مرسوم تعداد بالایی از گیت های AND و OR به کار گرفته می شود. MSQRTCSLA شامل DRPM است همانطور که توسط اوتیاکومار و کامالراج (2017) تشریح می شود.

اثرات القا شده در یک ضربان ساز مجهز به سیستم شارژ انتقال انرژی بی سیم

Induced Effects in a Pacemaker Equipped With a Wireless Power Transfer Charging System

1 . مقدمه
2 . تنظیمات سیستم
3 . مدل ریاضی
4 . کاربردها
5 . نتیجه گیری
منابع

این مقاله تداخل الکترومغناطیسی (EMI) درون سیستمی را در یک تنظیم کننده ی ضربان قلب مجهز به سیستم شارژ انتقال توان بیسیم (WPT) بررسی می کند. کاربرد WPT در تنظیم کننده بسیار نوین می باشد، و هیچ نتیجه ای در مورد اثرات ممکن EMI، که توسط جریان سیم پیچ WPT در سرپوش تنظیم کننده ضربان تولید می شود، تاکنون منتشر نشده است. برای این منظور، یک روش میدان/ مدار شبیه سازی اصلی و کارآمد ارائه شده است، تا ولتاژهای القایی در سرپوش تنظیم کننده را پیش بینی کند. در محاسبات عددی، تنظیم کننده ی ضربان با کویل ثانویه ی WPT و یک سرپوش تنظیم کننده، در یک مدل پیچیده ی بدن انسان، کاشت می شود. نتایج عددی توسط اندازه گیری ارزیابی می شوند، که سازگاری خوبی دارند. رویکرد ارائه شده، یک ابزار مناسب برای تست های سازگاری EMI تنظیم کننده و ارزیابی امنیت، مفید می باشد.

2 . تنظیمات سیستم
هنگامی که تنظیم کننده مجهز به سیستم شارژ WPT می شود، کویل ( سیم پیچ) اولیه در سطح بدن قرار می گیرد، در حالی که کویل دوم درون بدن، به عبارت دیگر، در تنظیم کننده، قرار دارد [1] و [2]. جریان های کویل WPT، یک میدان مغناطیسی متغیر با زمان تولید می کنند که برای انتقال القایی توان مورد نیاز می باشد، اما این میدان می تواند جریان و ولتاژی بر سرپوش های تنظیم کننده با خطر تولید EMI در مدارات تنظیم کننده و مشکلاتی برای قلب، القا کند [5] – [9].

با در نظر گرفتن تنظیم کننده با یک سرپوش تک قطبی، تنظیم کننده ی ضربان یک الکترود کاتدی دارد که درون قلب قرار می گیرد، در حالی که آند، محفظه ی فلزی تنظیم کننده می باشد [شکل 1a]. مسیر بازگشت جریان درون بدن انسان به وضوح تعریف نشده است [شکل 1b]. در روش ارائه شده، فرض می شود سرپوش تک قطبی یک TL غیر یکنواخت تحریک میدانی می باشد. بنابراین، سرپوش به تعدادی بخش TL سری (شکل 1c) تقسیم (گسسته سازی) می شود، که تحریک آن ها به ناحیه حلقه ای محدود به سرپوش و مسیر بازگشت جریان، بستگی دارد.

3 . مدل ریاضی
A . مدارهای معادل
پس از گسسته سازی سرپوش تک قطبی، مدار معادل TL تحریک شده با میدان، می تواند یا یک سری آبشاری از شبکه های دو پورتی فعال پارامتر مجموع، مدلسازی می شود. مدار معادل مجتمع i امین بخش سرپوش در دامنه فرکانسی در شکل 2a نمایش داده شده است، که در آن Zii = Ri + jωLii امپدانس سری، و Yii = Gi + jωCii ادمیتانس شانت می باشد، همچنین Ei و Ji منابع ولتاژ و جریان مستقل، به دلیل تحریک خارجی، می باشند [10]. منابع ولتاژ و جریان کنترل شده کوپل متقابل بین بخش های مختلف خط را نمایش می دهند. برای مورد آزمایشی، مدار معادل می تواند با صرف نظر از پارامترهای شانت، به عبارت دیگر با استفاده از تقریب فرکانس پایین (LF)، ساده سازی شود (شکل 2b).

ارزیابی SAR از تلفن همراه نزدیک به ضربان ساز کاشته شده در بدن انسان

SAR Evaluations of Mobile Phone Close to a Pacemaker Implanted in Human Body

چکیده
1 . مقدمه
2 . تحلیل عددی
3 . نتایج عددی
4 . ارزیابی های تجربی
5 . نتیجه گیری
منابع

چکیده
اخیرا، تداخل الکترومغناطیسی (EMI) تنظیم کننده ضربان قلب ایمپلنت شده با تلفن همراه بسیار مورد بررسی قرار گرفته است. برای این دستگاه، انجمن متخصصان ملی ژاپن توصیه کرده است که تلفن همراه را در فاصله ای امن از دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب قرار دهید. بعلاوه، ارزیابی تعامل بین موج الکترومغناطیسی (EM) و بدن انسان در حال انجام است. بنابراین، جذب انرژی EM توسط بدن انسان به ویژه در اطراف تنظیم کننده ضربان قلب، که در این حالت تلفن همراه در جیب پیراهن بیمار حامل دستگاه قرار دارد، کاملا ارزیابی شده است. محاسبه ی توزیع نرخ جذب خاص (SAR) اطراف مدل دستگاه تنظیم کننده ضربان، که در یک مدل نیم تنه مستطیلی متوازی الاضلاع قرار داده شده است، و هنگامی که یک مدل تلفن همراه در مجاورت آن قرار دارد، فراهم شده است. بعلاوه، SAR به صورت تجربی نیز به کار رفت، تا این محاسبات عددی ارزیابی شوند. تاکید می شود که توزیع SAR می تواند از حضور یا غیاب مدل تنظیم کننده ضربان، تخمین شود. بعلاوه، نتایج اندازه گیری توزیع SAR با محاسبات سازگار می باشند، بنابراین اعتبار آن تایید شده است.

2 . تحلیل عددی
شکل های 1a و 1b، آنتن PIFA قرار گرفته روی یک پایه فلزی، و ویژگی S11 آنتن را در فضای آزاد نشان می دهند. شکل 1b نشان می دهد که PIFA در فرکانس 2GHz رزونانس می کند (تشدید می شود). خط ثابت، نتایج محاسبه، و خط منقطع نتایج اندازه گیری می باشند. قراردادی مناسب بین اندازه گیری و محاسبه به دست آمد. شکل 2 یک مدل تنظیم کننده ضربان را نشان می دهد. این مدل در مرجع [6] آمده است. محفظه ی تنظیم کننده ابعادی برابر 40 x 30 x 6 mm3 دارد، و قطر سیم سربی 2 mm و طول آن 240 mm می باشد. الکترود در قلب جاگذاری می شود تا پتانسیل میوکاردی مشخص شود. ابعاد آن 6 x 6 x 6 mm3 می باشد.

شکل 3 مدل ارائه شدهبرای محاسبات عددی را نشان می دهد. مدل تنظیم کننده در یک فانتوم نیم تنهی مستطیلی قرار گرفته است، و PIFA روی یک پایه فلزی در مجاورت این نیم تنه قرار گرفته است. PIFA در فرکانس 2 GHz عمل می کند، و توان خروجی 0.25 W خواهد بود. در این بخش، نیم تنه به یک مستطیل متوازی الاضلاع ساده شده است، که ویژگی های الکتریکی آن با عضلات انسان یکسان می باشند [7]. این خصوصیات به صورت زیر می باشند – گذردهی نسبی εr = 54.2، رسانایی σ = 1.5 S/m در فرکانس 2 GHz، و چگالی ρ = 1040 kg/m3. PIFA در فاصله 15 mm از سطح مدل نیم تنهی قرار می گیرد. این فاصله با استفاده از مرجع [8] انتخاب شده است. بعلاوه، PIFA در جهت z ( شکل 4a) و x (شکل 4b) قرار گرفته است، تا وابستگی آن به جهت پایه ی فلزی بررسی شود. جدول 1 پارامترهای محاسبات FDTD را لیست کرده است.

3 . نتایج عددی
در محاسبه ی SAR در اطراف مدل تنظیم کنند، PIFA در صفحه ی x-z اسکن می شود. شکل 4 ناحیه ی اسکن نقطه ی تغذیه ی PIFA قرار گرفته بر پایه فلزی را نشان می دهد. SAR زمانی محاسبه می شود، که نقطه ی تغذیه ی PIFA، با هر نقطه ی شبکه در شکل 4 تطابق داشته باشد. بعلاوه، SAR در هر موقعیت، به SAR میانگین 10-g تبدیل می شود [9]. در این قسمت، SAR میانگین 10-g در مقداری که SAR محلی دارای میانگین بافت 10 g باشد، تعریف می گرد.

محاسبات SAR در اطراف ضربان ساز قلبی کاشته شده توسط ترمینال رادیویی بی سیم

Calculations of SAR around Implanted Cardiac Pacemaker Induced by Wireless Radio Terminal

چکیده
1 . مقدمه
2 . مدل عددی
3 . نتایج محاسبات
4 . نتیجه گیری
منابع

چکیده
اخیرا، تداخل الکترومغناطیسی (EMI) یک تنظیم کننده ی ایمپلنت شده القایی با یک پایانه ی رادیویی سیار، بررسی شده است. با این حال، مطالعات کمی در مورد نرخ جذب خاص (SAR) در اطراف تنظیم کننده ی ضربان القایی توسط پایانه ی رادیویی سیار وجود دارند. در این مقاله، رابطه ی بین موقعیت تنظیم کننده قرار گرفته در یک مدل نیم تنه، مدل پایانه رادیویی بیسیم، و SAR مورد بررسی قرار می گیرند. در نتیجه محاسبات، احتمال افزایش SAR در برخی موارد مشاهده شده اند.

2 . مدل عددی
شکل 3 یک آنتن F معکوس صفحه ای با پایه ی فلزی را نشان می دهد، که پایانه ی رادیویی سیار را شبیه سازی می کند، و ضریب بازتاب آن در نقطه ی تغذیه محاسبه شده است. این آنتن در فرکانس 2 گیگاهرتز عمل می کند و توان خروجی برابر 0.25 وات می باشد. شکل 4 یک مدل تنظیم کننده ایمپلنت شده در مدل نیم تنه انسان را نشان می دهد. این مدل همانند مدل ارائه شده در مرجع [5] می باشد. در این بخش، محفظه ی تنظیم کننده دارای ابعاد 40 x 30 x 6 mm3 می باشد، و سیم سربی دارای قطر 2 میلی متر و طول 240 میلی متر می باشد. رابط بین محفظه ی تنظیم کننده و سیم سربی، یک فضای خالی 2 میلی متری دارد. شکل 5 آرایش مدل نیم تنه و مدل پایانه رادیویی سیار را نشان می دهد. نیم تنه با یک متوازی الاضللاع مستطیلی شکل شبیه سازی می شود، که ویژگی های الکتریکی آن همانند عضلات انسانی است [6]. آنتن در دو حالت، در راستای محور z ( شکل 5a) و در راستای محور x (شکل 5b)، قرار می گیرد. شکل 6 ناحیه ی اسکن نقطه ی تغذیه را نشان می دهد. در این مقاله، به منظور یافتن بدترین حالت ( موقعیت مدل پایانه ی رادیویی سیار و مدل تنظیم کننده ضربان)، تحت برخی فرضیات، مدل پایانه ی رادیویی سیار در ناحیه ی اسکن، تصویربرداری (اسکن) خواهد شد. در این بخش، مبدا مختصات در ناحیه ی اسکن، فضای خالی بین محفظه ی تنظیم کننده و سیم سربی می باشد. ناحیه ی اسکن تا زمانی که مقادیر SAR در مجاورت خود به طور مناسب کم باشد، بزرگ می شود.

مقادیر SAR هنگامی که نقطه ی تغذیه بر نقطه شبکه ی ناحیه ی اسکن، با تعریف زیر، منطبق شد، محاسبه می شوند.
(1) که در آن σ رسانایی بافت بیولوژیک [S/m]، ρ تراکم بافت بیولوژیک [kg/m3]، و E میدان الکتریکی (rms) [V/m] می باشند. به منظور محاسبه ی مقادیر SAR در هر نقطه، روش دامنه زمانی اختلاف متناهی (FDTD) [7] به کار رفته است. جدول 1 پارامترهای محاسبات FDTD را نمایش می دهد.

3 . نتایج محاسبات
شکل 7 ، SAR میانگین 10-g محاسبه شده را در منطقه ی اسکن، هنگامی که عمق تنظیم کننده برابر d = 14 mm می باشد، را نشان می دهد. از شکل 7a، حداکثر SAR میانگین 10-g در مبدا ناحیه ی اسکن، در جهت z آنتن، مشاهده می شود. از سوی دیگر در شکل 7b، حداکثر SAR ماینگین 10-g در نقطه ی x= 10mm و z= -30 mm مشاهده می شود. این نقطه موقعیتی است که سیم سربی در جهت x (قسمت طویل تر) تقریبا با مرکز پایه ی فلزی مدل پایانه ی رادیویی سیار هم پوشانی دارد. بعلاوه، حداکثر مقادیر هر دو SAR میانگین 10-g برابر 1.36 W/kg می باشند.

تشخیص تنگی دریچه آئورت با تجزیه و تحلیل همبستگی صداهای قلب فیلتر شده با موجک

Diagnosis of aortic valve stenosis by correlation analysis of wavelet filtered heart sounds

چکیده
1 .مقدمه
2. روش شناسی
3. نتایج
4. بحث
5. نتیجه گیری
منابع

چکیده
روش گوش دادن مرسوم توسط پزشکان عمومی (GP) همچنان با مشکلاتی همراه است و اغلب تنها در مراحل پیشرفته بیماری های مربوط به دریچه های قلب نتایج قابل توجهی فراهم می کند. امروزه تنگی و نارسایی های دریچه با دستگاه های اولتراسونیک دقیق اما پرهزینه تشخیص داده می شوند. هدف از این پژوهش ارائه یک روش جدید برای آنالیز صدای قلب به منظور تشخیص تنگی دریچه آئورت (AVS) بر اساس رویکرد تکنیک موجک و همبستگی است.

صدای قلب 81 بیمار (43 بیمار مبتلا به AVS، 11 شاهد سالم-REF و 27 بیمار مبتلا به بیماریهای دریچه ای دیگر –OVD) با یک استتوسکوپ الکترونیکی ضبط شده و بعد از فیلتر کردن با موجک، انولوپ ها محاسبه شدند. سه همبستگی بر اساس این انوولوپ ها اجرا شدند: 1) درون AVS، 2) درون گروه ترکیبی AVS+REF و 3) درون گروه ترکیبی AVS+OVD که به ضرایب همبستگی rAvS، rAVS/REF و rAVS/OVD منجر شدند.

نتایج نشان می دهند که rAvS، به میزان قابل توجهی بالاتر از rAVS/REF و rAVS/OVD است(P<0.01). این اختلافات در الگوهای صوتی بین گروه ها نشان می دهد که روش معرفی شده امکان تشخیص خودکار AVS را فراهم می اورد.

ما یک روش جدید برای طبقه بندی صدای قلب طراحی کردیم که به نظر می رسد که برای تشخیص بیماریهای دریچه قلب مناسب بوده و استفاده از ان برای پزشکان عمومی کم هزینه و آسان است.

2. روش شناسی
ما صدای قلب 81 بیمار را ثبت کردیم. تشخیص تمام بیماری های دریچه ای توسط یک کاردیولوژیست با تجربه تایید شد. صداهای قلبی با طول 15 ثانیه از ناحیه مختلف ثبت شدند (شکل1).

برای ضبط صداها از یک استتوسکوپ متصل به یک آمپلیفایر ECG تک لید استفاده شد. سیگنال ها با استفاده از یک کارت صدا با فرکانس نمونه برداری 44100 هرتز و رزولوشن 16 بیت دیجیتالی شده و به همراه اطلاعات بیمار در یک پایگاه داده ثبت شدند.

فاصله –RR (از ECG همزمان) مربوط به قطعات صوتی با نسبت سیگنال به نویز کمتر از آنالیز بیشتر کنار گذاشته شدند.با استفاده از آنالیز موجک، سیگنال های صدای قلب به 20 مقیاس فرکانسی تجزیه شدند. این مقیاس ها برای هر دوره ی قلبی به صورت مجزا استخراج شدند. علاوه بر این، یک انولوپ با طول استاندارد برای هر دوره محاسبه شد. با استفاده از این انولوپ ها یک الگوی نمایشی برای هر بیمار محاسبه شده و برای آنالیزهای همبستگی جهت یافتن تفاوت های ویژه بین گروه ها استفاده شد.

شکل 1. نواحی گوش دادن 1 تا 7
A. بیماران
سه گروه از بیماران در این مطالعه شرکت داده شدند. گروه اول شامل تمام بیمارانی بود که از AVS (تنگی خفیف، ملایم و شدید) رنج می بردند (جدول1)، این افراد همچنین به میزان کمی از تنگی یا نارسایی دریچه های دیگر نیز رنج می بردند. شدت AVS از روی استانداردهای اکورادیوگرافی نشان داده شده در جدول 2 تعیین شد. بیماران گروه دوم (OVD) از دیگر بیماری های مرتبط با دریچه های قلب به غیر تنگی دریچه آئورت رنج می برند. و گروه سوم افراد سالمی هستند که به عنوان شاهد (کنترل) در این مطالعه شرکت داده شده اند.

تصویربرداری آکوستیک قلب با استفاده از آرایه های میکروفون

Acoustic Imaging of Heart Using Microphone Arrays

چکیده
1.مقدمه
2.شبیه سازی ها
3.قطعه بندی
4.تست های تجربی
5.نتیجه گیری
منابع

چکیده
در این مطالعه یک روش جدید برای تصویربرداری صوتی از قلب پیشنهاد شده است. تصور می شود که قلب یک منبع صوتی گسترده است که از قسمت های مختلف خود صدا ایجاد می کند. از یک روش ثبت مالتی سنسور همزمان برای ثبت صدای قلب از دیواره قفسه سینه ی استفاده شد. با استفاده از تکنیک های جهت دهی پرتو، داده های ثبت شده با همدیگر ترکیب شده و یک نمایش دو بعدی یا سه بعدی از توزیع صدای قلب ایجاد کردند. این نقشه انرژی صوتی قلب در نقاط مختلف را نشان می دهد. شبیه سازی ها با آرایش های مختلف برای ارزیابی کارایی این سیستم انجام می شوند. صدای قلب بدون هیچگونه نیازی به سیگنال های زیستی دیگر و با استفاده از یک روش بدون نظارت قطعه بندی می شود. از این روش برای تفکیک صدای اول و دوم قلب استفاده می شود. سیگنال قطعه بندی شده در الگوریتم جهت دهی پرتو استفاده می شود. این کار منجر به ایجاد نقشه فضا-زمان برای صدای قلب در بازه های عملکردی مختلف می شود. دستگاهی برای ثبت صدای قلب از روی قفسه سینه طراحی و به کارگرفته شد.برای پردازش سیگنال جهت تشکیل یک تصویر دو یا سه بعدی، داده ها روی یک کامپیوتر شخصی ذخیره شدند. این روش تصویربرداری کم هزینه و غیر تهاجمی جنبه های جدیدی ارائه می دهد که با مطالعات بیشتر می تواند به پزشکان در تشخیص دقیق تر بیماری های قلبی کمک کند.

2.شبیه سازی ها
صوت یک موج مکانیکی است که با سرعتی در محیط پخش می شود که عمدتا به جنس محیط و شرایط آن بستگی دارد. صوت از یک منبع ایجاد شده و در محیط جریان می یابد و ما می توانیم با استفاده از یک سنسور مانند میکروفون آن را حس کنیم. قلب یک منبع صوت گسترده است که از بخش های مختلف خود صدا تولید می کند. این منبع را میتوان با برخی از نقاط منبع دیگر که جداگانه صوت تولید می کنند تخمین زد. اگر ما بتوانیم انرژی سیگنال هر نقطه را تخمین بزنیم با تلفیق این داده ها نقشه ای خواهیم داشت که انتشار صدای قلب از طریق توراکس را نمایش خواهد داد. در نتیجه تصویری شکل می گیرد که می توان آن را تصویری صوتی قلب نامید.

A. بیم فرمر تاخیر و جمع (Delay-and-sum beamformer)
بیم فرمینگ یکی از متداولترین راه حل ها برای یافتن مکان صوت است. در این پژوهش از یک بیم فرمر تاخیر و جمع برای یافتن منشاء صوت استفاده شد. روشن شده است که رزولوشن تصویربرداری برای قفسه سینه انسان نمی تواند بهتر از حدود 2 سانتیمتر باشد. بنابراین، بیم فرمر ناحیه کل سینه را با تمرکز بر هر نقطه در فاصله 1 سانتیمتری اسکن می کند. و انرژی سیگنال هر نقطه را تخمین زده و یک عدد بین 0 تا 1 بر اساس بیشنه و کمینه انرژی به آن نقطه می دهد.

B. مدل انتشار صوت در قفسه سینه انسان
خصوصیات صوتی قفسه سینه انسان به دلیل پیچیدگی کمتر شناخته شده اند. سرعت صدا از 23 متر بر ثانیه تا 1500 متر بر ثانیه متغییر است. با توجه به مطالعات پیشین، سرعت صوت در توراکس کم و در حدود 10 متر بر ثانیه است. سرعت صوت در دیواره قفسه سینه و بافت قلب حدود 1500 متر بر ثانیه است. مسیرهای هوایی بزرگ صوت را از با سرعت 222 تا 312 متر بر ثانیه انتقال می دهند. سرعت صوت پارانشیمی بین 23 و 6

تشخیص تنگی دریچه آئورت با استخراج پارامتر سیگنال های صوتی قلب

Diagnosing Aortic Valve Stenosis by Parameter Extraction of Heart Sound Signals

چکیده
مقدمه
روش شناسی
جمع آوری داده و بیماران
پردازش سیگنال
آنالیز موجک مالتی رزولوشن
قطعه بندی سیگنال ها
تبدیل فوریه کوتاه مدت و تبدیل موجک
استخراج پارامتر
آمار
نتایج
بحث
نتیجه گیری
منابع

چکیده
هدف از این مطالعه طراحی یک سیستم آنالیز سیگنال خودکار برای تشخیص صدای قلب بود. این سیستم باید به پزشک عمومی در تشخیص زودهنگام تنگی دریچه آئورت کمک کند تا نیاز به مداخلات جراحی را کاهش دهد. روش آنالیز به کار گرفته شده بر دسته بندی سیگنال های صدای قلب با استفاده از استخراج پارامتر استوار است. سری های جدید از تخریب موجک یک چرخه ی قلبی و همچنین از تبدیل فوریه کوتاه مدت (STFT) و طیف تبدیل موجک (WT) گرفته شدند. در چندین بخش، پارامترها استخراج شده و آنالیزگردیدند. علاوه بر این، خصوصیات تبدیل فوریه سریع (FFT) سیگنال خام نیز ارزیابی شدند. در این مطالعه 206 بیمار مشارکت داشتند که از میان آنها 159 نفر یا بیماری قلبی نداشتند یا بیماری قلبی آنها از نوع تنگ شدگی دریچه ی آئورت نبود و 47 نفر باقیمانده به درجات مختلفی (خفیف، ملایم و حاد) از تنگی آئورت مبتلا بودند. برای تفکیک گروه ها به منظور کاهش مجموعه پارامترها از تابع افتراقی خطی استفاده شد. حساسیت سیستم طبقه بندی دو سطحی معرفی شده برای تشخیص خودکار تنگی دریچه ی آئورت برای تنگ شدگی های حاد و متوسط 100% و برای تنگ شدگی های خفیف 75% بود. اختصاصیت این سیستم برای بیماران غیر مبتلا به تنگ شدگی دریچه ی آئورت 93.7% بود. روش ابداع شده در این مطالعه قوی و مقرون به صرفه بوده و استفاده از آن بسیار آسان است و به این ترتیب، می تواند یک روش مناسب برای تشخیص تنگ شدگی دریچه ی آئورت توسط پزشکان عمومی باشد.

روش شناسی
جمع آوری داده و بیماران
با استفاده از یک استتوسکوپ الکترونیکی و با یک پاسخ فرکانسی خطی از 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز، سیگنال-های صدای قلب 206 بیمار به مدت 15 ثانیه روی 7 ناحیه مختلف ضبط شد. یک ECG تک لید ضبط شد تا یک حدود برای سیکل های مجزای قلب به دست آید. هر دو سیگنال با استفاده از یک کارت صدای فراهم کننده نمونه برداری 44100 هرتز و رزولوشن 16 بیت دیجیتالی شده و در یک پایگاه داده به همراه یک گزارش اکوکاردیوگرافی تاییده شده توسط یک کاردیولوژیست ذخیره شدند.

با توجه به فواصل RR بدست آمده از سیگنال ECG، صداهای ضبط شده به دوره های قلبی مجزا تفکیک شدند. بنابراین، پیک های R به صورت خودکار تشخیص داده شدند که از یک الگوریتم خودتوسعه یافته بر اساس یافتن بالاترین دامنه ی دوره ای در سیگنال استفاده می کنند. تمام صداهای ضبط شده به صورت دستی ویرایش شدند. دوره های دارای نویزهای مشخص از آنالیز بیشتر کنار گذاشته شدند.

علاوه بر این، روشی یرای تشخیص صدای اول و دوم قلب به کار گرفته شد. این روش بر دو رویکرد مستقل استوار بود؛ محاسبه انرژی شانون سیگنالی که موجک آن در طول زمان فیلتر شده (0-172 هرتز) و توتال پاور محاسبه شده با جمع کردن تمام ضرایب هر پنجره تبدیل فوریه کوتاه مدت ((STFT) ( نیرو-زمان-STFT). دو نقطه بیشنه ی هر سری زمانی در چهارچوب های زمانی معین تشخیص داده شدند (صدای اول قلب: 0-150ms ، صدای دوم قلب: 350-600 ms ). این بیشینه ها در صورتی به عنوان صدای اول و دوم قلب پذیرفته می شدند که تفاوت جایگاه آنها در هر دو سری زمانی از 70ms تجاوز نمی کرد. محل صداهای قلب نهایتا از روی مقادیر میانگین جایگاه های بیشینه در هر دو سری زمانی محاسبه شد.

از تمام دوره های زمانی پذیرفته شده هر صدای ضبط شده، یک دوره قلبی مجزا بر اساس بالاترین میانگین ضریب همبستگی نسبت به سایر دوره های پذیرفته شده انتخاب شد. برای کاهش زحمت و زمان محاسبه تنها این دوره های قلبی منتخب در محاسبات دیگر استفاده شدند.

تجزیه و تحلیل های طولی افسردگی، اضطراب و افکار خودکشی نشان دهنده شیوع بیشتر در جمعیت شمالی هلند در طول قرنطینه COVID-19

Longitudinal analyses of depression, anxiety, and suicidal ideation highlight greater prevalence in the northern Dutch population during the COVID-19 lockdowns

چکیده
1- مقدمه
2- روش ها
3-نتایج
4- بررسی
5- نتیجه گیری
مراجع

چکیده

زمینه: بیماری همه گیری ویروس کرونا در سال 2019 منجر به افزایش بار سلامت روانی شده است.

اهداف: تحقیق و بررسی اختلال افسردگی شدید (MDD)، اختلال اضطراب فراگیر (GAD)، و شکل گیری افکار خود کشی در هلند در طی پانزده ماه اول این بیماری و سه قرنطینه در سراسر کشور.

روش: شرکت کنندگان تحقیق Lifelines Cohort – یک نمونه از جمعیت هلند- علائمی فعلی از MDD و GAD و افکار خودکشی را مطابق با بحران DSM-IV گزارش دادند. بین مارس 2020 و ژوئن 2021، 36106 شرکت کننده (از 18 تا 96 ساله) در مجموع به 629811 پرسشنامه در 23 نقطه زمانی پاسخ دادند. مسیرهای تحقیقاتی با استفاده از مدل های افزاینده تعمیم یافته در طی زمان تخمین زده شدند و با توجه به سن، جنسیت و سابقه MDD و GAD تجزیه و تحلیل شدند.

نتایج: ما مسیرهای غیرخطی را برای MDD و GAD با تعداد علائم و میزان شیوع بیشتر در طی دوران قرنطینه یافتیم. شیوع نقطه ای MDD و GADدر طی سومین دوران قرنطینه دشوار به ترتیب با مقدار88/2% (95 % CI: 2.76 %–3.05 %) و 92/2% (95 % CI: 2.76 %–3.08 %) در مارس 2021 به بالاترین مقدار خود رسید. زنان، بزرگسالان با سنین کمتر، و شرکت کنندگان با سابقه MDD و GAD به طور قابل توجهی علائم بیشتری را گزارش دادند. برای افکار خودکشی، ما افزایش خطی قابل توجهی را در طول زمان در شرکت کنندگان جوانتر یافتیم. برای مثال، افکار خودکشی در میان شرکت کنندگان 20 ساله در پایان ژوئن 2021 در مقایسه با شروع بیماری همه گیر 14/4 برابر افزایش یافته بود (CI: 3.09 %–6.96 %) 64/4% در مقابل 12/1% (CI: 0.76 %–1.66 %) محدودیت ها: یافته های ما باید مطابق با زمینه اجتماعی هلند و پاسخ سلامت عمومی دولت هلند در طی این بیماری همه گیر باشد که ممکن است با سایر مناطق در دنیا متفاوت باشد.

نتیجه گیری: تحقیقات ما شیوع بیشتر MDD و GAD را در طی دوران قرنطینه کووید 19 و افزایش افکار خودکشی را در میان بزرگسالان جوان نشان داد و آشکار کرد که این بیماری همه گیر و محدودیت های اعمال شده از سوی دولت بر روی سلامت روانی افراد تأثیرگذار است. یافته های ما شناخت های اجرایی را بر روی سلامت ذهنی افراد در طی بیماری همه گیر ارائه می دهد، که می تواند سیاست مداران و مراقبان بالینی را در طی قرنطینه ها و بیماری های واگیر دار آینده راهنمایی کند.

2- روش ها
اطلاعات کامل در اطلاعات گروهی، پرسشنامه دیجیتال و روش تجزیه و تحلیلمان را می توان در موارد تکمیلی مشاهده کرد.

2-1- گروه Lifelines کووید 19
     Lifelines گروهی بر اساس جمعیت آینده نگر چندگانه ای است که با طرحی منحصر به فرد سه نسل سلامت و رفتارهای مرتبط با سلامت 167729 نفر ساکنان شمال هلند را بررسی می کند. این گروه طیف گسترده  ای از روش های تحقیقاتی را در ارزیابی زیست-پزشکی، آمارگیری اجتماعی، عوامل وابسته به رفتار، جسم و روانشناسی را که در سلامت و بیماری عمومی جمعیت مشارکت دارند با تمرکز ویژه بر بیماری و ژنتیک های پیجیده، ارزیابی می کند.

     در مارس 2020، ابتکار تیم تحقیقاتی Lifelines برای کرونا به کار گرفته شد تا بر سلامت جسمانی و روانی افراد ساکن در سه منطقه شمالی هلند در طی بیماری کرونا توسط پرسشنامه های دیجیتال دقیق نظارت کنند. (Intyre et al., 2021b) گروه Lifelines کووید 19 در Lifelines گنجانده شده است که یک بانک اطلاعاتی تحقیقاتی بر اساس جمعیت گسترده چند نسلی آینده نگر است که بر اساس اطلاعات گسترده ای از سلامت، سبک زندگی و جمعیت شناختی جمع آوری شده است. (Scholtens et al., 2015; Stolk et al., 2008)

     رضایت کتبی در اختیار همه شرکت کنندگان قرار گرفت. نویسندگان اظهار می کنند که کلیه روش های به کار گرفته شده در این تحقیق مطابق با استانداردهای اخلاقی کمیته ملی و نهادی برآزمایشات انسان ها و بیانیه Helsinki سال 1975 است که در سال 2008 اصلاح شده است. همه روش های مرتبط با موضوعات انسانی توسط کمیته پزشکی دانشگاه Groningen هلند تأیید شده است. (2007/152)