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.

نسل دوم و سوم هارمونیک برای سوسپانسیون غیر رقیق ذرات پوشش داده شده با ناهمسانگردی دی الکتریک شعاعی

Second- and third-harmonic generations for a nondilute suspension of coated particles with radial dielectric anisotropy

1- مقدمه
2- پذیرفتاری های غیرخطی موثر برای SHG و THG
3- پذیرفتاری های SHG و THG برای مدل A
4- پذیرفتاری های SHG و THG برای مدل B
5- بحث و نتیجه گیری
منابع

چکیده
ما عبارت هایی را برای تانسورهای پذیرفتاری غیرخطی موثر برای تولید هارمونیک دوم (SHG) و تولید هارمونیک سوم القایی (THG) ذرات کامپوزیت غیرخطی را استخراج می کنیم، که در آن ذرات پوشش دار غیرآبکی با ناهمسانگردی دی الکتریک شعاعی بطور تصادفی در میزبان خطی قرار داده شده اند. دو نوع از ذرات پوشش دار در نظر گرفته شده اند. اولین نوع نوعی است که هسته دارای یک پذیرفتاری غیرخطی مرتبه دوم است و پوسته خطی و بطور شعاعی ناهمسانگرد است، درحالیکه دومین نوع نوعی است که هسته با ناهمسانگردی شعاعی خطی است و پوسته یک پذیرفتاری غیرخطی مرتبه دوم دارد. ما تاحدزیادی پذیرفتاری SHG و THG بهبود یافته ای را در چندین فرکانس تشدید پلاسمون خطی مشاهده می کنیم. برای مدل دوم، با توجه به فلزی بودن ماده پوششی، دو فرکانس تشدید بنیادی ωc1 و ωc2 وجود دارند، که اختلاف آن ωc2−ωc1 قویا وابسته به پارامتر بین سطحی و ناهمسانگردی دی الکتریک شعاعی می باشد. به علاوه، در هر دو سیستم، تنظیم ناهمسانگردی دی-الکتریک منجر به بهبود پذیرفتاری های SHG و THG القایی در فرکانس های تشدید پلاسمون سطحی نسبت به سیستم های همسانگرد متناظر می شود. بنابراین، هردو ساختار هسته پوسته و ناهمسانگردی دی الکتریک نقش مهمی در تعیین بهبود غیرخطی و فرکانس های تشدید سطحی ایفا می کنند.

2- پذیرفتاری های غیرخطی موثر برای SHG و THG
ما یک ماده بطور ماکروسکوپیکی ناهمگن شامل یک تعلیق غیرآبکی از ذرات پوشش دار غیرخطی واقع در یک میزبان خطی با ثابت دی الکتریک را در نظر می گیریم. هسته (یا پوسته) بصورت غیرخطی مرتبه دوم فرض می شود با توجه به این واقعیت که تقارن وارون در سطح شکسته شده است ]25،26[. رابطه مشخصه بین میدان جابجایی D و میدان الکتریکی E هسته و پوسته در مورد استاتیک بصورت زیر است

که در آن و iامین مولفه E و D هستند و مولفه های تانسور پذیرفتاری غیرخطی مرتبه دوم هسته یا پوسته می باشد. هنگامی که از یک میدان خارجی تکفام در امتداد محور z برای سیستم کامپوزیت استفاده می کنیم، پتانسیل ها و میدان های محلی در تمام فرکانس های هارمونیک ناشی از غیرخطیت درجه دوم ترکیبات درون کامپوزیت تولید خواهند شد. بنابراین در فرکانس های محدود، رابطه مشخصه در ذرات بصورت زیر خواهد بود ]22[

که در آن ثابت دی الکتریک وابسته به فرکانس در مولفه را نشان می دهد، در حالیکه پذیرفتاری های غیرخطی مرتبه دوم را ارائه می کند.هدف ما مطالعه پذیرفتاری های هارمونیک دوم و سوم موثر سیستم کامپوزیت می باشد. پذیرفتاریSHG غیرخطی موثر می تواند در شکل زیر نوشته شود ]21[

که در آن برای متوسط فضایی ارائه می شود، کسر حجمی مولفه است و فاکتور میدان محلی ارائه دهنده lامین مولفه کارتزین میدان الکتریکی خطی درون ذرات است هنگامیکه میدان خارجی درامتداد iامین جهت در فرکانس اعمال می شود. در اینجا، می خواهیم یادآوری کنیم که باید روی شاخص های تکراری مانند l و m و n در معادله (3) جمع زده شود.

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.

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.

منابع آموزش مهندسی ورزش

Resources for sports engineering education

چکیده
1. مقدمه
2.کتاب های مربوط به مهندسی و فیزیک ورزشی
3. عملکرد ورزشی تاریخی
4. قوانین و مقررات ورزشی
5.آیرودینامیک پرتابه
6.آیرودینامیک وسیله نقلیه
7. ضربه توپ
8. اصطکاک در ورزش
9. ورزش معلولین
10. ایمنی در ورزش
11. مواد ، ساخت و محصولات ورزشی
12. بیومکانیک
13. نتیجه گیری
منابع

چکیده
این مقاله به عنوان یک منبع راهنما در دسترس مربیان مهندسی ورزش می باشد. مقاله موضوعات اصلی در مهندسی ورزش ، از جمله اثرضربه توپ ، اصطکاک ، ایمنی و مواد را شامل می شود. منابع متنوعی برای ارائه و آموزش روشهای نوین یادگیری و جستجوی اطلاعات وجود دارند که از آن جمله میتوان به کتاب های درسی ، مقالات تحقیقاتی ، وب سایت ها و فیلم ها اشاره کرد. در این زمینه میتوان از منابع بیشتری که به طور خاص برای آموزش مهندسی ورزش طراحی شده اند ( به ویژه کتاب های درسی) بهره برد.

2. کتاب های مربوط به مهندسی و فیزیک ورزشی
تعدادی کتاب وجود دارد که به مباحث گسترده مهندسی و فیزیک ورزشی اختصاص داده شده است که میتواند نقطه شروع خوبی باشد. فوس و همکاران [7] اولین کتاب راهنمای مهندسی و فناوری ورزشی را بطور اختصاصی تهیه نمودند و اخیرا نیز انتشارات دیگری در زمینه ی فیزیک ورزشی منتشر شده است. [8–11]. Easterling نمای کلی از مواد موجود در تجهیزات ورزشی را ارائه می دهد ]12[، در حالی که هنگ [13] ارگونومی در ورزش را مورد بررسی قرار داده است. علاقه مندان به لباس های ورزشی و پوشاک می توانند به مقاله ی هایز و ونکاتامران مراجعه کنند [14].Dixon و همکاران ]15[خلاصه ای عالی از علم و مهندسی سطوح ورزشی ارائه می دهد ، در حالی که Goonetilleke شرح مفصلی از علم کفش را ارائه می دهد ]16[.

همچنین کتابهای مهندسی ورزشی و فیزیک خاص دیگری نیز وجود دارد. Denny و Braghin و همکاران ]18 [ با تمرکز ویژه بر ورزش هاکی، فیزیک ورزش های زمستانی را پوشش می دهند ]19 .[مقوله ی فیریک بیش از ریاضی در ورزش هاکی بیشتر نقش دارد و این موضوع بعد از سال 2002 تشخیص داده شد ]20 .[Dewhurst بر فیزیک گلف متمرکز است]21 [ ، درحالیکه Minton قوانین مربوط به آمار بازی را توضیح می دهد ]22. [ Glaskin ]23 [ علم دوچرخه سواری را مورد بررسی قرار میدهد. Seifert و Chollet کتابی جامع در مورد علم شنا منتشر کرده اند که بخشی از آن به علم بیومکانیک میپردازد.
Noerstrud به آیرودینامیک ورزشی می پردازد] 25 [ .پیترز [26] یادداشت هایی تحت عنوان “سخنرانی هایی در زمینه ی علوم محاسباتی و مهندسی دارد” که شامل پنج مقاله است و شامل ورزش های مختلف و همچنین معادلات استاندارد ، رویکردهای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و تصاویر تجسم جریان می باشد.

3. عملکرد ورزشی تاریخی
مبحث عملکرد تاریخی ورزشی و نقش فناوری، یک بازکننده یمناسب برای یک دوره مهندسی ورزش است. آگاه سازی دانش آموزان در خصوص اهمیت تاثیر علم و فناوری بر ورزش ، بسیار مهم است. چنین مقدماتی در دوره ، پتانسیل زیادی برای کاهش علاقه ی آنها در مشاغل مهندسی ورزش دارد. دانش آموزان باید پیشرفت در تمرینات ورزشی را ببینند ، اینکه چگونه الگوسازی را هرچه قدرتمندتر و مؤثرتر پیش ببرند و نیز نحوه پاسخگویی اعضای بدن به فن آوری های جدید تزریق شده در ورزش های مختلف چگونه است. مقدمه ابتدایی مباحث فوق ، زمینه را برای بحث های بعدی ایجاد می کند. علاوه بر ارائه یک نمای کلی از تأثیر فزاینده مهندسی ورزش در ورزش ، دانش آموزان باید شرایط فعلی را درک کنند تا بتوانند دیدگاه های خود را در یک زمینه خاص که در آن مایل به پاسخگویی به سؤالات یا مشارکت در توسعه فن آوری های جدید می باشند ، بخوبی ارائه نمایند.

اندازه گیری چگالی ظاهری کاشی و سرامیک سبز با روش اولتراسونیک غیر تماسی

Measurement of the Apparent Density of Green Ceramic Tiles by a Non-contact Ultrasonic Method

چکیده
مقدمه
تئوری
روش اندازه‌گیری و تجهیزات اندازه‌گیری
تحلیل عدم قطعیت
کاربرد در خط تولید
نتیجه گیری
منابع

چکیده
این مقاله در مورد مسئله اندازه‌گیری وزن مخصوص ظاهری کاشی‌های سرامیکی سبز در طی تولید، بحث می کند. این موضوع به عنوان یک پارامتر بسیار مهم در کیفیت محصول نهایی محسوب می شود. در واقع، وزن مخصوص ظاهری تعیین کننده وجود انقباض ابعادی ساختار سرامیک در طی آتش سوزی کاشی ها بوده و متناسب با مقاومت مکانیکی نهایی است. در حال حاضر، سیستم های غیر مخرب برای اندازه‌گیری آنلاین این پارامتر در دسترس نیستند. این تحقیق یک روش خلاقانه را برای اندازه‌گیری غیر نفوذی وزن مخصوص ظاهری کاشی‌های سرامیکی سبز در حین مرحله تولید ارائه می کند. این روش از پروب های فراصوت غیر تماسی استفاده می کند. زمان حرکت امواج فراصوت در حین انتقال در کاشی اندازه‌گیری می شود. از زمان حرکت، با معلوم بودن فاصله میان پروب ها، سرعت انتشار که متناسب با وزن مخصوص ظاهری است، به دست می آید. ضریب تبدیل میان سرعت و وزن مخصوص ظاهری به وسیله یک فرآیند کالیبراسیون از طریق یک روش مرجع با عدم قطعیت معلوم بر اساس توزین هیدرواستاتیکی در یک حمام جیوه تعیین می شود. این فرآیند آزمایشگاهی به صورت گسترده در این تحقیق مورد صحت سنجی قرار گرفته و به وسیله یک مدل نظری پشتیبانی می شود. این مقاله به بیان نظریه با توجه به این روش اندازه‌گیری و تجهیزات پرداخته و به صورت دقیق در مورد تحلیل عدم قطعیت بحث می کند. در نهایت، این مقاله نتایج یک روش کاربردی آنلاین را ارائه می کند.

روش اندازه‌گیری و تجهیزات اندازه‌گیری
در روش اندازه‌گیری پیشنهادی، زمان پرواز امواج فراصوت به وسیله پروب های غیر تماسی در پیکره بندی انتقال از کاشی در خط تولید تعیین می شود. ساختار این روش اندازه‌گیری در شکل 3 نشان داده شده است.

در ابتدا، لازم است تا فاصله بین غشا های پروب D (100mm در این حالت) با استفاده از یک کولیس اندازه‌گیری شود. می توان دریافت که روش اندازه‌گیری فراصوت دارای دو مرحله است: (a) اندازه‌گیری زمان پرواز t_a موج فراصوت در هوا و شرایط محیطی مورد استفاده (b) اندازه‌گیری زمان پرواز موج فراصوت از بدنه کاشی t_c. با توجه به اندازه‌گیری زمان رسیدن پژواک دوم، امکان شناخت زمان انتشار t_m موج درون ماده وجود دارد. این مراحل هنگامی که یک کاشی از پروب ها در طی تولید عبور می کند، تکرار می شوند.

زمان پرواز با الگوریتم های همبستگی عرضی میان سیگنال تحریک پروب انتقال و سیگنال دریافتی، اندازه‌گیری می شوند. یک سیگنال با همبستگی عرضی اندازه‌گیری شده بر روی کاشی سبز در شکل 3(c) نشان داده شده است: t_c به وسیله مقدار اوج اولیه نشان داده می شود، در حالی که تفاوت در محور زمان میان مقدار اوج اول و دوم نشان دهنده است.

ثبات نمودار اصلی و الگوریتم چتر دریایی

Principal graph stability and the jellyfish algorithm

چکیده
1. مقدمه
2. پیشینه
3. پایداری گراف اصلی از طریق زنجیره‌ها
4. برنامه ها
منابع

چکیده
ما نشان می‌دهیم که اگر گراف اصلی یک جبر مسطح (دووجهی) زیر فاکتور مدول δ> 2 برای دو عمق پایدار باشد، آنگاه باید در دم¬های Afinite به پایان برسد. این نتیجه، مشابه قضیه Popa در ثبات گراف اصلی است. ما از این قضیه‌ها استفاده می‌کنیم تا نشان دهیم که یک جبر مسطح زیر فاکتور فوق انتقالی n-1 دارای مولد عروس دریایی در عمق n است اگر و تنها اگر گراف اصلی آن یک گراف اسپوک باشد. این نسخه منتشرشده arxiv:1208.1564 است.

1.1. طرح کلی
بخش 2 حاوی پس‌زمینه این مقاله است. زیر بخش 2.1 به طور خلاصه یادآوری می‌کند که چگونه یک G(P•) دودسته‌ای صلب، واحد، کروی را از یک جبر مسطح زیر فاکتور P• به دست آوریم و چگونه گراف‌های اصلی (Γ+, Γ −) را با استفاده از G (P•) تعریف کنیم. زیر بخش 2.2 تعریف ثبات Popa برای جبرهای مسطح و نمودارهای اصلی را ارائه می‌دهد و نشان می‌دهد که آن‌ها سازگار هستند.

در بخش 3، ما از اثبات نظریه 1.2 Popa با استفاده از جبرهای مسطح و زنجیره‌ها برای اثبات قضیه 3.1 استفاده می‌کنیم. در بخش 3.1، زنجیره‌ها را تعریف می‌کنیم و لم مهم 3.2 را ثابت می‌کنیم. در بخش 3.2، ما نشان می‌دهیم که ثبات برابر با فاصله زنجیره‌ها است. زیر بخش 3.3 زنجیره‌ها و عروس دریایی را متصل می‌کند و زیر بخش 3.4 حاوی اثبات قضیه 1.3 است.

در بخش 4، ما تعدادی از برنامه‌های کاربردی نتایج خود را ارائه می‌دهیم. زیر بخش 4.1 ارتباط بین الگوریتم عروس دریایی و گراف‌های اصلی اسپوک را با اثبات قضیه 1.1 توضیح می‌دهد. پس از آن، ما یک نتیجه‌گیری سریع و یک تبصره ارائه می‌دهیم که از طبقه‌بندی زیر فاکتورها برای شاخص 5 [7،18،20،27] استفاده می‌کند تا تمام گراف‌های اصلی مشبک و مارپیچی زیر فاکتورها را با حداکثر 2 نقطه سه‌گانه طبقه‌بندی کند. زیر بخش 4.2 اثبات ساده‌ی انسداد پیچیده درجه‌ی دوم جونز را برای چندگانگی‌های حلقوی * 10 جبر مسطح زیر فاکتور نشان می‌دهد.

نانوکامپوزیت های رسانا بر پایه پلیمر با غلظت های بالای نانوپلاکت های گرافن

Conductive nanocomposites based on polymer with high concentrations of graphene nanoplatelets

چکیده

چکیده تصویری

مقدمه

تجربی

مواد

روش ها

تعیین مشخصات

نتایج و بحث

نتیجه گیری

منابع

چکیده

     در سال های اخیر چگالی توان ابزارهای الکترونیکی به تدریج افزایش پیدا کرده است، از این رو نیاز ضروری برای سیستم های رسانای الکتریکی کارامد بیشتر شده است. از یک منظر، یک استراتژی امیدوار کننده برای افزایش رسانایی الکتریکی کامپوزیت های پلیمری، ساخت و ایجاد شبکه¬ های بهم پیوسته سه بعدی از نانو صفحات گرافن است. به سبب تنوع تجاری نانوصفحات گرافن، برخی پژوهشگران نیاز به غلظت های بیشتر از این نانوصفحات را گزارش کرده اند. هدف از این پژوهش توسعه نانوکامپوزیت هایی با قابلیت رسانایی الکتریکی مبتنی بر غلظت های بالا نانوصفحات گرافن(به عنوان مثال 12.5 و 25 درصد وزنی) و پلیمرهای متداول(به عنوان مثال پلی استایرن(PS) و آکریلونیتریل بوتادین استایرن(ABS)) است. علاوه بر این، اثرات غلظت های بالا نانوصفحات گرافن بر روی خصوصیات مکانیکی، رئولوژیکی و مورفولوژیکی نانوکامپوزیت ها بررسی شده است. نتایج نشان دادند که نانوصفحات گرافن به طور مستقیم در ویسکوزیته مختلط و همچنین در خصوصیات مکانیکی-دینامیکی ماتریس های پلیمری اثرگذار هستند. با افزودن نانوصفحات گرافن، افزایش قابل توجهی در رسانایی الکتریکی حجمی هر دو ماتریس پلیمری ذکر شده مشاهده و اثبات شد. با وجود این که ماتریس های پلیمری به عنوان مواد عایق عمل می ¬کنند، نانوکامپوزیت هایی که شامل 25 درصد وزنی از نانوصفحات گرافن باشند برای هر دو ماتریس پلیمری(PS و ABS) به عنوان نیمه رسانا عمل می کنند. با این حال، خصوصیات مکانیکی مقاومت کششی و مقاومت ضربه، به دلیل افزایش سفتی نانوکامپوزیت ها به شدت کاهش پیدا می کند. این نتایج حاکی از قابلیت بالقوه استفاده از نانوکامپوزیت ها با میزان بالایی از نانوصفحات گرافن، احتمالا به عنوان جایگزینی برای مواد نیمه رسانای متداول در صنعت الکترونیک است، البته به شرط این که خصوصیات مکانیکی مورد نیاز عملکرد پایینی داشته باشند.

تجربی
مواد
     در این پژوهش، از پلیمرهای PS(polystyrene, grade N1921, Innova, Brazil ) و ABS(acrylonitrile butadiene styrene, grade GP-22, Ineos Styrolution, Germany) استفاده شد. نانو صفحات گرافن(NPG) با ضخامت 6 تا 8 نانومتر، عرض 5 میکرومتر، مساحت سطح 120 m2g-1 و تعداد لایه های بین 20 تا 40 از شرکت Strem Chemicals(آمریکا) تامین شد. میزان کربن، اکسیژن و اسید باقی مانده عرضه شده توسط سازنده به ترتیب 99.5%، 1% و 0.5% بود.

روش ها
     به منظور توسعه کامپوزیت ها، 40 گرم پلیمر(PS یا ABS) در دمای 180 درجه سانتی گراد و میزان گشتاور 100 دور بر دقیقه(rpm) تا ذوب کامل مواد به یک رئومتر گشتاوری اضافه شد. با ذوب شدن پلیمر، NPG با غلظتی مشخص و دمای 180 درجه سانتی گراد و میزان گشتاور 100rpm به مخلوط اضافه شد و این فرایند تا همگن شدن کامل مخلوط ادامه پیدا کرد( میانگین زمان اختلاط 30 دقیقه می باشد). کامپوزیت ها در یک آسیاب چاقویی(Knife mill)( Marconi Equipment, Algodoal, Brazil ) آسیاب شدند. کامپوزیت های آسیاب شده در قالب هایی فلزی(به ابعاد mm379 × 165 × 3) قرار گرفته و سپس در دستگاه ترموپرس(Schulz, Brazil) به مدت 2 دقیقه در دمای 180 درجه سانتی گراد و نیرویی 10 تنی شکل گرفتند.

     سپس قالب های فلزی به دستگاه cooling press() منتقل شده و به مدت 2 دقیقه تحت نیرویی 8 تنی قرار گرفتند. در ادامه صفحات ایجاد شده بر اساس ابعاد نمونه های مناسب برای آنالیز تقسیم شدند. نمونه های پلیمری خالص به منظور اهداف مقایسه ای، تحت فرایندی مشابه قرار گرفتند.

     نامگذاری مناسب برای تشخیص نمونه های ترکیب شده با پلیمرهای مورد استفاده و NPG اتخاذ شد. به عنوان مثال، ABS/NPG25 به کامپوزتی شامل ترکیب 75 درصد وزنی(m/m) از پلیمر ABS به همراه 25 درصد وزنی(m/m) از NPG اطلاق می شود.