تبلیغات
مرکزمهندسی پزشکی شیراز - مطالب محمد مهربهشتی
آشنایی با ما
با سلام ( خوش آمدید )

این سایت در جهت معرفی علوم نوین بین رشته ای از جمله مهندسی پزشکی ، مهندسی هسته ای و پرتو پزشکی ، مهندسی برق و الکترونیک و رباتیک و کاربردهای آن در جهت کمک به مهندسان ، پزشکان ، دانشجویان عزیز و سایر علاقمندان در سرتاسر کشور عزیزمان به ویژه همه دانشجویان دانشگاه شیراز و دانشگاه علوم پزشکی شیراز در سال 1391 شروع به فعالیت کرد. همچنین این وبسایت با همکاری مرکز رشد تجهیزات پزشکی دانشگاه علوم پزشکی شیراز در جهت ارتقا سطح علمی و دست یابی راحت دوستان به مقالات علمی مهندسی پزشکی و همچنین مکانی برای تبادل نظرات و پیشنهادات دانشجویان در سراسر کشور فعالیت میکند. بدیهی است که مطالب و نظرات ارزشمند شما عزیزان ما را در این امر یاری خواهد کرد.

تدریس خصوصی کلیه دروس مهندسی برق و مهندسی پزشکی و انجام پروژه های پژوهشی و دانشجویی

shirazbme@sums.ac.ir
shiraz.bme@gmail.com

باتشکر مدیریت سایت (کارشناس ارشد مهندسی پزشکی-بیوالکتریک دانشگاه شیراز)
موضوعات
برگه ها
جستجو در وبلاگ
تاریخ: یکشنبه 13 دی 1394 09:45 ق.ظ

توضیحات کامل در مورد الایزا ریدر

در مطلب قبل با دستگاه الایزا و نحوه کالیبراسیون آن آشنا شدید. در این مطلب با دستگاه الایزا ریدر یا خوانشگر الایزا آشنا می شوید. الایزا ریدر را به نام های میکروپلیت ریدر و همچنین خوانشگر میکروپلیت فتومتریک نیز میشناسند.

الایزا ریدر یک اسپکتروفتومتر تخصصی بوده که به منظور قرائت نتایج تست الیزا طراحی شده است. این وسیله به منظور تعیین حضور آنتی بادی ها یا آنتی‌ژن های اختصاصی در نمونه ها به کار می‌رود. این تکنیک بر اساس تشخیص یک آنتی‌ژن یا آنتی بادی ها روی یک سطح جامد به صورت مستقیم یا ثانویه به کمک آنتی بادی های نشاندار و ایجاد محصولاتی استوار است که می‌توانند توسط اسپکتروفتومتر  خوانده شوند. واژه الایزا ELISA، اختصاری از کلمات Enzyme-Linked  Immuno  sorbent  Assay است.

shirazbme.ir الایزا ریدر (3)

کاربرد میکروپلیت ریدر
مــیــکـــروپــلــیـــت ریــدر بــرای خــوانــدن نـتــایــج تست‌های الایزا مورد استفاده قرار می گیرد. این تـکـنـیــک کــاربــردی مـسـتـقـیــم در ایـمـنــولــوژی و سـرولـوژی دارد. از مـیـان کـاربـردهـای دیگر این وسیله به تایید حضور آنتی بادی ها یا آنتی‌ژن‌های یک عامل عفونی در یک ارگانیزم، آنتی بادی های یـک واکـسـن یـا اتـوآنـتـی بـادی هـا بـرای مـثال در آرتریت روماتوئید می توان اشاره کرد.

اصول کار
الایـزا ریـدر یـک اسپکتـروفتـومتـر اختصـاصی است. بر خلاف اسپکتروفتومترهای معمولی که قرائت جذب نوری را در گستره وسیعی از طول موج ها تسهیل می کنند، الایزا ریدر دارای فیلترها یا گریتینگ های انکساری بوده که گستره طول موج ها را محدود کرده و معمولا بین ۴۰۰ تا ۷۵۰ نانومتر  عمل می کنند. برخی از الایزا ریدرها در گستـره مـاوراء بنفـش عمـل کرده و قرائت را در مـحــدوده ۳۴۰ تــا ۷۰۰ نـانـومتـر انجـام مـی دهنـد. سـیـستم نوری موجود در این دستگاه ها توسط تعدادی از کارخانه ها با استفاده از فیبرهای نوری به منظور تامین نور جهت چاهک های حاوی نمونه در میکرو پلیت طراحی می شود. ابتدا یک شعاع نوری از نمونه ای که دارای قطری بین ۱ تا ۳ میلی متر است عبور کرده و سپس یک سیستم آشکار کننده، نور عبوری از نمونه را آشکار و تقویت می کند. در مرحله بعد، سیگنال مربوط به جذب نوری نمونه‌ها ثبت شده و سیستم خوانشگر نیز آن را به اطلاعاتی تبدیل می کند که سبب تفسیر نتایج تست می شوند. برخی از الایزا ریدرها با استفاده از سیستم های شعاعی نوری دوتایی کار می کنند.
نمونه های مورد آزمایش در پلیت هایی که به این منظور طراحی شده اند و دارای تعداد خاصی چاهک هستند، قرار می گیرند. پلیت های ۸ ستونی همراه با ۱۲ ردیف که در مجموع ۹۶ چاهک را تشکیل می دهند، رایج تر از بقیه هستند. برای کاربردهای اختصاصی تر، تعداد چاهک ها افزایش می یابد که در برخی موارد تا پلیت های ۳۸۴ چاهکی را نیز شامل می شود. افزایش تعداد چاهک ها به منظور کاهش مقدار مصرف معرف ها و نمونه ها است. موقعیت سنسور نوری الایزا ریدر بر اساس نوع کارخانه سازنده متغییر است؛ به طوری که در برخی موارد ممکن است در بالای پلیت حاوی نمونه و گاهی نیز مستقیما در زیر پلیت قرار گیرد. امروزه میکرو پلیت ریدرها دارای کنترل هایی هستند که به وسیله میکروپروسسورها تنظیم شده اند.

وسایل لازم جهت انجام تکنیک الایزا  
جهت انجام آزمایش الایزا تجهیزات زیر مورد نیاز  است:
۱- الایزا ریدر
۲- میکرو پلیت واشر (شستشو دهنده چاهک ها)
۳- سیستم توزیع کننده مایع (که در این مورد ممکن است از پیپت ها چند کاناله استفاده شود)
۴- انکوباتور

تجهیزات مورد نیاز در انجام تست های الایزا
مراحل مکانیکی انجام تکنیک الایزا
یک تست الیزا به طور رایج شامل مراحل زیر است:
۱- شستشوی اولیه پلیت که ممکن است با استفاده از میکرو پلیت واشر انجام شود.
۲- استفاده از یک توزیع کننده مایع (دیسپنسر) یا پی پت چند کاناله.
۳- پلیت در انکوباتور قرار داده می شود که دارای دمای کنترل شده بوده و واکنش ها در آن محل انجام می شوند.
بسته به نوع تست، مراحل ۱، ۲ و ۳ ممکن است چـنـدین بار تکرار شوند، تا این که معرف‌های اضافه شده، واکنش ها را کامل کنند.
سـرانـجـام، وقـتـی تـمـام مـراحـل انـکوباسیون کامل شد، پلیت به الایزا ریدر منتقل شده و سپس بـا قـرائـت جـذب نـوری نمونه ها، نتیجه آن ها مشخص می شود.

مراحل بیوشیمیایی تکنیک الیزا
۱- چــــاهــــک هــــای مــــوجــــود در پــلــیــــت بــــا آنـتــی‌بــادی‌هــا و آنـتــی ژن هــا پــوشـیـده (Coat) می‌شوند.
۲- نـمــونــه هـا، کـنـتـرل هـا و اسـتـانـداردهـا بـه چاهک‌ها اضافه شده و در دمای اتاق  یا ۳۷ درجه سـانتیگـراد بـرای یـک مـدت زمـانی معین، طبق دستـورالعمـل تست انکوبه می شوند. در طول انکـوباسیون، بسته به حضور یا عدم حضور و مقدار آنتی ژن   یا آنتی بادی موجود در نمونه، آنتی ژن نمونه به آنتی بادی کوت شده به پلیت، یا آنتی بادی موجود در نمونه به آنتی ژن Coat شده در پلیت باند می شود.
۳- پـــس از انـکـــوبـــاسـیـــون، آنـتـــی ژن‌هــا  یــا آنـتــی‌بــادی‌هــای آزاد، شـسـتشـو داده شـده و بـا اســتــفـــاده از مـیـکــرو پـلـیــت واشــر و یــک بــافــر شستشوی مناسب، برداشته می شوند.
۴- در مرحله بعد، یک آنتی بادی ثانویه، به نام کونژوگه، اضافه شده که حاوی آنزیمی است که به منظور ایجاد یک تغییر رنگی، با یک سوبسترا واکنش خواهد داد.
۵- ســـپــــس یــــک دوره زمــــانــــی ثــــانــــویــــه از انـکــوبــاسـیـون شـروع مـی شـود کـه در طـی آن، کـونـژوگـه بـا کمپلکس آنتی ژن- آنتی بادی در چاهک ها پیوند برقرار خواهد کرد.
۶- پس از انکوباسیون، یک دوره شستشوی جدید انجام می شود که سبب برداشت کونژوگه متصل نشده از چاهک ها خواهد شد.
۷- در مرحله بعد، سوبسترا اضافه می شود. آنـزیـم بـا سـوبستـرا واکنش خواهد داد و سبب تغییر رنگ محلول خواهد شد. این واکنش نشان خواهد داد که چه مقدار کمپلکس آنتی‌ژن- آنتی بادی در پایان تست وجود خواهد داشت.
۸- وقتی که زمان انکوباسیون کامل می شود، یک معرف برای توقف واکنش آنزیم- سوبسترا به آن اضافه شده که از تغییرات بیشتر در شدت رنگ ایجاد شده، جلوگیری می‌کند. این معرف عموما یک اسید رقیق است.
۹- در پایان، پلیت بوسیله الایزا ریدر خوانده می شود. نتایج حاصله برای تعیین مقادیر اختصاصی یا حضور آنتی ژن ها یا آنتی بادی ها در نمونه به کار برده می شوند.
تــوجـه: بـرخـی از چـاهـک هـا بـرای استـانـداردهـا و کنتـرل هـا استفـاده مـی شـونـد. استانداردها برای تعریف نقاط cut-off به کار برده می شوند. استانداردها و کنترل ها مـقـادیر معینی هستند و برای اندازه گیری نتایج تست و ارزیابی اطلاعات در مقابل غلظت‌های مشخصی برای هر کنترل به کار برده می شوند. فرایند توصیف شده در بالا عمومی است؛ اگرچه بسیاری از تست های الایزا وجود دارند که همراه با مراحل یا متغیرهای اختصاصی هستند.


تاریخ: پنجشنبه 10 دی 1394 10:11 ق.ظ
امروزه رشد روز افزون فن آوری در تجهیزات پزشكی، گسترش استفاده از سیستم های دیجیتالی و ابزارهای دقیق و مكانیزه شدن واحد های درمانی و پزشكی، اعمال كنترل و مراقبت پیوسته بر سیستم های برق در این مراكز رابه یک الزام تبدیل کرده است. این ضرورت مدیریتی برای حفظ سرمایه، انجام مطمئن عملیات تشخیص و درمان و دستیابی به بهره وری مطلوب است.  
www.shirazbme.ir

در گذشتة نه چندان دور بیشتر تجهیزات پزشكی فاقد سیستم های الكترونیكی و دیجیتالی بودند، ولی در حال حاضر تقریباً تمام تجهیزات پزشكی علاوه بر قسمتهای مكانیكی، پنوماتیكی، هیدرولیكی، الكتریكی و ... حتماً دارای قسمت های الكترونیكی، حداقل در خروجی  (صفحة نمایش و ...)  یا ورودی ( سوئیچینگ پاورهای تغذیة دستگاه و ... ) است. به عنوان مثال یك ونتیلاتور جزو دستگاه های مكانیكی و الكترومكانیكی با تجهیزات پنوماتیكی طبقه بندی می شد ولی در حال حاضر جزو دستگاههای فول الكترونیك، تمام دیجیتال، تمام پنوماتیك و ...  قرار دارد كه با این وضعیت كوچكترین خطایی در سیستم های الكترونیكی و دیجیتالی، امكان هرگونه استفاده درست از امكانات آن را غیر ممكن می سازد.

بنابراین توجه به این نكته كه هزینه های ثابت و جاری مربوط به تجهیزات الكتریكی و الكترونیكی پیشرفتة پزشكی، سهم رو به افزایشی از منابع مالی واحدهای تشخیصی، بهداشتی و درمانی را به خود اختصاص می دهد، شناخت و مقابله با عوامل كاهش بازدهی، كاهش عمر مفید، افزایش خطاها و هزینه های تعمیر و نگهداری تجهیزات پزشكی، از درجة اهمیت بالایی برخوردار است.
مشكلات موجود در سیستم های برق علاوه بر این كه در عملكرد، دقت، كارآیی و عمر مفید تجهیزات تأثیر نامطلوبی برجای می گذارد، باعث تحمیل هزینه های گزاف دیگری از جمله هزینة تعمیرات اتفاقی، هزینه های مرتبط با زمان خواب تجهیزات و خسارات ناشی از لغو گارانتی خواهد شد.

خصوصیات برق سالم
برق سالم مجاز برای استفاده در مصارف حساس باید دارای سه خصوصیت زیر باشد: 
 ولتاژ سالم و تمیز (Clean)
 ولتاژ تثبیت شده (Stable)
 ولتاژ پایدار و پیوسته (Continuous)
با توجه به خصوصیات طبیعی شبكة برق سراسری كشور در خصوص تأمین برق، امكان بهره برداری از برق مناسب برای كلیة تجهیزات الكتریكی در تمام زمان هایی كه نیاز آن وجود دارد، از طریق برق شهر میسر نیست. لذا مصرف كننده ها با توجه به اهمیت كاربری هركدام از تجهیزات الكتریكی مورد استفاده، باید یكی از تجهیزات پشتیبان برق از جمله دیزل ژنراتور، استابلایزر ولتاژ ویا ترانس ایزوله رااستفاده کنند. در  قسمت های بعدی این سری مقالات به این موارد پرداخته خواهد شد. با توجه به اینكه تأمین یك حاشیه ایمن عملیاتی مستلزم پیش نیازهایی است كه در حیطة وظائف مسئولان تجهیزات پزشكی مركز درمانی نیست، موارد زیر به عنوان پیش فرضهای انجام شده توسط سایر واحد های مرتبطِ مركز درمانی (مدیریت، تأسیسات و . . ) در نظر گرفته میشود:
توان كافی: تأمین یك انشعاب اصلی دارای مجموع قدرت یا آمپر لازم برای مصارف مراكز درمانی با در نظرگرفتن حداقل 20 % ضریب اطمینان.
تابلو برق استاندارد: استقرار تابلوهای برق اصلی و فرعی با كلیة ملزومات، شامل كلیدهای قدرت اصلی و فرعی، نشانگرهای جریان و ولتاژ، شینه های مناسب با جریان مصرفی، عایقبندی مناسب، ارت و نول استاندارد، سیمبندی و كابل كشی استاندارد، تفكیك مصارف تابلوهای فرعی و بخش ها با استفاده از كلیدها و فیوزهای متناسب با مصرف، ایزولاسیون و تهویه متناسب، كانال های استاندارد برای انتقال سیم و كابل، نقشه و پلاك و علائم مناسب، امكان دسترسی و توسعه آتی. 
تابلوی خازن برای اصلاح ضریب قدرت: اسقرار تابلوی بانك خازنی متناسب با مصرف ( با توجه به عوارض منفی وجود بار رِاكتیو (Reactive) در شبكه برق كشوری از جمله بالا رفتن جریان، كاهش ولتاژ، افزایش تلفات مسی و عوارض اقتصادی و همچنین افزایش هزینه برق مصرفی برای مصرف كننده، لزوم طراحی ونصب تابلوی بانك خازنی متناسب با مصرف بسیار اهمیت دارد).
چاه ارت مناسب: وجود چاه یا چاه های ارت مناسب و ارت كشی برای كلیة تجهیزات به صورت استاندارد (به دلیل مسایل ایمنی فنی و حفاظت های لازم حیاتی برای بیماران و پرسنل مراكز درمانی و لزوم حذف نویزهای ناخواسته، ایجاد ارت مناسب جزو ضروریات كلیه مراكز درمانی و تشخیصی است كه توضیحات آن در ادامه آمده است).
توزیع مطلوب: تأمین برق مناسب، در پای كار (محل مصرف) با استفاده از شبكة توزیع استاندارد شامل سیم كشی و كابل بندی و اتصالات مناسب (سیم كشی مراكز درمانی از نوع 5 سیمه شامل ارت، نول و فازهای R ،T  و  S است كه نول و ارت بر خلاف مراكز صنعتی در هیچ جایی از تابلوهای اصلی و فرعی به هم اتصال داده نشده اند).
الزامات برق بیمارستانی به شرح زیرند: 
 اتصال زمین (ارت)
 برق اضطراری (دیزل ژنراتور)
 برق سالم (استابلایزر)
 برق پشتیبان (UPS)
 ایزولاسیون (ترانس ایزوله)
 که در این مقاله به مورد اول یعنی اتصال زمین (اِرت) خواهیم پرداخت .

اتصال زمین (ارت)

Derakhshannia168_1.jpg

وجود ارت در مراکز درمانی جزو الزامات اساسی است. استانداردی که در این خصوص وجود دارد به دلیل تماس و ارتباط الکتریکی تجهیزات پزشکی با بدن بیماران کاملاً با استاندارد مراکز صنعتی تفاوت دارد. 
وجود ارت مناسب و اتصال به زمین بدنه تجهیزات در مراکز درمانی علاوه بر حفاظت الکتریکی پرسنل و بیماران و مراجعان در مقابل جریان های نشتی، پارازیت ها و نویزهای ناشی از خود بیمار، تخت ها و تجهیزات اطراف بیمار را نیز که از طریق امواج الکترومغناطیسی موجود در فضا (موبایل، تلوزیون و ..) القاء می شوند، ازبین می برد.
شمای دو نمونه از چاه ارت در شکل 1 نشان داده شده است.

الزامات مربوط به ارت

Derakhshannia168_2.jpg

با توجه به مقاومت مخصوص زمین، عمق چاه از حداقل 2 متر تا 8 متر و قطرآن حدود 80 سانتیمتر یا کمتر می تواند باشد. در زمین هایی كه با توجه به نوع خاك دارای مقاومت مخصوص كمتری است مانند خاك های كشاورزی و رسی، عمق مورد نیاز برای حفاری كمتر بوده و در زمین های شنی و سنگلاخی كه دارای مقاومت مخصوص بالاتری است نیاز به حفر چاه با عمق بیشتر است. برای اندازه گیری مقاومت مخصوص خاك از دستگاه های خاص استفاده میشود. در صورتی كه تا عمق 2-4 متر به رطوبت نرسیدیم و احتمال بدهیم در عمق بیشتر از 6 متر به رطوبت نخواهیم رسید نیازی نیست چاه را بیشتر از 6 متر حفر كنیم. محدوده مقاومت مخصوص چند نوع خاك در جدول زیر نوشته شده است.

نوع خاك مقاومت مخصوص زمین (اهم متر )
باغچهای
 5 الی 50
رسی  8 الی 50
مخلوط رسی، ماسهای و شنی  25 الی 40
شن و ماسه     60 الی 100
سنگلاخی و سنگی  200 الی 10000

كلیه بخش های درمانی، تشخیصی و كلیه قسمت هایی كه دارای تجهیزات پزشكی هستند، باید مجهز به سیستم ارت  باشند.
تعداد چاه ارت می بایست متناسب با حجم تجهیزات مركز درمانی  (میزان آمپر مصرفی) باشد. (دستگاه های پرمصرف مانند آنژیوگرافی بایستی دارای چاه ارت مستقل در نزدیكی تابلوی اصلی توزیع برق خودش باشد.)
چاه ارت را باید در جاهایی كه پایینترین سطح را داشته و احتمال دسترسی به رطوبت حتی الامكان در عمق كمتری وجود داشته باشد حفر کرد.
محل چاه ارت اصلی مركز بایستی در نزدیكی محل تابلوی اصلی توزیع برق آن باشد. (نباید چاه ارت با چاه نول ( چاه ویژه نول ) یكی باشند و بایستی به صورت مستقل طراحی و ساخته شوند)، ( مراكزی كه دارای انشعاب 20 کیلو ولت و پست برقاند دارای چاه نول نیز هستند.)
نباید در تابلوی برق بیمارستان، سیم نول و ارت به هم متصل شوند.  این موضوع غیر استاندارد است  و در صورت وجود بایستی اصلاح شود. در ادامه به چرایی این امر پرداخته شده است.
محل اتصالات سیم ارت باید به روشی، هر چند وقت یكبار بازدید و مقاومت سیم زمین اندازه گیری شود. 
بدنه فلزی کلیه تجهیزات اعم از الکتریکی یا غیر الکتریکی که فاقد دو شاخه ارتدار یا به طور کلی فاقد ارت است، باید به طریق مناسب به سیم ارت متصل شود. مخصوصاً در اتاق های عمل و بخش هایی که دارای سیستم های صوتی و تصویری (اکو ، مانیتور و ... ) هستند، رعایت این نکته ضروری است. 
تولید برق در سراسر جهان غالباً توسط نیروهای مكانیكی ای كه باعث گردش ژنراتور مولد برق باشند صورت می گیرد.  این انرژی ها در نیروگاه های حرارتی، حرارتی سیكل تركیبی، گازی، هسته ای، آبی، بادی، زباله سوز و غیره تبدیل به نیرو برای ایجاد گردش در ژنراتور می شوند. ژنراتورِ تمام نیروگاه های ذكر شده از نوع سه فاز است كه با شبكة سراسری برق سنكرون است. ولتاژ خروجی ژنراتورهای نیروگاهی بین 6 تا 11 كیلو ولت بین هر دو فاز بوده و سه فاز T , S , R از آن خارج می شود.  در  خروجی توسط چندین مرحله پست فشار قوی از ترانس های مثلث به مثلث استفاده می شود، تا به 400 کیلو ولت (ولتاژ انتقال شبكه سراسری برق) افزایش یافته و سپس در نزدیكی شهرها یا كارخانجات طی چندین مرحله تا 63 کیلو ولت و در داخل شهرها به 20 کیلو ولت کاهش می یابد. در تمام این مراحلِ انتقال،  فقط سه سیم انتقال می یابد كه همان سه فاز هستند و سیم نول اصلاً وجود ندارد.
این ولتاژ سپس توسط كابل های 20 کیلو ولت یا تیر های سیمانی خطوط انتقال شهری به پست های تبدیل انتقال داده شده و در آنجا به 380 ولت یا 400 ولت بین هر دو فاز كاهش می یابد.  باید افزود كه ثانویه این ترانس ها (20KV/400V) بر خلاف سایر ترانس ها در شبكة توزیع برق، از نوع ستاره است و سر وسط ستاره از طریق چاه نول ایجاد شده در پست برق زمین می شود و سیم نول را ایجاد می كند.  مصرفكنندههای خانگی و كوچك از حالت تكفاز (یكی از فازها و نول) استفاده میكنند كه ولتاژ بین هر فاز تا فاز بعدی 400 ولت و ولتاژ بین هر فاز تا نول 230 ولت (یا ظبق استاندارد کشورمان 220 ولت)  خواهد بود. 
سیم نول از طریق چاهی كه دقیقاً مشابه چاه ارت است زمین می شود.  ولی از محل پست تا محل مصرف كننده، با حركت از بالای تیرهای سیمانی یا داخل كابل ها كلیه امواج الكترومغناطیسی ناشی از فرستنده های رادیویی، تلویزیونی، بی سیم، موبایل و . . . را جذب می كند و تبدیل به سیمی مملو از انواع نویزها می شود و هر چند از نظر حفاظتی در مقابل ولتاژهای زیاد ممكن است قابل قبول باشد ولی برای زمین كردن نویزهای ناشی از امواج الكترومغناطیسی كه روی بدنه تجهیزات یا بدن بیمار ایجاد شده است به هیچ عنوان كارایی ندارد و حتی اتصال آن به دستگاه ها مقدار بیشتری پارازیت را وارد دستگاه می کند. 
از آنجا كه سیم نول مملو از انواع امواج الكترومغناطیسی و پارازیت ها است به منظور جلوگیری از وارد شدن نویز به دستگاه ها و سیستم های پزشكی از طریق سیم نول، طبق استاندارد بایستی سیم نول و ارت از هم جدا باشند.

تاریخ: سه شنبه 1 دی 1394 07:59 ب.ظ
شیر برقی و سلونوئید ولو چیست ؟ 
                                                                                         یک شیر چکه‌کننده                                                                                                                                            
http://shirazbme.ir/
  شیر (وسیله)
   شیر وسیله‌ای معمولاً فلزی است که برای بازوبست ، تنظیم و کنترل جریان مایعات یا گازها در لوله‌کشی به کار می‌رود. امروزه انواع بسیاری از شیرها طراحی ، ساخته و تولید می‌شوند که در صنعت و خانه به کار می‌روند. شیرآلات به گروه شیرهایی گفته میشود که خود بنا به کاربرد ، نحوه کارکرد یا شکل آن به زیرگروه های مختلف دسته بندی می‌شود . که البتهشیرهای ساختمانی خود از لحاظ زیست محیطی به چند نوع دیگر نیز تقسیم می شوند.
 
تاریخچه
اولین شیرهایی که به‌ وسیله انسان اختراع شد، همان چیزی است که اکنون به عنوان (دریچه) آب‌ بند می شناسیم . دریچه ‌ای که با گذاشتن یا برداشتن آن در مسیر آب ، جریان را بسته ، باز یا نیمه باز می گذاشتند . شیرهای دروازه ‌ای امروزی در واقع همان آب بندهای قدیمی هستند.
 
انواع شیرآلات بنا به کاربرد
شیرآلات خانگی و حمام که در انگلیسی به آن Faucet می‌گویند . شیرآلات صنعتی که در ایران آنرا ولو می خوانند . (Industrial Valve). شیرها یا برای باز و بست (قطع و وصل) جریان سیال استفاده می‌شوند ، مانند : شیرهای توپی (Ball Valve) ، شیرهای پروانه‌ ای(Butterfly Valve) ، شیرهای دروازه‌ ای (Gate Valve) ، شیر مخروطی (Plug Valve) یا برای تنظیم و کنترل جریان بکار می‌روند ، مانند : شیرهای کره‌ای(Globe Valve) ، شیر یکطرفه (Check Valve) ، شیر سوزنی (Needle Valve) .غیر از موارد بالا می‌توان از شیرهای دیافراگمیصفحه‌ای (Diaphragm Valve) نام برد. برخی از شیرهای فوق‌ الذکر ممکن است برای هر دو کاربرد استفاده شود مانند شیر توپی یا شیر پروانه ای.
 
 
ساختمان شیر
http://shirazbme.ir/
 ساختمان داخلی یک شیر آب
اغلب شیرها در ساختمان دارای اجزایی هستند که بین آنها مشترک است :

بدنه (Body)
دیسک (Disc) که در شیرهای توپی و مخروطی همان توپ یا استوانه مخروطی است.
نشیمنگاه (Seat) محل نشستن دیسک و یا واسط بدنه و دیسک است. اغلب از جنس نرمی ساخته می‌شود تا کار آب بندی را انجام دهد.
دسته (Stem) و فلکه (Handwheel) ، فلکه با دسته به دیسک وصل می‌شود ، معمولاً با چرخاندن فلکه شیر باز یا بسته می‌شود.شیر یکطرفه که بطور خودکار تنها اجازه جریان در یک سو را می‌دهد ، اجزای دسته و فلکه را ندارد.
جنس و مواد
بنا به کاربرد ، مصالحی که در ساخت شیر بکار برده می‌شود ، مختلف است . در کارهای ساختمانی شیرهای چدنی ، برنزی ، برنجی و گاهی استیل (SS) استفاده می‌شود . در کارهای صنعتی مانند  نیروگاهها، کارخانه‌های پتروشیمی ، پالایشگاهها، کشتی سازی و صنایع دارویی / غذایی ، بسته به نوع سیالی که از شیر عبور می‌کند ویا محیطی که شیر در آن قرار دارد، بدنه و دیگر اجزای آنرا از فولاد کربنی ، فولاد آلیاژی ، فولاد زنگ نزن(Stainless Steel) می سازند. شیرها یا به ‌وسیله دست یا عملگر خودکار (Actuator) باز و بست می‌شوند.

سلونوئید ولو چیست و چگونه کار می کنند؟
 
سلونوئید ولو چیست ؟
 
سولونوئید ولو  یک شیر الکترومکانیکی است برای  قطع و وصل مسیر مایعات و گازها. سولونوئید  انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی جهت چرخش ، باز یا بستن یک ولو به بصورت مکانیکی تبدیل می کنند. این ولو ها به واسطه جریان برق وارد شده به بوبین آن ، عمل قطع و یا وصل جریان سیال را انجام می دهد.
سیال: به مایعات و گازها سیال می گوییم .
در شیر های دو راهه سیال  در قسمت خروجی قطع و یا وصل می باشد . (شیر بسته کامل و یا باز کامل می باشد). در شیر های سه راهه سیال وردی به یکی از دو مسیر خروجی هدایت می گردد. سولونوئید ها دارای  مزایایی همچون سرعت  در انجام کار، قابلیت اعتماد بالا، قطع و وصل سریع و مطمعن ، زمان سرویس دهی طولانی ، طراحی یکپارچه ، و جریان برق مصرفی کم هستند. یک سولونوئید ولو از دو قسمت اصلی بدنه (ولو ( شیر اصلی)) و سولونوئید( بوبین) تشکیل شد است .
 
چگونگی  و طرز کار سولونوئید ولو :
 
همانطور که در  شکل زیر می بینیم، سولونوئید ولو از دو قسمت مهم سولونوئید و شیر اصلی (بدنه) تشکیل شده
 
 
 
 
قسمت سولونوئید   خود شامل سیم پیچ ، میله آهنی، فنر ، شیر کنترلی و کانل کنترلی می باشد . شیر اصلی از ورودی، خروجی، دیافراگم  و فنر دیافراگم تشکیل می شود.در موقع فعال بودن سولونوئید ، همواره جریان بسیار کمی از سیال از  مجرا و شیر کنترلی عبور می کند.در سولونوئید ولو ها از آب بند های  لاستیکی یافلزی برای آب بندی جاهای مختلف استفاده می شود.یک فنر (فنر دیافراگم) نیز برای باز یا نگه داشتن دیافراگم درمواقع غیر فعال بودن ولو استفاده می شود.
 
 
http://shirazbme.ir/
 
طرح یک شیر ساده در حالت غیر فعال و مسیر بسته فرض کنیم سیال مورد استفاده در این ولو آب است.
آب وردی در قسمت های A و B به دیافراگم فشار وراد می کند یک فنر نسبتا ضعیف نیز دیافراگم را به پایین هل می دهد. دیافراگم یک روزنه کوچکی دارد که اجازه می دهد آب از آن عبور کند ( ازقسمت A وارد قسمت B شود) مایع با عبور از سوراخ محفظه B  را پر می کند و بعد از پر شدن فشار آب در دو سر دیافراگم برابر می شود . فنر فشرده شده یک فشار کم روی به پایین به دیافراگم وارد می کند. قدرت فنر ضعیف است و فقط توانایی این را دارد که وقتی فشار در بالا و پایین دیافراگم برابر است ، با فشار به دیافراگم آن را در حالت بسته نگه دارد.در نتیجه شیر نیز بسته است و جریان آب از شیر عبور نخواهد کرد.
 
 

 
تاریخ: دوشنبه 25 آبان 1394 07:03 ب.ظ

نخستین دستگاه اسکنر برش‌نگاری با گسیل پوزیترون ( Positron Emission Tomography یا به اختصار PET) برای تمام بدن با بودجه‌ای ۱۵.۵ میلیون دلاری ساخته می‌شود.


به گزارش رویترز، دو استاد دانشگاه کالیفرنیا در شهر دیویس این ایالت، برای نخستین بار اسکنر PET را به صورت تمام‌-اندام خواهند ساخت. برش‌نگاری با گسیل پوزیترون یا مقطع‌نگاری با نشر پوزیترون روشی در علوم تشخیصی در فیزیک پزشکی به ویژه پزشکی هسته‌ای است که کاربرد پژوهشی و پیشیگرانه دارد.

دکتر سیمون چری، استاد رادیولوژی و مهندسی بیولوژی در دانشگاه دیویس، که یکی از اعضای این تیم پژوهشی است می‌گوید «ما قادر خواهیم بود که که بفهمیم یک سلول در بدن مشغول انجام چه کاری است و مثلا ببینیم که این سلول‌ها چطور و با چه سرعتی تقسیم‌ ‌می‌شوند. فرضا متوجه خواهیم شد که آیا داروی‌ها بر سلول‌های سرطانی چه اثری خواهند داشت و آیا تومور را متوقف می‌کنند یا نه.»

اسکنر تازه اکسپلورر (Explorer) نام دارد. اسکنرهای PET کنونی تنها قادر به عکس‌برداری از بخش‌هایی از بدن هستند نه تمام آن.

دکتر رمزی باداوی، استاد رادیولوژی و عضو دیگر این تیم می‌گوید: اگر فکر کنید می‌بینید که هیچ عضوی از بدن تنها و خودمختار کار نمی‌کند. بدن ما یک سیستم از اعضای مختلف است که همه با هم در حال کار کردن هستند. ما تا به حال هیچ تصویری از این (کار کرد همزمان اعضای مختلف بدن با هم) نداشتیم و این دفعه اول است که امکان آن به‌وجود می‌آید. درهای تازه‌ای به روی دانش ما گشوده خواهد شد و این ما را بسیار هیجان زده کرده است.

 با یافته‌های این اسکنر جدید، می‌توان داروهای ایمن‌تر و کارآمدتری ساخت و تشخیص و درمان بیماری‌ها سریع‌تر و راحت‌تر خواهد شد. این دستگاه سرعت اسکن را بسیار بیشتر و میزان اشعه‌ای را که به بدن تابانده می‌شود بسیار کمتر خواهد کرد. بنابراین خطرات احتمالی برای بیمار کمتر خواهد شد.

این تیم تحقیقاتی امیدوار است که تا سه سال آینده بتواند اولین عکسبرداری‌ها را با این اسکنر انجام دهد. این اسکنر بدن را در سطح مولکولی تصویر‌برداری می‌کند.

تاریخ: شنبه 23 آبان 1394 05:27 ب.ظ

روش های پردازش،تجزیه و تحلیل سیگنال های مغزی

shrazbme.ir image 5018

الکتریسیته، عامل انتقال پیام های عصبی در مغز است. هر جا که الکتریسیته باشد، میدان مغناطیسی، میدان الکتریکی، و موج الکترومغناطیسی هم آنجا حضور دارد. این موضوع در مغز انسان دارای پیچیدگی های فراوانی است. مغز انسان سیگنال هایی را مدام تولید می کند. لذا بررسی این سیگنال ها و کاوش آنها کمک شایانی به کشف ذات مغز انسان و همچنین، کمک به تشخیص بسیاری از فعالیت ها، نوسان ها و عارضه های مغز است.

shirazbme.ir image 5017

بسیاری از روش‌های تحلیل سیگنال مبتنی بر فرضی ایستایی هستند ولی عمدتا سیگنال‌های حیاتی و از جمله سیگنال های مغزی در حالت کلی غیر ایستا هستند. ایستایی سیگنال به معنای تغییر نکردن محتوای فرکانسی سیگنال با زمان است. غیر ایستا بودن سیگنال های مغزی، ناشی از ماهیت متغیر با زمان و غیر خطی فعالیت های مغزی است. به همین جهت عمدتا سعی می شود تحت شرایط خاص و با مجموعه داده‌‌ای معین و با روش تحلیلی مشخص مدل‌های ( Wide Sense Stationary (WSS‌ را برای تحقق شرط ایستایی به کار برند. با این مدل‌ها یک طول معین از سیگنال (بسته به شرایط اندازه گیری و ویژگی‌های مورد مطالعه در تعیین مشخصات فرایند مربوطه) می‌تواند هم ایستا و هم غیرایستا در نظر گرفته شود. روش عمومی در تحلیل سیگنال های مغزی با فرض ایستایی، تقسیم آن به قطعات کوتاه است با این فرض که در آن محدوده زمانی، مشخصه‌های سیگنال ثابت باقی می‌ماند.

معمولا در عمل به علت مشکلات کار با قطعات غیر هم طول با کوچک گرفتن طول قطعات، فرض ایستایی، برای قطعات هم طول در نظر گرفته می‌شود. روش دیگر استفاده از قطعات هم طول و یکسان است. در این روش معیاری برای ایستایی سیگنال در نظر گرفته شده و بر اساس این معیار طول قطعات تعیین می‌‌شود. حداکثر طول قطعه ایستان بسته به کاربرد و نوع سیگنال متفاوت است. به عبارت دیگر وضعیت و حالت مغز، به همراه نوع پردازش و تجزیه و تحلیل بعدی در صحت فرض ایستایی تاثیر دارند.

 

گوسی بودن
در برخی از روش‌های پردازش سیگنال، نوع توزیع دامنه سیگنال حائز اهمیت است. با فرض تصادفی بودن سیگنال های مغزی، در مورد گوسی بودن توزیع دامنه آن چندین مطالعه انجام شده است که البته نتایج متناقضی را هم در برداشته است. نکته مهمی که در بررسی این مطالعات باید در نظرگرفت، شرایط ثبت سیگنال و مهم‌تر از آن نرخ نمونه‌برداری و طول بازده مورد مطالعه است. برای بررسی گوسی بودن توزیع سیگنال‌‌های مغزی از آزمون‌های مختلفی استفاده می‌شود که هر یک دارای برتری‌ها و ضعف های خاص خود هستند و لزوما همه این روش‌ها در مورد یک سیگنال به نتیجه واحدی منجر نمی شوند. بنابراین بسته به مشخصات روش پردازشی مورد نظر و حالات مغزی مورد مطالعه باید با انتخاب یکی از آزمون‌های گوسی بودن، این مسئله را بررسی کرد. shirazbme.ir image 5022

خطی بودن
شرط خطی بودن سیگنال های مغزی نیز پیش فرض برخی از روش‌های پردازشی و به طور خاص روش های مدل سازی سیگنال های مغزی، نظیر روش AR) Auto Regressive) است. منظور از خطی بودن سیگنال این است که بتوان آن را با استفاده از یک سیستم با تابع تبدیل خطی و با ورودی نویز سفید تولید کرد.  ‌

روش های تحلیل در حوزه زمان
در این دسته از روش‌های تحلیل، سیگنال اصلی بدون تبدیل و در همان حوزه زمان به کار برده می‌شود. این نوع تحلیل‌ها نسبت به روش‌هایی که نیاز به انجام تبدیلاتی نظیر تبدیل فوریه دارند، دارای هزینه محاسباتی پائین‌تری هستند. لذا در کاربردهای مراقبتی، که لازم است عملیات محاسباتی حداقل و به صورت بی‌درنگ انجام شوند، از اولویت برخوردار هستند. این روش‌ها در چهار دسته: تحلیل دامنه    (Amplitude Analysis‌)، تحلیل فاصله (Interval Analysis)، تحلیل دامنه -‌فاصله (Interval-Amplitude Analysis‌) و توصیف‌های جورت (Hjorth Description‌) قابل تفکیک هستند.

۱- تحلیل دامنه
در این تحلیل از مشخصه‌هایی نظیر متوسط، انحراف معیار، Kurtosis، Skewness و… استفاده می‌شود که همگی از روی سیگنال اصلی، قابل محاسبه و تخمین هستند. این پارامترهای آماری، گشتاورهای سیگنال یا ترکیبی از آن‌ها هستند که باید تخمین زده شوند. در عمل با استفاده از فرض ایستایی و ارگادسیتی، این مقایر از روی یک دوره زمانی سیگنال محاسبه می‌شوند. متوسط زمانی، هیستوگرام دامنه، معیار دامنه ویلسون (WAMP) را می‌توان تحلیل‌هایی از این نوع دانست.

۲- هیستوگرام دامنه
‌ این ویژگی تعداد رخدادهای نمونه را در یک پنجره زمانی برای سطوح مختلف دامنه نشان می‌دهد. اگر سطح آستانه‌ای به اندازه  Th ‌در نظر گرفته شود و دامنه بین۱+T و۱-T به دسته‌هایی تقسیم شوند، در هر ناحیه تعداد نمونه های سیگنال که دامنه آن‌ها در آن دسته قرار می‌گیرد، شمرده می‌شود:

نقاطی که دامنه آن‌ها کمتر از-T باشد  به اولین مولفه هیستوگرام و دامنه‌های بیشتر ازT به آخرین مولفه هیستوگرام اضافه می‌شوند. حسن هیستوگرام درآن است که ویژگی چند بعدی دارد و به همین دلیل غنای اطلاعاتی زیادی داشته و چون نویز قادر به تحت تاثیر قرار دادن تمام دسته‌های هیستوگرام نیست، حساسیت آن نسبت به نویز کمتر است، چرا که نویز نمی‌تواند تمام دسته‌ها را دریک زمان مورد اثر قرار دهد.

۳- دامنه ویلسون (WAMP )

تعداد دفعاتی که در یک پنجره زمانی اختلاف بین دو دامنه متوالی از حد آستانه ای بیشتر شود، دامنه ویلسون نامیده می‌شود. BMEcenter.ir image 5023

۴- تحلیل فاصله
روش‌های تحلیل فاصله به منظور مطالعه خواص آماری سیگنال های مغزی به طور عام  و در ارتباط با دیگر روش‌های تحلیلی نظیر توابع خود همبستگی و طیف توان مورد استفاده هستند. به علت سادگی ارزیابی سیگنال‌ها از طریق تحلیل فاصله، این روش‌ها از نظر کاربردهای عملی مورد توجه هستند. در مطالعه تحلیل فاصله علاوه بر سیگنال اصلی برای مشتق‌های اول و دوم نیز نرخ عبور از صفر محاسبه می‌شود. به این ترتیب اطلاعات بیشتری درباره خواص طیفی سیگنال به دست می‌آید.
یکی از ضعف‌های این روش حساسیت آن به نویز فرکانس بالا در تخمین عبور از صفر است. این مشکل با گذاشتن هیسترزیس رفع می‌شود، به طوری که دامنه‌های بین حدود باند مرده حذف شده و عبور از صفر آن ها محاسبه نمی‌شود. ضعف دیگر این روش، محاسبه شمارش عبور از صفرها برای مولفه‌های فرکانس پائین و فرکانس بالا است به طوری که مولفه‌های فرکانس پائین همواره با تخمین نقصانی و مولفه‌های فرکانس بالا  با تخمین اضافی محاسبه می‌شوند. روش دیگر محاسبه فواصل عبور از صفردر باندهای فرکانسی مجزا است، به این ترتیب مشکل روی هم افتادگی امواج رفع می‌شود.
برتری اصلی روش‌های تحلیل عبور از صفر، سادگی محاسبات مربوطه است و نتیجه برای کمی‌سازی On-line به علت ثبت‌های طولانی مدت مناسب است.

۵- تحلیل دامنه  -‌فاصله
در این روش سیگنال های مغزی به موج‌ها یا نیم موج‌ها تقسیم می‌شوند. این تقسیم‌بندی بر اساس فواصل بین عبور از صفرها و دامنه بین قله و دره در سیگنال انجام می‌شود. نرخ نمونه‌برداری در این روش حداقل ۲۵۰ نمونه بر ثانیه است که به علت تخمین دقیق قله‌ها و دره ها است. دامنه و دوره زمانی هر نیم موج به وسیله اختلاف بین قله و دره در دامنه و زمان تعریف می‌شود. دامنه و دوره زمانی موج به وسیله متوسط دامنه و مجموع دوره زمانی دو نیم موج متوالی تعریف می‌شوند.

۶- تحلیل توصیف گرهای جورتدسته دیگر از مشخصه های مورد استفاده در تحلیل زمانی سیگنال های مغزی، پارامترهای جورت هستند. این توصیف گرها که توسط جورت ابداع شده عبارتند از:‌ فعالیت (Activity‌) ، تحرک (Mobility‌) و پیچیدگی (Complexity). توصیف گری جورت در سیگنال های مغزی متغیر با زمان کارایی چندانی ندارند. BMEcenter.ir image 5024

روش‌های تحلیل تابع همبستگی

تحلیل تابع همبستگی به طور عمده به دو شکل وجود دارد: تابع همبستگی متقابل و خود همبستگی. حجم بالای محاسبات در تحلیل تابع همبستگی مانعی در راه گسترش کاربرد آن در گذشته بوده است و همچنین اهمیت تحلیل تابع همبستگی با ظهور محاسبه طیف توان از طریق تبدیل فوریه سریع کم شد. این تکنیک‌ها به علت زمان‌بری کمتر به صرفه تر بوده، در حالی که قوی‌تر نیز هستند. علاوه بر همه موارد فوق، تعیین مولفه‌های سیگنال از روی تابع خود همبستگی وقتی که سیگنال شامل چند ریتم غالب باشد، مشکل بوده، در حالی که به وسیله طیف توان این کار به راحتی قابل تعیین است.
مقادیر متوالی یک سیگنال EEG یا MEG ، که حاصل یک فرایند آماری هستند، الزاما مستقل نیستند. مقادیر گسسته و متوالی یک سیگنال وابستگی معینی به یکدیگر دارند و در واقع خود همبستگی هر سیگنال در لحظه n نشان‌دهنده میزان تشابه سیگنال به |m پریود نمونه‌برداری قبل از زمان فعلی است. اگر سیگنال تغییرات شدیدی داشته باشد شباهت آن به لحظات قبل اندک خواهد بود و نشانه‌ای برای مورفولوژی سیگنال است و این که آیا ایستا است یا خیر. shirazbme.ir image 5019

روش‌های تحلیل در حوزه فرکانس
تحلیل سیگنال های مغزی در حوزه فرکانس از سایر روش‌های پردازش سیگنال مغزی  پر کاربردتر بوده و گرچه امکان محاسبه مولفه‌های فرکانسی سیگنال ها با استفاده از روش تحلیل فاصله وجود دارد، لیکن مناسب‌ترین روش تحلیل فوریه بر اساس تابع خود همبستگی یا پریودوگرام (Periodogram) است. با ابداع الگوریتم‌های سریع محاسبه تبدیل فوریه گسسته (FFT)‌ در روش‌های رقمی پردازش سیگنال های مغزی پیشرفت چشمگیری به وجود آمد. در روش‌های پردازش حوزه فرکانس معمولا مشخصه‌های مختلف طیف توان مورد بررسی قرار می‌گیرند.
بخش مهم دیگر تحلیل طیفی سیگنال های مغزی، تحلیل بین طیفی است. به این روش ارتباط سیگنال های مغزی با همدیگر کمی می‌شود. توان بین طیفی، حاصل تبدیل فوریه بین یک سیگنال و مزدوج مختلط سیگنال دیگر است مقدار توان بین طیفی مختلط بوده و لذا دارای دامنه و فاز است.   ‌

www.shirazbme.ir

روش‌های تحلیل در حوزه زمان  -‌فرکانس

تاکنون دو دیدگاه بسیار رایج زمانی و فرکانسی در مورد سیگنال ها بررسی شدند. بنابر اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، نمی‌توان دقت اندازه‌گیری زمان و فرکانس را همزمان بالا برد و در این مورد محدودیت‌های جدی وجود دارد. به این صورت که با بالا بردن دقت کار در حوزه زمان، دقت کار در حوزه فرکانس کاهش می‌یابد و بالعکس. هر چند دیدگاه‌های فرکانسی تاکنون خدمات شایان توجهی را به پردازش کرده‌ا‌ند، اما همواره یک نکته باقی می‌ماند؛ هنگامی که یک سیگنال پویا از نظر حوزه فرکانسی توسط ابزاری مانند تبدیل فوریه ملاحظه می‌شود، هر چند معلوم می‌شود چه فرکانس‌هایی در این سیگنال وجود دارد، اما زمان وقوع آن‌ها همچنان در پرده ابهام می‌ماند. از دیدگاه فرکانسی نوازنده‌ای که قطعه‌ای را می‌نوازد، در گستره‌ای از فرکانس‌ها سیگنالی را ایجاد می‌کند که اطلاعی از نحوه توالی آن‌ها در دست نیست و معنایی از آن به دست نمی آید. در مورد سیگنال‌های بیولوژیک این مسئله شکل حادتری به خود می‌گیرد، چرا که فرکانس‌های خاص در زمان‌های متفاوت، می‌تواند معانی مختلفی داشته باشد. این مساله پردازش سیگنال‌های بیولوژیک را به استفاده از تبدیلات حوزه زمان  -‌فرکانس رهنمون می‌سازد. این تبدیلات به دو دسته خطی و غیرخطی تبدیل می‌شوند که معروف‌ترین تبدیلات خطی شامل تبدیل فوریه زمان کوتاه(Short Time Fourier Transform) و تبدیل ویولت  هستند. تبدیل غیرخطی شامل تبدیل یا توزیع ویگنر(Wigner)، تابع ابهام (Ambiguity Function) و  …‌است.

روش‌های مبتنی بر مدل‌سازی پارامتری(Parametric Methods)

مدل‌سازی پارامتری یکی از تکنیک‌های تجزیه و تحلیل سری‌های زمانی است که در آن، یک مدل ریاضی به سیگنال نمونه‌برداری شده نسبت داده می‌شود. چنانچه مدل مذکور تقریب خوبی از رفتار سیگنال مشاهده شده به دست آورد، می‌توان از آن در طیف وسیعی از کاربردها  تخمین طیف توان Power    Spectrum    Estimation(‌)، کد سازی با پیشگویی خطی Linearity Predicted Coding(‌)، فشرده سازی و استخراج ویژگی برای مقاصد بازشناسی الگو استفاده کرد.
روش‌های مدل سازی پارامتری بر اساس فرض ایستایی سیگنال است (سیگنال هایی که مشخصات آماری آن‌ها با زمان تغییر نمی‌کنند.) در تجزیه و تحلیل سیگنال های غیر ایستا نظیر سیگنال های مغزی این مشکل به دو طریق قابل حل است: یک راه به کارگیری مدل های پارامتری تطبیقی است. در این روش ضرائب مدل، نمونه به نمونه محاسبه می‌شود و معیار تغییر ضرائب، اختلاف بین مقدار واقعی و مقدار پیش‌بینی شده بر اساس ضرائب استخراج شده قبلی است. اگر چه این روش مشکل غیر ایستایی سیگنال را رفع می‌کنند اما از نظر محاسباتی بسیار پر هزینه است.
روش دیگر تقسیم‌بندی سیگنال به قطعات کوچک است، به طوری که بتوان در طول آن قطعه، سیگنال را ایستا فرض کرد. مسئله مهم دیگر در تکنیک‌های مدل‌سازی پارامتری، روش تخمین پارامترهای مدل است. یکی از پارامترهای اولیه در تخمین مدل‌های پارامتری رتبه مدل است که نقش مهمی در کیفیت و دقت مدل‌سازی سیگنال دارد.

یکی از مهم ترین کاربردهای مدل‌سازی پارامتری، تخمین طیف توان سیگنال است. تخمین طیف توان با استفاده از مدل‌های پارامتری در مقایسه با روش‌های قدیمی که عمدتا مبتنی بر تبدیل فوریه هستند از خصوصیات بهتری برخوردار است. چنانچه نسبت سیگنال به نویز پایین بوده و طول سیگنال مورد نظر کوچک باشد، روش‌های قبلی، طیف توان دقیقی را ارائه نمی کنند چرا که روش‌های مبتنی بر تبدیل فوریه دقت تفکیک فرکانسی خوبی به دست نمی آورند، بنابراین مولفه‌های فرکانس دو یا چند سیگنال با طول کوتاه و نسبت سیگنال به نویز (SNR) پائین قابل تفکیک نیستند. محدودیت مهم دیگر، لزوم پنجره‌گذاری بر روی سیگنال، در حین تجزیه و تحلیل طیفی است. پنجره‌گذاری باعث نشست فرکانسی در حوزه فرکانس می‌شود به طوری که توان موجود در لب اصلی به لب‌های فرعی نشست می‌کند. محدودیت‌های فوق با استفاده از مدل‌های پارامتری قابل جبران است به علاوه، مشخصه غیر ایستان سیگنال‌های مغزی و در نتیجه لزوم انتخاب قطعات کوتاه از سیگنال، استفاده از آن‌ها را مناسب می‌سازد. به این ترتیب با کوچک گرفتن قطعات سیگنال های مغزی، دقت زمانی مناسبی در تجزیه و تحلیل تغییرات متوالی عملکرد مغز قابل حصول خواهد بود.در میان روش‌های پارامتری Autoregressive)AR، MA،(Autoregressive Moving Avarage)ARMA،) روش مدل‌سازی خود باز گشتی AR خصوصا با هدف تخمین طیف توان جزء معروف‌ترین‌ها هستند.

روش‌های تحلیل با استفاده از طیف‌های مرتبه بالا(Higher Order Spectra‌)
در روش‌های تخمین طیف فرض اولیه بر این است که سیگنال مورد بررسی به صورت جمع تعدادی از هارمونیک‌های فرکانسی است که فاقد هر گونه همبستگی آماری هستند و با این فرض میزان چگالی توان در هر یک از هارمونیک‌ها محاسبه می‌شود، بنابراین روابط بین فاز هارمونیک‌ها حذف می‌شود. اطلاعات موجود در طیف توان اگر چه برای شناسایی کامل یک فرایند کاملا گوسی با میانگین مشخص کافی است ولی در بسیاری از موارد عملی نیاز به اطلاعاتی بیش از طیف توان، نظیر میزان انحراف فرایند از توزیع گوسی و میزان و نوع غیر خطی بودن فرایند است که در طیف توان قابل دسترسی نیست.
حالت‌های خاص  HOS که از کاربرد بیشتری برخوردارند عبارتند از: طیف مرتبه ۳ و طیف مرتبه ۴ که به ترتیب به صورت تبدیل فوریه دنباله کامیولنت مرتبه ۳ و دنباله کامیولنت(Cumulant) مرتبه ۴ تعریف می‌شود. shirazbme.ir image 5021
حذف نویز گوسی با طیف نامشخص در مسائل تشخیصی، تخمین پارامترها و دسته‌بندی سیگنال های مغزی همچنین تشخیص و دسته‌بندی غیر‌خطی‌های موجود در سیگنال های مغزی نمونه‌هایی از انگیزه‌های قابل استفاده از تحلیل طیف‌های مرتبه بالا در پردازش سیگنال مغزی هستند .
نخستین انگیزه بر این پایه استوار است که برای فرایند کاملا گوسی تمام طیف‌های کامیولنت از درجه بالاتر از دو صفر است. اگر یک سیگنال غیر گوسی به صورت جمع‌شده با نویز گوسی دریافت شود، یک تبدیل به فضای طیف‌های مرتبه بالاتر از دو، نویز را (از نظر تئوری)حذف خواهد کرد. طیف مرتبه ۳ در یک فرایند گوسی صفر است، لذا میزان گوسی نبودن فرایند با مقدار طیف مرتبه ۳ آن متناظر است. به منظور کمی کردن میزان غیرگوسی بودن یک فرایند اتفاقی، می‌توان مجموع دامنه‌های طیف مرتبه ۳ را محاسبه کرده و به عنوان معیار به کار برد.  ‌
انگیزه دوم حاصل این واقعیت است که در سیگنال های طبیعی حالاتی وجود دارد که به واسطه تقابل بین دو مولفه فرکانسی از یک فرایند، یک مولفه جدید در فرکانس مجموع یا تفاضل آن ها به وجود می‌آید. این پدیده که می‌تواند به واسطه خاصیت غیرخطی به وجود آید، باعث ایجاد رابطه خاصی در فاز فرایند می‌شود که به آن ترویج تربیعی فاز می‌گویند و در بعضی از کاربردهای خاص(تحقیقاتی که برروی سیگنال های مغزی انجام شده است حاکی از این است که بسیاری از حالات مختلف مغزی، رفتارهای خاصی را به صورت تزویج بین فرکانسی سیگنال های مغز در فرکانس های مختلف، از خود بروز می دهند)  لازم است دانسته شود که آیا پیک‌های موجود در طیف توان سیگنال، که از نظر فرکانسی با هم رابطه هارمونیک دارند(یعنی فرکانس یکی، برابر مجموع فرکانس دوتای دیگر است) واقعا در اثر تزویج فاز ایجاد شده‌اند، یا سه مولفه مستقل هستند؟ از آنجا که طیف توان مشخصات فاز فرایند را حذف می‌کند، در این مورد کارا نیست، ولی در مقابل طیف مرتبه ۳ قادر به تشخیص تزویج فاز موجود و تعیین میزان آن است.  ‌
بزرگ‌ترین مشکل استفاده از روش‌های مبتنی بر طیف های مرتبه بالا در پردازش سیگنال آن است که این روش‌ها نسبت به روش‌های مبتنی بر تابع خود همبستگی، به دنباله‌های طولانی‌تری از داده‌ها نیاز دارند و همچنین به علت چند بعدی بودن نیاز به محاسبات بیشتر و در نتیجه زمان محاسبه طولانی‌‌تری دارند.

روش‌های تجزیه و تحلیل مکانی  (Spatial Analysis)

الگوبرداری از مشخصه‌‌های مکانی سیگنال‌ها مشکل است. این الگوها بیانگر فعالیت چندین سیستم مجزا است. قدرت تفکیک مکانی به روش ثبت و تعداد کانال‌های ثبت وابسته است. ساده‌ترین شکل تحلیل مکانی نگاشت(Mapping‌) توزیع پتانسیل های مغزی بر روی پوست سر است. نگاشت مغزی در دو بخش قابل طرح و بررسی است: اول استخراج اطلاعات و پارامترهای مناسب و دوم تشکیل تصویر کامل و مناسبی از این پارامترها، به طوری که منطبق بر موقعیت مکانی کانال ها و فعالیت ثبت شده در سر باشد. در نگاشت می‌توان از مولفه‌های فرکانسی سیگنال های دریافتی یا فرم زمانی آن‌ها بهره جست، می‌توان باندهای فرکانسی را به صورت مجزا نگاشت کرد یا درصد هر یک از این امواج را در هر نقطه محاسبه کرد.  ‌
به منظور مقایسه کمی نگاشت‌ها، روش‌های آماری جهت تولید پارامترهای مقایسه مورد استفاده قرار می‌گیرند. به این طریق علاوه بر بررسی فعالیت مغزی، امکان مقایسه آن با دیگر نگاشت‌ها که می‌تواند نگاشت‌های طبیعی یا نگاشت‌های قبلی باشد، فراهم می‌آید. همچنین می‌توان با ذخیره نگاشت‌های متوالی و نمایش پشت سر هم آن‌ها، به عملکرد زمانی مغز پی برد. روش‌هایی که اساس آن پردازش سیگنال های مغزی است، نیاز به وقت، حوصله و دقت دارند و تنها افراد متخصص قادرند، نتایج حاصل را آنالیز و تحلیل کنند. این روش به علت نمایش گرافیکی از عملکرد مغز، از طرف طیف وسیعی از محققان مورد استقبال واقع شده است.

تعداد کل صفحات : 86 ... 4 5 6 7 8 9 10 ...
تازه ترین مطالب
لینکدونی
ابزارک ها
  • کل بازدید:
  • بازدید امروز :
  • یازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل مطالب :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :


-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*- *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*

.

*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* *---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---* PRchecker.info -----------

  • به کدام مطالب حوزه مهندسی و پزشکی بیشتر علاقمندید؟