هجدهمین کنفرانس مهندسی پزشکی ایران

23 لغایت25آذر 1390

دانشگاه تربیت مدرس- تهران

با همکاری انجمن مهندسی پزشکی ایران

18th Iranian Conference on Biomedical Engineering

14-16 December 2011

Tarbiat Modares University

Tehran

سایت کنفرانس: 

http://www.icbme.ir/

ترجمۀ کلیه متون تخصصی مهندسی پزشکی (بیوالکتریک - بیومتریال) و مهندسی برق در اسرع وقت پذیرفته می شود.

SMS:09363329651

email: seyedhadi_hashemi@yahoo.com

کالیبراسیون می تواند در بسیاری از فرآیندهای بیمارستانی نقش عمده ای ایفا کند و ابعاد مختلف مرتبط با تجهیزات پزشکی از جمله تعمیرات ، نظارت و بازرسی را متحول سازد.

مهمترین اهداف پروژه کالیبراسیون به شرح زیر است:

1.   کاهش هزینه تعمیرات اتفاقی به دلیل نظارت بر عملکرد دستگاه

2.  افزایش عمر تجهیزات پزشکی

3. کاهش مواد ، قطعات و ملزومات مصرفی

4. جلوگیری از مراجعات متعدد بیمار به مراکز درمانی به منظور کسب اطمینان از صحت آزمایشها

کالیبراسیون فرآیندی دوره ای است که باید نسبت به انجام آن در دوره های معین اقدام نمود. بدین ترتیب که دردوره های مشخصی ، دستگاه کالیبره شده و روی آن برچسب مخصوصی که شامل تاریخ کالیبره وتاریخ انقضای کالیبراسیون می باشد و مهمور به مهر آزمایشگاه کالیبراسیون است ، زده می شود . پس از آن باید از به کار گرفتن دستگاه های فاقد این برچسب یا دستگاههایی که ازتاریخ انقضای کالیبراسیون آنها گذشته است ، جدا خودداری شود.

همانطور که گفتم می خوام یک سری اطلاعات مختصر و مفید در زمینه پردازش تصویر خدمتتون ارائه بدم. اولین پست از این سری رو با معرفی فیلتر وینر WIENER شروع می کنم.

فیلتر wiener یکی از فیلتر های پرکاربرد در پردازش سیگنال و تصویر می باشد که در دهه 1940 توسط   Nobert Wiener ارائه شد. هدف این فیلتر حذف نویز موجود در سیگنال یا تصویر از طریق مقایسه با سورس بدون نویز سیگنال می باشد. این فیلتر یکی از نخستین فیلتر های آماری ارائه شده میباشد. فیلتر وینر یک فیلتر وفقی نمی باشد زیرا تئوری مورد استفاده در این فیلتر بر اساس این فزض است که ورودی های آن stationary می باشند.

فیلتر wiener دارای خصوصیات زیر می باشد:

1- فرض: سیگنال و نویز (additive)  فرآیندهایی خطی و stochastic و stationary  هستند که دارای مشخصات طیفی و autocorrelation و cross-correlation مشخصی می باشند.

2- نیازمندی ها: فیلتر باید علی باشد.

3- محدودۀ عملکرد: Minimum Mean Square Error 

از این فیلتر بطور عمده برای de-convolution استفاده می شود.

1-1-    سیستم های PACS     

PACS یا سیستم انتقال و آرشیو تصاویر در طول دو دهه ی گذشته ، با تکیه بر فناوری اطلاعات (IT) و علم دیجیتال، رادیولوژی و در حالت کلی تصویر برداری پزشکی را متحول نموده است . در این فصل به ارائه ی مطالبی در باره ی PACS و بخش های مختلف آن و معرفی اجمالی آن می پردازیم . استفاده  از تکنولوژی دیجیتال، انتقال و نمایش تصاویر پزشکی مزایای فراوانی نسبت به سیستم های فیلمی و کاغذی دارد . استفاده از تصاویر دیجیتال علاوه بر بهبود کیفیت تصاویر و تسهیل در امر انتقال و آرشیو تصاویر پزشکی، امکان تشخیص بهتر را فراهم نموده و منجر به تسریع اعمال محافظت از بیمار می شود.

بر اساس این ویژگی ها، انتقال دیجیتال و فناوری IT به تدریج روشهای ثبت، ذخیره، مشاهده و انتقال تصاویر پزشکی و اطلاعات مربوط به مراقبت از بیماران را دچار تغییر نموده است. یکی از الزامات این توسعه، گسترش امکانات رادیولوژی دیجیتال می باشد. دپارتمان رادیولوژی دیجیتال دارای دو بخش عمده ی : سیستم مدیریت اطلاعات رادیولوژی (RIS) و یک سیستم تصویرگری دیجیتال می باشد. RIS زیر مجموعه ی سیستم اطلاعات بیمارستان یا HIS می باشد. هر گاه این سیستم ها با سیستم ثبت الکترونیکی بیمار یا ePR ترکیب شوند، ما شاهد یک سیستم بدون فیلم و کاغذ برای مراقبت از بیمار هستیم.  سیستم تصویر برداری دیجیتال برخی اوقات تحت عنوان سیستم انتقال و آرشیو تصاویر PACS یا سیستم انتقال و مدیریت تصویر (IMAC) نامیده می شود، که شامل ثبت تصویر، آرشیو، انتقال، بازیابی، پردازش، توزیع و نمایش تصاویر پزشکی می باشد. از ترکیب HIS و PACS سیستم HI-PACS یا سیستم متمرکز PACS  بیمارستانی ساخته می شود. در این فصل به معرفی اجمالی PACS و بررسی پیشینه و چالش های تکنیکی پیش روی این سیستم پرداخته می شود و در نهایت بصورت مختصر بخشهای مرتبط با این سیستم معرفی می شوند.

1-2         پیشینه ی PACS

بحث انتقال تصاویر دیجیتال و رادیولوژی دیجیتال برای اولین بار در اواخر دهه ی 1970 م و اوایل 1980 مطرح شد، و طی کنفرانس ها و مجامع مختلف مباحث تئوری آن مورد بررسی قرار گرفت تا این که برای نخستین بار در سال 1982 در نخستین کنفرانس و کارگاه سیستم های آرشیو و انتقال تصویر در بندر Newport کالیفرنیا برگزار شد، این مباحث تئوری جنبه واقعیت به خود گرفت و از آن پس عبارت PACS وارد ادبیات تصویر برداری پزشکی گردید و هر ساله در ماه فوریه در ایالت کالیفرنیا کنفرانسی در این زمینه برقرار می شود. همزمان با آمریکا، در اروپا و آسیا نیز همایش های درباره ی PACS برگزار شد که از نخستین همایش ها می توان به همایش نخستین سمپوزیوم PACS و PHD ژاپن، جولای 1982، و  همایش سالانه ی Euro-PACS  در اروپا اشاره نمود. دو نمونه از همایش های مورد توجه در تاریخ پیدایش PACS عبارتند از : همایش [1]CAR در سال 2002 و IMAC در سال 1989. CAR یک همایش سالانه است که توسط پروفسور Lemke از سال 1985 در دانشگاه صنعتی برلین برگزار می گردد. IMAC نیز یک همایش دوسالانه است که از سال 1989 آغاز شده و توسط پروفسور Seong K.Mun از دانشگاه جرج تاون اداره می شود. پس از آن سالانه گرد همایی های مختلفی در سراسر دنیا در زمینه های مرتبط با PACS و سیستم های دیجیتال پزشکی برگزار می شود که منجر به پیشرفت های وسیعی در زمینه ی PACS و نیز وضع قوانین و استاندارد های مختلفی در این زمینه شده است.

یکی از نخستین پروژه های تحقیقاتی مرتبط با PACS پروژه ی تله رادیولوژی بود که در سال 1983 توسط ارتش ایالات متحده پشتیبانی می شد. یکی دیگر از این پروژه ها، پروژه ای موسوم به DIN/PACS [2] بود که با همکاری دو دانشگاه جرج تاون و واشنگتن و نیز شرکت Philips و AT&T و حمایت مالی ارتش آمریکا انجام شد.

1-3-         سیر تکاملی PACS

PACS بسیاری از اجزای مربوط به تصویربرداری پزشکی برای کارهای کلینیکی را متمرکز نمود. باتوجه به کاربرد، PACS می تواند یک سیستم ساده، شامل چند جز ساده و مختصر باشد و یا می تواند یک سیستم پیچیده و HIS باشد. اگرچه پیاده سازی یک سیستم جامع و متمرکز PACS بیمارستانی مستلزم صرف هزینه زیاد و طراحی دقیق می باشد.

به علت شرایط مختلف کاربردی و محیطی، سیر تکاملی PACS در اروپا، آمریکا و آسیا متفاوت بوده است. در ابتدا، درآمریکا تحقیقات PACS بوسیله ی ارگانهای دولتی حمایت می شد. در کشورهای اروپایی توسعه ی PACS توسط کنسرسیوم های چند ملیتی پی گیری می شد. در آسیا نیز ژاپن نخستین کشور پیشرو در زمینه ی PACS بود که به عنوان یک پروژه ملی با آن برخورد شد. در طول برگزاری پنجمین کنفرانس IMAC در سئول، سه سخنران مدعو، پیشرفتهای PACS در آمریکا ، اروپا و آسیا را توضیح دادند. این همایش پیامد های زیادی در ارتباط با PACSداشت که از آن جمله می توان به تبادل اطلاعات بین افراد و شرکت های فعال در زمینه ی  PACS، معرفی استاندارد های فرمت داده و تصویر DICOM، توسعه و تبادل راهکار های حل مسائل فنی PACS، اشاره کرد.

با سلام خدمت دوستان عزیز:

شرمنده از این بابت که مدت زیادی وبلاگ رو آپ نکردم...

اما می خوام با یک تاپیک جدید یعنی پردازش تصویر شروع کنم. اکثر دوستان دارن تو این زمینه کار می کنند اما خوب مشکل خیلی از افراد تازه  وارد به این حیطه نبودن اطلاعات به زبان فارسی هستش.

امیدوارم دوستان عزیز هم منو تو این موضوع یاری کنند!

( Functional MRI (FMRI

1) مقدمه:

تصویربرداری MR متداول برای به تصویر کشیدن جزئیات آناتومیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. MRI کاربردی یا FMRI امروزه در اکثر مراکز MRI وجود دارد و از تکنیک‌ها و روشهای متداول MRI و نیز همان سیستم MRI استفاده می‌کند. FMRI براساس تغییرات کوچک در سیگنالهای مورد استفاده برای تولید تصاویر MR مرتبط با فعالیت عصبی مغز استوار است و اطلاعات با ارزش و مهمی را برای استفادة متخصصان اعصاب تولید می‌کند . FMRI ایمن، غیرتهاجمی و قابل تکرار بر روی افراد بالغ و خردسال می‌باشد و از این رو از وسعت استفاده برخوردار است.

در این بخش در ابتدا به بررسی اصول اولیه FMRI، نحوة پیاده‌سازی، محدودیت‌ها و برخی از کاربردهای رایج FMRI خواهیم پرداخت. در انتها نیز به بررسی برخی از آرتیفکت‌های FMRI می‌پردازیم.

2) اصول اولیه FMRI

مغز مانند هر بخش ارگانیک دیگر بدن نیازمند یک منبع ثابت و دائمی اکسیژن است تا بتواند از طریق سوخت و ساز گلوکز انرژی مورد نیاز خود را تامین کند. این اکسیژن از طریق قسمتی از خون بنام هموگلوبین تأمین می‌شود. در سال 1935 ثابت شد که خاصیت مغناطیسی هموگلوبین به میزان اکسیژن حمل شده توسط آن بستگی دارد. این وابستگی منشاء اندازه‌گیری فعالیت توسط MRI شد که بعداً با عنوان تصویربرداری تشدید مغناطیسی کاربردی یا FMRI معروف شد.

عکس‌العملهای بیوشیمایی که اطلاعات عصبی را انتقال می‌دهند تماماً نیازمند انرژی هستند. این انرژی از ATP که از گلوکز ساخته شده تأمین می‌شود که این فرآیند نیازمند اکسیژن می‌باشد. اکسیژن مورد نیاز برای متابولیسم فوق از طریق خون تأمین می‌شود. از آنجا که اکسیژن در آب حل شدنی نیست بنابراین به پروتئینی در خون بنام هموگلوبین می‌چسبد. جز مهم هموگلوبین اتم آهن آن است که رنگ خون هم از آن است. وقتی مولکول اکسیژن به هموگلوبین بچسبد به آن اکسی هموگلوبین و در غیر این صورت واکسی هموگلوبین گویند. به علت تقاضای زیاد انرژی مغز، میزان اکسیژن تحویلی و جریان خون مغز نسبتاً زیاد است. مغز تنها 2% از وزن بدن را به خود اختصاص می‌دهد و %20 از اکسیژن و %15 از خون بدن به مغز می‌رود. این موضوع اثبات شده که هر قسمت از مغز که در حال فعالیت است خون زیادی طلب می‌کند.

چون جریان خون موضعی ارتباط نزدیکی با فعالیت عصبی دارد، اندازه‌گیری rcBF برای مطالعة عملکرد مغز ـمفید می‌بـاشد. یک مکـانیزم کنتـراست حساس بـرای ایـن مطالعه روشی است که به سطح اکسیژن خون وابسته است و به کنتراست
Blood Oxygenation Level Dependent) BOLD )معروف است.

مولکول داکسی هموگلوبین پارامغناطیس واکسی هموگلوبین و یا مغناطیس است. وجود داکسی هموگلوبین در یک رگ‌خونی باعث می‌شود اختلاف مغناطیس‌پذیری در رگ و محیط پیرامون آن ظاهر شود. این اختلاف مغناطیس‌پذیری منجربه دفاز شدن سیگنال MR شده و باعث کاهش مقدار T2* می‌شود. در نتیجه در تصاویر با وزن T2* وجود داکسی هموگلوبین در خون باعث تیره‌تر دیده شدن ووکسل‌های نشان دهندة رگها می‌شود. با افزایش فعالیت عصبی و به تبع آن افزایش مصرف اکسیژن میزان داکسی هموگلوبین نیز افزایش می‌یابد و سیگنال MR نیز کاهش می‌یابد.

- نگاشت functional با استفاده از اثر Bold

کشف اثر Bold گروههای زیادی به مطالعة عملکرد مغز ترغیب کرد و استفاده از این اثر در FMRI مورد نظر بسیاری قرار گرفت. برای مطالعة عملکرد مغز با FMRI باید مغز را بصورت مکرر تصویربرداری کنیم در حالیکه مغز را تحریک کرده‌ایم و یا مغز در حال انجام کاری می‌‌باشد. موفقیت آزمایش در سه موضوع است. 1) رشتة اسکن مورد استفاده، 2) طراحی الگوی تحریک 3) روش آنالیز داده‌ها.

ادامه دارد...

با سلام خدمت دوستان عزیز و با تشکر از استقبال خوبی که از این وبلاگ کردید. وتشکر ویژه از دوستانی که نظر دادن و منو خوشحال کردن.

من یه پروژه در مورد MRI & FMRI دارم انجام که بعضی از قسمتها ی انو واسه شما اینجا میذارم. اما از دوستانی که در این زمینه تخصص دارن یا اطلاعاتی دارن می خوام که به من کمک کنن. یا از طریق میل و یا کامنت .

با تشکر از شما

از اینکه مدتی نتونستم وبلاگ آپ کنم از همه ی دوستان عزیز پوزش می خوام.اما یک مقاله ی جاب ومفید در مورد EMG آماده کردم ، که توسط دوست عزیزم آقای آهنگری از دانشجویان مهندسی پزشکی سهند گردآوری شده است. امیدوارم مفید واقع بشه. لطفا منو از نظرات ارزشمندتون بی نصیب نکنید. با تشکر.

مقدمه

اگر سیستم حرکتی انسان را یک سیستم کنترل متداول در نظر بگیریم که دارای کنترل کننده، عملگر و مسیرهای فیدبک می باشد. آنگاه نقش اساسی ماهیچه را می توان بعنوان عملگر در نظر گرفت. اگر چه ماهیچه با توجه به ساختار پیچیده آن بخشی از وظایف کنترل کننده و مسیرهای فیدبک را نیز برعهده دارد.

وظیفه اصلی ماهیچه تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی مکانیکی و تولید نیرو است. اگر چه راندمان این تبدیل انرژی تنها حدود 20 درصد است ولی قدرت، دقت و کارائی توام ماهیچه در این تبدیل انرژی بسیار شگفت انگیز است. نیروی مکانیکی ماهیچه تنها در جهت انقباض بوده و بازگشت عضله به طول عادی آن به‌صورت غیرفعال انجام می شود. در بدن انسان هزاران ماهیچه وجود دارد که آنها را می توان به سه دسته تقسیم نمود.

1-مخطط اسکلتی 2- صاف 3- قلبی

از آنجا که ماهیچه های صاف و قلبی، اغلب برای حرکات غیرارادی و داخلی بکار گرفته میشوند و در سیستم کنترل حرکتی انسان نقش عمده ای ایفا نم کنند. درادامه بحث تنها عضلات اسکلتی مورد بررسی قرار می گیرد.

در بدن انسان بیش از 500 ماهیچه اسکلتی وجود دارد که حدود 40 درصد وزن بدن را شامل می شوند و از نظر اندازه، شکل و سرعت بسیار با یکدیگر متفاوت می باشند.

انقباض این ماهسچه ها توسط فرمانهای عصبی که از سیستم اعصاب مرکزی (CNS) میآید کنترل می گردد. نیروی انقباضی حاصل به دو منظور مورد استفاده قرار میگیرد:

1- انقبا ض و کوتاه شدن ماهیچه برای ایجاد حرکت اندام حول محور را بط ها و مفاصل: مثل بلند کردن یک وزنه

2- انقباض ماهیچه برای مقابله با یک نیروی خارجی و حفظ موقعیت موجود: مثل نگه داشتن یک وزنه در ارتفاع ثابت. برای آنکه با ساختار و عملکرد ماهیچه و نحوه کنترل آن بیشتر آشنا شویم. در ادامه بحث ماهیچه را از دیدگاه ساختاری و فیزیولوژیک مورد بررسی قرار داده و پس از بررسی فیبر عضلانی و واحد حرکتی،به معرفی مشخصات دینامیکی و مدلهای کیفی و کمی در این زمینه می پردازیم.

نحوه تولید نیرو در عضله و نقش واحدهای حرکتی در آن:

عضله مجموعه ای از واحدهای حرکتی است که باتحریک مناسب توسط سیستم اعصاب مرکزی بمقدار مورد نیاز منقبض می گردد. در هنگام انقباض با توجه به نیروی لازم، دو نوع فرآیند افزایش نیروی انقباضی ر واحدهای حرکتی اتفاق می افتد:

الف) افزایش نرح تحریک عصبی واحد حرکتی فعال

ب) فعال نمودن واحدهای حرکتی جدید

بدین ترتیب برای افزایش نیروی انقباضی عضله، ابتدا نرخ آتش یک واحد حرکتی فعال بیشتر شده و در یک سطح انقباضی معین، واحد حرکتی دومی نیز فعال می گردد.

افزایش نیرو با افزایش نرخ آتش واحد حرکتی دومی نیز فعال می گردد.

افزایش نیرو با افزایش نرخ آتش واحد حرکتی دومی نیز فعال می گردد.

افزایش نیرو با افزایش نرخ آنش واحد حرکتی اول و دوم ادامه می پذیرد تا به همین ترتیب واحدهای دیگر نیز تحریک شوند.

اصل اندازه (size principle)

این اصل که اولین بار توسء Hennemen ارائه گردید بیان می کند که درگیر شدن واحدهای حرکتی در فعالیت انقباضی عضله ارتباط مستقیمی با اندازه آنها دارد. به عبارت دیگر در یک روند افزایش نیرو، ابتدا واحدهای حرکتی کوچکتر و سژس ترتیب واحدهای حرکتی بزرگتر فعال می شوند. نحه درگیری واحدهای حرکتی با افزایش نیرو طبق اصل اندازه را نشان می دهد. همانطور که در شکل دیده می شود بکارگیری واحدهای حرکتی جدید در یک حد آستانه صورت می پذیرد .

اندازه یک واحد حرکتی را نیز به این صورت تعریف می کنند که واحد حرکتی بزرگ، واحدی است که نرون حرکتی آن دارای بدنه سلول و قطر اکسون بزرگی است و روی آکوسن آن شاخه های انشعابی زیادی هم وجود دارد ولی واحد حرکتی کوچک، واحدی است که سرعت هدایت پتانسیل نرون حرکتی آن کم بوده و آکسون آن نیز انشعابات کمی داشته باشد.

برای توجیه اصل اندازه می توان از مقاومتهای ورودی نرونهای حرکتی کمک گرفت. اگر دو نروم بزرگ و کوچک دارای ورودی سیناپسی مشابهی باشند( مثلاً از طریق رفلکس دوک عظلانی تحریک شوند)، هنگام تحریک جریان وارده به هر دو سلول یکسان است و با توجه به اینکه سطح مقطع هر نرون حرکتی با هم متفاوت و بالطبع مقاومت الکتریکی آنها متفاوت می باشد. تغییر پتانسیل در نرونهای حرکتی بنابر قانون اهم نیز متفاوت بوده و سلولهای کوچک که مقاومت الکتریکی بالائی دارند در هنگام تحریک سیناپسی زودتر به حد آستانه رسیده و زودتر از نرونهای دیگر تحریک می شوند و پیامهای عصبی را منتقل می کنند. پس اگر حد آستانه تحریک تمام نرونهای حرکتی یکسان باشد نرونهای حرکتی کوچک که دارای مقاومت ورودی سلولی زیادی می باشند زودتر وارد فعالیت شده وبا افزای شتحریک نرونهای حرکتی بزرگتر نیز به حد آستانه تحریک رسیده و فعال می شوند این موضوع توجهی الکتروفیزیولوژیک اصل اندازه می باشد.

موارد استثناء در اصل اندازه:اگر چه می توان مثالهای فراوانی از رعایت اصل اندازه در انقباض عضلات مختلف بدن برشمرد ولی بنظر می رسد که در مواردی بدلیل عملکرد حرکتی خاص، اصل اندازه در عضله رعایت نمی گردد. می توان گفت که در این موارد CNS مستقیماً برای انتخاب صحیح ترتیب درگیر شدن واحدهای حرکتی وارد عمل شده و متناسب با حرکت مورد نظر انقباض لازم انجام می شود. این موضوع بخصوص در حرکات انقباضی خیلی سریع و قوی دیده می شود. البته در این موارد واحدهای حرکتی کوچک و بزرگ تقریباً به طور همزمان تحریک می شوند ولی سرعت واحدهای حرکتی بزرگ باعث می شود که انقباض آنها سریعتر از واحدهای کوچک رخ دهد.

EMG

هدف استفاده از ابزار در الکترومیوگرافی (EMG) ، نگه داشتن داده های به دست آمده از فعالیت بیوالکتریک وابسته به تنظیم انقباض عضله می باشد. پرسشهای مربوط به یکدسته از مشاهداتی که از EMG استفاده می کنند حول و حوش این که چه داده هایی می توانند بوسیله اندازه گیری به دست آوردن داده از سیگنال EMG بحث می شود.

برای تهیه یک چهارچوب برای بحث در مورد تجهیزات EMG، داده ها حاصل شده از EMG می توانند به 3 گروه کلی زیر تقسیم بندی شوند:

1- رابطه بین جنبه های آنی EMG و تغییرات وابسته آناتومی

2- رابطه بینEMG و تولید نیرو

3- رابطه بین EMG و خستگی عضله

هر یک از دسته ها به سیگنال EMG مورد پردازش گرفته، به منظور ثبت داده ها ضروری نیاز دارند تا بدین طریق هدف اندازه گیری را برآورده سازند.

داده های سیگنال EMG:

برای دادن پاسخ قطی در مورد سوالاتی که در بالا مطرح شدن به یک بررسی کامل از سهم فاکتورهای هم وابسته به هم که در مشخصه سیگنال EMG ظاهر شده تاثیر می گذارند نیاز داریم. محققانی مدل های ریاضی که فاکتورهای انتخابی را بهم ربط دهد را گسترش داده اند و رفتار آنها را به منظور مشاهدات تجربی با هم مقایسه کرده اند.اگر چه هیچ گونه اجتماع علمی روی مدلهای موجود تاکید نمی کند ولی کار روی این حوزه خیلی مهم را آشکار کرده است. گرچه تاثیر عواملی مثل سرعت؛ شتاب و نوع انقباض عضله به صورتی کامل فهمیده شده اند ولی تعبیر داده های به دست آنده از EMG به صورت غیر قطعی حاصل می شود.

اطلاعات پیشین:

اطلاعات پایه ای به دست آمده از EMG در زمانی خاص از فعالیت ماهیچه یا در فعال یا استراحت بودن عضله به دست می آیند.

برای اینکه EMG ثبت گردد، باید عضله از حد آستانی فرا برود که این حدود از قبل باید تغنی گردند مثل حدود نویز در اندازه گیرها. اینکه بدانیم عضله در حالت استراحت است، مشکل است، چون اغلب ممکن است عضله به تدریج در حالت مجموع استراحت کند.

در این مورد، حد آستانه باید به اندازه کافی بالا باشد تا از خطا در وضعیت جلوگیری شود.

اطلاعات نیروی EMG

شاید بیشترین استفاده و سوء استفاده از اطلاعات EMG در اندازه گیری کاربردهایی است که EMG آشکار شده را به محل عضله در نتیجه نیرو یا گشتاور تولیدی به وسیله عضله باشد، پلاریته این کارکرد ما به مقدار پتانسیل به دست آمده از داده ها وابسته است. مثلاً در مطالعات ارگونوکیلی، پتانسیل کارکرد ما شامل استفاده EMG برای ارزیابی وسیله ای که استفاده می شود وضعیت کارگر در جلوگیری از صدمات کاری مربوط می شود.

دامنه و فاز خطی وپهنای باند

برای ذخیره سازی داده های اصلی که محتوای داده های EMG ثبت شده می باشد به تجهیزاتی که دامنه و فازشان خطی است و دارای پهنایباند مناسبی است احتیاج داریم. دامنه خطی این مطلب را تحمیل می کند که نسبت ولتاژهی ورودی به خروجی باید تابعی خطی بین محدوده ولتاژ کارکرد دستگاه باشد. پهنای باند یا پاسخ فرکانسی مربوط می شود به اینکه دامنه در تمامی فرکانسی کاری دستگاه هستند، خطی باشد. می توان با مراجعه به بسط فوریه شکل 3-4 به آسانی این امر را تائید کرد.

برای اینکه اطلاعات موج اصلی ذخیره گردد، هر جزء فرکانسی از سیگنال به تنهایی باید به طور مشابهی برمی گردد. شاید شکل سیگنال خروجی دستگاه تغییر پیدا کند. البته باید هر تغییری در شکل بسط فرکانسی به عنوان یک نتیجه پردازش سیگنال که از موج اصلی تشکیل می شود بررسی شود. هم این طور هم فاز خطی به رابطه فاز هر جزء فرکانسی خروجی یک دستگاه نیاز دارد که باید با رابطه فاز موجود در ورودی یکسان باشد.

نویز

اگر سیگنال آشکار شده در محل الکترود حاوی اطلاعاتی باشد که فقط برای هدف اندازه گیری بکار برده می شود. و هیچ چیزی برای اصلاح یا تغییر این اطلاعات در طول پردازش و تقویت سیگنال انجام نگیرد. دقت اندازه گیری بوسیله وسایل ضبط یا خواندن خروجی انجام می گیرد. این یک توصیفی از یک سیستم اندازه گیری ایده ال است.

سیگنال EMG مطلوب، سیگنالی که فقط در محل الکترود آشکار شده باشد وجود ندارد. و حاوی مقداری سیگنال قوی تراز دیگر منبع سیگنال خارجی معمول وجود دارد. نویز به هر سیگنال خارجی یا ناخواسته که در انتقال درست اطلاعات دخالت می کند گفته می شود.

نویز در اطلاعات و داده های وابسته به محل عضله در طول ثبت و پردازش و تقویت سیگنال شناسایی می شود.

منابع نویز تولید شده به وسیله تجهیزاتی که برای آشکارسازی و تقویت و ثبت EMG استفاده می شود خیلی مهم است.

تمامی هادیهای در مقابل جریان از خود مقداری مقاومت نشان می دهند و در نتیجه نویز گرمایی تولید می کنند نویز گرمایی به وسیله ی حرکت اتفاقی الکترودها و دیگر حاملهای آزاد ایجاد می شود و نتیجه ی قانونی دوم ترموئینامیک می باشد. ولتاژ نویز گزمایی به مقاومت مواد، دما و پهنای باند مطابق با رابطه ی زیر وابسته است.

که K ضریب بوتزمن، T دما در درجه ی کلوین، B پهنای باند در هرتز، و R مقاومت در واحد اهم می باشد. نویز گرمایی در الکترودها، در لیدهای لختی که به الکترودهای تقویت کننده متصل می باشند و در تجهیزات الکترونیکی درونی دستگاه EMG تولید می شود.

تقویت کننده ها

جزء پردازش استاندارد در تجهیزات EMG ة تقویت کننده می باشد. البته این تقویت کننده معمولاً از تقویت کننده های چند طبقه تشکیل می شود که مهمترین آنها تقویت کننده طبقه اول یا بیش تقویت کننده می باشد.

این طبقات با هم چندین کارکرد مهم را اجرا می کنند که عبارتند از:

1) جداسازی بین سیگنال منبع و تجهیزات ثبت سیگنال

2) تبدیل جریان به ولتاژ

3) گین ولتاژ

4) کاهش نویز

دو مشخصه مهم یک تقویت کننده EMG، امپدانس ورودی بالا و ورودی تفاضلی می باشد. این ویژگی ها به دو مزیت مهم تبدیل می شوند: تبدیل توان سیگنال و کاهش توزین نویز.

تبدیل توان سیگنال

نیاز به جداسازی سیگنال مرجع از تجهیزات ثبت می تواند بهتر درک شود به وسیله ی مشاهده ی سیگنال منبع. توان سیگنال بعنوان مربع ولتاژ سیگنال تقسیم بر امپدانس منبع تعریف می شود. هدف تقویت افزایش توان سیگنال به یک سطح لازم برای نتیجهگیری تجهیزات ثبت میباشد. این کار نیاز به یک تبدیل کارای توان بین سیگنال منبع و پیش تقویت کننده دارد. هر گونه افزایشی در امپدانس مرجع توان موجود برای تبدیل را کاهش می دهد. آشکارا، کاهش امپدانس مرجع یک مزیت است و این کار به دو شیوه انجام می گیرد.

ابتدا، گامهایی را باید برای کاهش عوامل اغتشاش به امپدانس مرجع برداریم مثل خراش دادن محل الکترود با یک ماده سانیده که مقاومت پوست را کاهش دهد. روش اولیه بعدی کاهش امپدانس مرجع موثر است که با جداسازی منبع از بار می باشد.

جداسازی به وسیله ی میانگیری منبع با یک تقویت کننده که از خود امپدانس خروجی کوچک نشان می دهد صورت می گرد. برای هدف جداسازی، حلقه ی انتقال می تواند به عنوان یک سیگنال منبع که با دو امپدانس گره شده سری می شوند مشاهده گردد و یک امپدانس الکترولیتی پوست تشکیل شده است. امپدانس دیگر بیانگر امپدانس ورودی تقویت کننده است. که با هم یک مقسم ولتاژ را تشکیل می دهند. اندازه ولتاژ افت شده روی هر امپدانس گره شده متناسب با ضریب هر امپدانس به مجموع امپدانسها می باشد پس بزرگترین امپدانس منبع بزرگترین افت ولتاژ روی خود را خواهد داشت.

در جداسازی، هر افت ولتاژ روی امپدانس بیانگر توان سیگنالی است که اتلاف می شود. با کاهش اندازه امپدانس ورودی، درصد توان اتلافی کاهش می یابد و به همین ترتیب انتقال کار افزایش می یابد.

امپدانس ورودی بالای تقویت کننده به وسیله ی امپدانس خروجی پائین که مشخصه ی مطلوبی از کاهش موثر امپدانس منبع ر طول ذخیره سازی توان سیگنال دارد، تزویج می شود.

دامنه عملی برای امپدانس ورودی مطلوب برای تقویت همساندهی بالا به اندازه امپدانس منبع بستگی دارد.

یک قانون خوب برای لمس کردن این موضوع این است که امپدانس ورودی 100 برابر بزرگتر از امپدانس خروجی می باشد. برای یک مقدار ویژه از امپدانس الکترود سطح (امپدانس اندازه گیری شده بین آشکار سازی الکترود) مثلاً 20 کیلو اهم، امپدانس ورودی مطلوب 2 مگا اهم می باشد.

این امپدانس به آسانی با طرح تقویت کننده حالت ثابت قبل حصول است.

یک خطای رایجی که به سویله اشخاص که با الکترونیک ناآشنا هستند صورت می گیرد این است که فرض می کنند که مشخصه امپدانس ورودی چاپ شده در تمامی پهنای باند کل بسط پیدا می کند. و این درست نیست چون هر مقدار کوچکی از خازن که با مقاوت ورودی موازی می شود امپدانس ورودی را در فرکانس 100Hz کاهش می دهد. این مشکل به وسیله خازن و روی سیم های لید، که اغلب ظزفیتشان چند برابر ظرفیت خازن ورودی است، تشدید می شود.

برای جلوگیری از این اشتباه، امپدانس ورودی باید همچنین متناسب با یک جزء سری مقاومت و خازن یا یک نمایش فرکانسی با پهنای باند قابل استفاده باشد. یک فرکانس قابل قبول برای ثبت سطح، 100 هرتز می باشد.

کاهش نویز:

نگهداری توان زیادی از منبع سیگنال EMG انتقال به پیش تقویت کننده یک راهی برای بهبودی نسبت سیگنال به نویز است. روش دیگر کاهش توان نویز می باشد. برای نفع نویزهایی که نسبت به تقویت کننده خاریج هستند، مهمترین روش کاهش نویز خاصیت رد کردن حالت مشترک تقویت کننده های تفاضلی می باشد.

تقویت کننده های تفاضلی فقط اختلاف ولتاژ بین دو ترمینال ورودی را تقویت می کنند. هر سیگنال ولتاژ مشترکی در هر دو ترمینال که نسبت به یک ترمینال مشترکی سنجیده می شوند. باید یک سیگنال منوی تولید کنند.

مرتبه ای که در عمل این ایده آل سازی ( صفر ایده آل) را مشخص می کند به وسیله نسبت رد کردن حالت مشترک (CMRR) شناخته می شود. این نیست عبارت است از گین سیگنال اختلافی تقسیم برگین سیبگنال حالت مشترک (CMRR)، بهبود نسبت سیگنال به نویز را که بعد از تقویت صورت می پذیرد را نبودن نتیجه ی منابع نویز حالت مشترک مشخص می کند. انجمن بین المللی الکتروفیزیولوژیکی حرکت شناسی (ISEK) توصیه می کند که (CMRR) ژیپ تقوست کننده باید بزرگتر از 90 دسی بل باشد. نماد db برای نشان دادن نبت ولتاژ استفاده می شود. CMRR(db)=20log (CMRR)

به خاطر اینکه (CMRR) به وسیله هم فرکانسی و هم گین پیش تقبویت کننده تائید پذیر است، یک مشخصه ی معنا دار CMRR را به مشصخه فرکانسی ورودی و گین پیش تقویت کننده (اگر متغییر باشد) مربوط می سازد.

در عمل، اندازه گیری کاربردی EMG، CMRR پیش تقویت کننده هرگز به درستی شناخته نمی شود. به خاطر اینکه امپدانس منبع نامساوی به وسیله هر ترمینال ورودی دیده می شود.

که این اصلاً به امپدانس نامساوی الکترود بستگی دارد. تاثیر این امر، امپدانس نامتعادل منبع که باعث تولید افت ولتاژ متفاوتی در ترمینالهای ورودی می کند. اف ولتاژ متفاوت تولید یک سیگنال اختلافی مصنوعی که از هر سیگنال تفاضلی دیگر غیر قابل تشخیص دست می کنند. پس، آن به وسیله یک گین سیگنال اختلافی تقویت شود.

که تاثیر آن کاهش CMRR می باشد. البته باید تاکید شود که اندازه قدر مطلق امپدانس منبع نیست که CMRR را کاهش می دهد بلکه اختلافی که از یک ترمینال ورودی نسبت به دیگر ترمینال مشاهده می شود در کاهش CMRR موثر است. چون امپدانس منبع یک مقسم ولتاژ را با امپدانس ورودی تشکیل می دهد، افزایش امپدانس ورودی این شکل را قویاً کاهش می دهد.

نویز تولید شده در درون تقویت کننده یک مشخصه مهمی است چون بیانگر جزء مهمی از نویز کلی تقویت کننده است. نویز تقویت کننده یک مشخصه مهمی است چون بیانگر جزء مهمی از نویز کلی تقویت کننده است نویز تقویت کننده می تواند به سطحهای خیلی پائین به وسیله استفاده کردن از باتری هایی که با پیش تقویت کننده های کم توان پس تقویت کننده های کم توان کار می کند کاهش داد. نویز تقویت کننده معمولاً به صورت میکروولت (RMS) نمایش داده می شود، که به ورودی RTI مربوط می شود. ISEK توصیه می کند نویز تقویت کننده کمتراز SMVRMS باشد که با یک مقاومت منبع 100 کیلو اهم و پهنای باند 0.1 تا 1000 هرتز اندازه گیری می شود.

سرانجام، جریان ورودی تقویت کننده باید مشخص باشد. این متغییر خیلی مهم است، چون بیانگر سیگنال منیممی است که می تواند تقویت شود. جریان با یاس کم ورودی برای مینیمم کردن تاثیر تغییر در امپدانس منبع الکترود که معمولاً نتیجه ی حرکت الکترود است. مطلوب است. با اعمال قانون اهم، دامنه اغتشاش حرکت مساوی است با تغییر در امپدانس منبع که با جریان بایاس ورودی ضرب شده است. ISEK توصیه می کند جریان با یاس ورودی کمتر از SOAA باشد. برای تقویت کننده هایی که مستقیماً ترویج شده اند.

تسهیل کنترل عضلانی

امروزه به طور وسیعی از تحریکات الکتریکی به طور درمانی جهت شروع و تسهیل انقباضات ارادی عضلانی استفاده می شود، اگر چه تفکیک این اثر از اثر تقویتی که در بالا اشاره شد امکان پذیر نیست. این نوع استفاده از جریان را می توان در شرایط زیر بکار برد:

* هنگامیکه درد و یا آسیب وارده موجب مهار انقباض ارادی می شود، برای مثال تحریک عضله چهار سر رانی بخصوص قسمت پهن داخلی آن بعد از جراحیهای زانو و یا صدمات وارده روی زانو اغلب مورد استفاده قرار می گیرد (Erikson and Haggmark, 1979).

مثال دیگر تحریک عضلات کاف و تاندون آشیل در موارد مزمن و بعد از جراحی و همینطور در آسیبهای تاندون آشیل است.

* در مواردی که فعالیت عضله به طور موثری تحت کنترل ارادی قرار ندارد. برای مثال می توان از موارد زیر نام برد: تحریک عضلات کف لگن در وضعیتهای وجود بی اختیاری ادارای برای برقراری کنترل مجدد ادرار در این دسته از بیماران ( بدون وجود ضایعه عصبی) (Cawely and Hendriks, 1992) ؛ تحریک عضله آبداکتور شست پا، برای درمان مراحل اولیه انحراف شست پا به خارج، و در شرایط صاف کف پا و دردهای متاتارسی، که کنترل ارادی عضلات لومبریکال مورد نیاز و مطلوب است.

* در موارد لزوم آموزش فعالیت جدید عضلانی، در موارد پیوند عضلانی یا عصب حرکتی.

* در مراحل انتهایی ترمیم ضایعات اعصاب محیطی برای تشویق و ترغیب انقباضات ارادی هنگام برقرار روند عصب دهی مجدد.

* زمانیکه می خواهیم فعالیت خاص عضلانی را با حرکت طبیعی را به بیمار نشان دهیم. برای مثال در موارد وجود فلج هستریک.

* برای بچه های مبتلا به فلج مغزی، جهت تقویت انقباض عضله و فراهم کردن احساسی که کودک بتواند یک واکنش ضعیف را با افزودن اثر تحریک الکتریکی به انقباض اضافه و تقویت کند. (Carmick, 1991).

تحریکات الکتریکی عملکردی

تحریکات الکتریکی عملکردی عبارت است از تحریکات الکتریکی نرون حرکتی تحتانی برای شروع انقباض در عضلات فلج در جهت تولید حرکات عملکردی.

تحریک الکتریکی به جایزگزینی اسپلینت: ان نوع تحریک شامل استفاده از جریان نوع فارادیک یا پالسهای الکتریکی مشابهی است که روی پوست اعمال می شود تا موجب انقباض عضله گردند.

این نوع تحریکات منظم و مکرر عضله افزایش قدرت اتفاق می افتد. همچنین ممکن است یعنی جایی که هنگام تحریکات منظم و مکرر عضله افزایش قدرت اتفاق می افتد. همچنین ممکن است اثر مثبتی نیز روی اسپاسم عضلانی وجود داشته باشد( برای توضیح بیشتر به پاراگراف بعدی توجه کنید) یک نوع از این تحریکات، تحریک الکتریکی عضلات خم کننده روی پا، در بیماران همی پلژی می باشد که با کلیدی نصب شده در پاشنه کفش کنترل می شود. به طور مشابه از تحریک عضله دلتوئید نیز برای جلوگیری از نیمه در رفتگی مفصل گلنوهومرال در بیماران همی پلژی استفاده شده است(Baker, 1987). ساخت سیستمهای پیچیده تر برای بیماران پاراپلژیک که توانایی کنترل حرکات ارادی در اندام تحتانی را ندارند. به آنها اجازه می دهد تا بتوانند کنترل ایستادن و راه رفتن و بعضی حرکات روزمره را به دست آورند Mizrahi, 1993).

تحریک الکتریکی برای کنترل اسپاستی سیته: اثرات تحریک الکتریکی عضله روی اسپاستی سیته تاکنون به روشنی اثبات نشده است و نتایج گزارش شده متناقض می باشد. بخشی از این تناقض در نتایج گزارش شده ناشی از مشکلات موجود در اندازه گیری و تعریف اسپاستی سیته است.

به طور کلی در این زمینه سه روش موجود است:

* تحریک آنتاگونیسمها که موجب مهار متقابل آگونیستها می گردد.

* تحریک خود عضلات اسپاتیک.

* تحریک متناوب عضلات آگونیست و آنتاگونیست

برای آخرین روش از فرکانس پائین (3 تا 35 Hz) با پالسهای 2/0ms. چند دقیقه روزانه، و به مدت چند هفته استفاده شده است. از پالسهایی با فرکانس غیر یکنواخت ( الکتروتراپی تروفیک) برای تحریک روی عصب حسی استفاده می شود که منطبق بر اصل تقویت بیشتر مهار پیش سیناپسی نرونهای حرکتی توسط تحریکات آوران است و بنابراین اسپاستی سیته را کاهش می دهند.

روش دیگر استفاده از یک دستکش توری برای تحریک کل دست با دستجات پالس 3/0ms و فرکانس50Hz است، که مدار با الکتروى قرار گرفته روی ساعد بیمار کامل می شود. (Dimitryevic et al., 1996). تحریکات هم با شدت پایین و هم شدت بالای آستانه حسی بیماران همی پلژیک برای مدت 30 دقیقه در روز نشان داد، که این درمان موجب کاهش اسپاسی سیته و تقویت فعالیتهای ارادی باقیمانده می شود، در ضمن بیمار با عدم غفلت ازطرف مبتلا، در کارهای روزمره خود از این اندامها بهتر استفاده می کند.

در بیماران همی پارتیک ( نیمه فلج)، Lagasse و Roy (1989) اثرات برنامه آموزشی تحریکات الکتریکی عملکردی را بر میزان انقباض توام عضلات اسپاستیک در حین حرکت باز شدن ساعد (حداکثر سرعت) بررسی کردند. الگوی تحریک الکتریکی به طور اختصاصی برای هر بیمار با توجه به پارامترهای الکترومیوگرافی به دست آمده از اندام غیر مبتلا تنظیم شد. این درمان موجب کاهش میزان انقباضات همزمان آنتاگونیستها گردید.

در حالیکه نتایج گزارش شده تحریک الکتریکی روی درمان اسپاستی سینه ضدو نقیض می باشد اما هیچ یک این نظر را که " تحریک الکتریکی موجب تشدید اسپاستی سیته می شود تائید نکرده اند. (Baker, 1987).

• آنژیوگرافی مغزی (Cerebral Angiography)
• آنژیوگرافی محیطی (از دست یا پا) (Peripheral Angiography)
• آنژیوگرافی احشایی (Visceral Angiography)
• آنژیوگرافی ریوی (Pulmonary Angiography)
• آنژیوگرافی لنفاویlumph Angiography)  (
• پرتو نگاری بطنی قلب از طرف راست(Right heart ventriculography)
• پرتو نگاری بطنی قلب از طرف چپ(Left heart ventriculography)
• آنژیوگرافی آئورت(Aortography)
• آنژیوگرافی شبکیه‌ای(Retinal Angiography)
• آنژیوگرافی تشدید مغناطیسی(Magnetic Resonance Angiography)
• آنژیوگرافی به روش پرتو نگاری مقطعی کامپیوتری

 مقاله ای در مورد ماموگرافی که خودم تهیه کردم  امیدوارم مفید باشه:(لطفا در صورت استفاده از مطلب منبع را هم ذکر کنید(

• برآمدگی یا افزایش ضخامت در پستان یا ناحیه زیر بازو.
• تغییر در شکل و اندازه‌ی پستان.
• ترشحات نوک پستان و یا تغییر شکل نوک پستان.
• سرخ شدن و یا تغییر رنگ پوست روی و یا اطراف نوک پستان.
• برآمدگی و یا سوراخ سوراخ شدن پوست پستان.

All complex living organisms are controlled by extensive neural systems that operate based upon the flow of ions across cell membranes and the transport of specialized neurotransmitter molecules. UVa biomedical engineers were the first to use the Nobel prize-winning development of the patch-clamp method to solve the problem of ion channel disorder in neuromuscular disease in human cells. Neural studies now focus on disorders of the neuromuscular synapse and small cell lung cancer, the spectroscopic MR imaging of brain function, drug delivery in the brain, impact biomechanics of neural tissues, and non-invasive surgical planning for neurosurgery.

Bioelectric systems also includes the design of instrumentation to quantitatively assess or modify the electrical behavior of tissues, including the well-known ECG method and electromyogram for assessing muscle performance, as well as pacemaker design. In the future, the ability to use neural systems to regulate the performance of tissue-engineered constructs or native tissues will be a major achievement of biomedical engineering. The neural and bioelectric systems group in BME is complemented by innovative neuroscience and neurosurgery departments and research in the department of biology on neural network formation and remodeling.

یکی از خدمات اصلی مهندسی پزشکی به علوم زیستی و پزشکی کلینیکی ارائه ابزار دقیق مهندسی پزشکی بوده است. پیشرفتهایی که در این زمینه صورت گرفته است منجر به توسعه انواع جدید ابزار دقیق مهندسی پزشکی و روشهای متعدد کلینیکی شده است مانند مانیتورینگ الکترونیکی بیمار، که یکی ازجنبه های مهم مراقبت پزشکی در حالت بحرانی است، وهمچنین منجر به توسعه انواع دستگاهها برای کمک به افراد دچار ناتوانی جسمانی شده است. ابزار دقیق مهندسی پزشکی چنانچه در شکل مشاهده می گردد سه کارکرد اصلی دارد. بخش سنسور یا مبدل ابزار به عنوان واسط با سیستم فیزیولوژیکی تحت اندازه گیری عمل می کند، از این رو بیوسنسورها بخش مهم و ضروری هر سیستم اندازه گیری مهندسی پزشکی به شمار می آیند. بیوسنسور به عنوان وسیله ابتدایی برای تبدیل یک پدیدۀ خاص زیستی، شیمیایی یا فیزیکی به یک سیگنال الکتریکی عمل می کند و باید این فرایند تبدیل را با موفقیت و بدون تغییر یا اختلال در پدیده ای که اندازه می گیرد انجام دهد. بنابراین اهمیت آنها بسیار زیاد است، چون بدون آنها ما از دینامیک متغییر در دنیای فیزیک، شیمی و زیست شناسی بی اطلاع خواهیم ماند. بیوسنسورها با کمیت های خاص متنوعی سروکار دارند، پس در مورد بیوسنسورهایی که در ابزار پزشکی کاربرد دارند در نظر گرفتن نکات فیزیولوژیک به اندازۀ مسایل مربوط به طراحی مهندسی اهمیت دارد. ابزار دقیق پزشکی از انفجار اطلاعات در تکنولوژی الکترونیک بهره گرفته است. ابزارهای الکترونیکی پزشکی مستقل امروزه می توانند عملیات پردازش سیگنال پیچیده ای را انجام دهند که تا همین اواخر برای آن به یک کامپیوتر جداگانه نیاز بود. با این حال، توانائیهای بسیار پیچیدۀ ابزارهای دقیق امروزی هنوز نیازمند سیگنالهای با کیفیت بالا در ورودی هستند. نمایش وذخیره.4....... پردازش سیگنال.3...... سنسور.2 ........ سیستم فیزیولوژیک .1 ترتیب عمل کرد دستگاهها در پزشکی نشان داده شده است

سنسور: چنین سیگنالهایی باید از سنسور وارد شوند که به عنوان واسطه بین ارگانیسم بیولوژیکی و بقیه ابزار دقیق عمل می کند بنابراین گستره سنسورها برای ابزارهای الکترونیکی مهندسی پزشکی، زمینه ای مهم برای تحقیق، توسعه و تولید در مهندسی پزشکی فراهم می نماید. پردازش گر سیگنال: وقتی که بیوسنسور اطلاعات بیولوژیک تحت اندازه گیری را به یک سیگنال الکترونیکی تبدیل کرد، سیگنال وارد دومین بلوک اصلی سیستم ابزار دقیق، یعنی پردازشگر سیگنال می شود. این بخش، سیگنال الکترونیکی را تقویت و فیلتر می کند و بر روی آن کار می کند تا یک سیگنال الکتریکی تولید کند که قادر باشد دستگاههای خروجی را بکار اندازد یا قابل نمایش باشد. این پردازش سیگنال می تواند یک عمل ابتدایی مانند تقویت ساده سیگنال باشد یا خیلی پیچیده تر مانند طراحی و استفاده از بسته های نرم افزاری و سخت افزاری گسترده که خروجیهای مناسب و قابل اطمینانی برای اندازه گیری انجام شده فراهم می نمایند. خروجی: بخش خروجی ابزار دقیق پزشکی از این نظر که واسط بین سیگنالهای الکتریکی و یک سیستم بیولوژیکی است شبیه بخش سنسور است. در این مورد، سیستم بیولوژیکی، فردی است که خدمات درمانی را ارائه می کند. عملکرد بخش خروجی یک ابزار پزشکی تبدیل سیگنالهای پردازش شده الکتریکی به شکلی است که افرادی که این ابزار را به کار می برند، بتوانند آن را مشاهده نموده یا در برخی موارد، اطلاعات را برای مشاهدات وتحلیلهایی در آینده ذخیره نمایند، قطعات نمونه خروجی که در سیستم اندازه گیریی پزشکی به کار می روند لوله اشعه کاتدی (CRT) (catude-ray tube) برای مشاهده سیگنالها به شکل گرافیکی یا ترکیبی از ارقام و حروف، ثبت کنندۀ نمودار گرافیکی (graphic chart recorder) برای مشاهده و ثبت دائمی سیگنالها و ثبت کننده نوار مغناطیسی برای ثبت دیجیتال یا آنالوگ سیگنالهایی که بعداً مورد توجه و تحلیل قرار خواهند گرفت. از این توصیف مختصر وکلی که از یک سیستم ابزار دقیق پزشکی ارائه کردیم اهمیت این نکته معلوم می شود که درک دقیق از کمیت هایی که مورد اندازه گیری هستند در طراحی هر سه قسمت اصلی سیستم ضروری است. برای آنکه اندازه گیریهای فیزیولوژیکی صحیح انجام شود، شخص باید به طور واضح بر هم کنش بین سنسور و سیستم بیولوژیکی را مشاهده و درک نماید. فقط در این صورت است که شخص می تواند خطاهای اندازه گیری را به حداقل برساند که به نوبه خود بر تصمیمات کلینیکی اثر می گذارد.

به نقل از وبسایت بیوالکتریک ایران

براي مراقبت از نوزادان نارس لازمست كه آنها را در محيطي با دماي مناسب و كنترل شده نگهداري كنند زيرا خود آنها قادر به تنظيم دماي بدنشان نيستند. تحت شرايط نگهداري درانكوباتوربا اينكه نياز نوزادان به اكسيژن به حداقل مي رسد اما تامين اكسيژن مورد نياز از اين جهت كه شش هاي آنها خود قادر به تامين اكسيژن كافي

 نمي باشد بسيار مهم است. انكوباتور يك محفظه بسته با جداره هاي شفاف است كه در آن هوا با دماي كنترل شده از درون اتاقكي كه نوزاد در آن قرار دارد،عبور داده مي شود تا هم شرايط طبيعي رحم مادر را براي وي فراهم سازد و هم پزشك و پرستار بتواند براحتي به وي دسترسي داشته باشند. تا چند سال پيش فقط نوزاداني كه زودتر از موعد بدنيا مي آمدند در انكوباتور نگهداري مي شدند اما امروزه پزشكاان معتقدند كه تمامي نوزادان بهتر است 2 تا 3 روز در انكوباتور قرار بگيرند تا در معرض هواي آزاد قرار نگرفته ، كنترل شوند و در عين حال مراقبتهاي پزشكي براحتي بر روي آنان صورت گيرد.

پارامترهاي قابل كنترل در انكوباتور حرارت، رطوبت و اكسيژن است. سيستم گردش هوا (سيركولاسيون) همراه با تنظيم مناسب اين 3 پارامتر در داخل محفظه محيطي ايده آل براي نگهداري نوزاد فراهم مي كند كه در آن، گردش مداوم يك فن،هوا را مكيده، پس از تصفيه توسط فيلتر به داخل مي كشد . هواي مكيده شده پس از مخلوط شدن با هواي داخلي در اثر برخورد با المنت حرارتي گرم مي شود(ميزان گرمادهي المنت توسط پرستار قابل تنظيم است) و در صورت نياز به رطوبت با فعال كردن قسمت مربوط به رطوبت محفظه و تنظيم آن به ميزان دلخواه، رطوبت مناسب هواي داخل محفظه تامين مي شود. همچنين به دليل مثبت بودن فشار داخل محفظه، از ورود ذرات خارجي به داخل جلوگيري مي شود. حرارت ايجاد شده سپس توسط هدايت بافتي و انتقال توسط خون در بدن نوزاد جذب مي شود. در اصل، هم دماي پوست و هم دماي مركز بدن بايستي توسط انكوباتور ثابت نگه داشته شود، تنها تغييرات اندك مجاز است. در هنگام تولد، درجه حرارت بدن نوزاد به شكل بارزي افت مي يابد كه علت آن همان مكانيزم هاي گفته شده در قبل است. در واقع از دست دادن حرارت به دليل تشعشع، هدايت، كنوكسيون و تبخير(از طريق شش هاي نوزاد و نيز سطح پوست)صورت مي گيرد. انكوباتورها بهتر از گرم كننده هاي تابشي (radient warmers) عمل مي كنند.

اگرچه نوزاد داخل انكوباتور در مقايسه با اين گرم كننده ها كمتر توسط پرستار و پرسنل بيمارستان در دسترس است. در عين حالي كه نوزادان كامل(tem neonates) بطور طبيعي، تا حد زيادي قادر به تنظيم دماي بدن هستند در نوزادان نارس (premature) كه داراي پويت نازكتري هستند( كه اجازه مي دهند رگهاي خوني سطحي به سرعت حرارت را به محيط انتقال دهند)، نسبت بزرگ مساحت پوست به حجم، منجر به فقدان حرارت زياد از طريق تابش و كنوكسيون مي شود و تقريبا هيچ چربي زير پوستي كه بتواند به عنوان عايق گرمايي براي بدن عمل كند وجود ندارد. پايين آمدن دماي بدن نوزاد به مدت طولاني عوارضي چون كمبود اكسيژن، هيپوگلسميا، اسيدورزمتابوليك و تخليه سريع ذخاير گليكوژني را بدنبال خواهد داشت. بنابراين نگهداري بدن در شرايط مطلوب ت.سط كمك حرارتي بسيار ضروري است.

نوزاد بر روي يك تشك كه از ابر ساخته شده و روي آن مشمع ضد حساسيت پوشانيده اند، قرار مي گيرد. سيني نوزاد از جنس پلكسي گلاس بوده و يك سيني كشويي نيز جهت بيرون آوردن سيني نوزاد طراحي شده است. قبل از گذاشتن نوزاد در دستگاه لازمست بررسي شود كه آيا همه قطعات در جاي خود قرار دارند يا نه. اغلب انكوباتورهاي امروزي قابليت تغيير ارتفاع متناسب با قد پرستار را دارند. همچنين نوزاد را مي توان تا زاويه مشخصي (بعنوان مثال تا زاويه 12 درجه در يك نمونه) بصورت مايل قرار داد تا در حالتهاي مختلف براي شيردادن يا مقاصد درماني قرار گيرد.

بدليل اينكه هواي اتاقي كه نوزاد در آن قرار مي گيرد اغلب پايينتر از دماي درون انكوباتور است، فقدان حرارت از طريق تابش و از طريق ديواره هاي انكوباتور تقريبا نصف فقدان حرارت كل است. در اين حال مي توان از انكوباتورهاي باديواره دو جداره داراي فاصله هوايي استفاده كرد تا از فقدان حرارت اضافي جلوگيري شود. اگرچه در مقايسه فقدان حرارت بين انكوباتورهاي دو جداره و نوع تك جداره سرو كنترل به اين نتيجه رسيده اند كه انكوباتورهاي دو جداره فقدان حرارت تشعشعي را كاهش مي دهند اما از آنجا كه در مقابل، باعث افزايش فقدان حرارت از طريق كنوكسيون مي شوند، فقدان حرارت كل در انكوباتورهاي تك جداره با مكانيزم سروكنترل و انكوباتورهاي دو جداره تقريبا يكي است.

اتو کلاو دستگاهی است که برای استریلیزه کردن لوازم وتجهیزات پزشکی خصوصا ً تجهیزات اتق عمل مورد استفاده قرار می گیرد. در اتو کلاو از بخار آب برای استریلیزه استفاده می شود. برتری اتوکلاو نسبت به سایر دستگاههای حرارتی استفاده از بخار آب است که امکان استریلیزه ی لوازم دارای قسمتهای پلاستیکی را نیز به ما می دهد. در اتوکلاو دمای بخار آب را تا 130 درجه افزایش می دهند. در این دما اکثر باکتریها از بین می روند. در زیر شکل کلی وقسمتهای مختلف اتوکلاو نشان داده شده است:

ونتیلاتوریعنی چه؟
Vent= حرکت آزادانه گاز( هوا) به داخل یا خارج .
Ventilator دستگاهی است که عبور هوا به داخل ریه ها و خارج کردن آن را امکان پذیر می سازد.

فیزیولوژی
همه سلولهای زنده بدن ، اکسیژن(O2)  را به مصرف رسانده و دی اکسید کربن تولید می کند. اکسیژن به سلولها منتقل شده و دی اکسید کربن حاصل از سلولها ، از طریق سیستم گردش خون منتقل می شود. اکسیژن مصرف شده خون توسط سلولها نیاز به جایگزین شدن و دی اکسید کربن تولید شده در خون نیز به خارج شدن دارد.
این عمل جایگزینی اکسیزن و خارج شدن دی اکسید کربن توسط ریه ها صورت می گیرد.اکسیژن هوای فرو برده شده به داخل ریه ها به خون منتقل شده و دی اکسید کربن از طریق سیستم گردش خون به ریه ها باز گردانده می شود تا در آنجا دفع گردد.
هوای دمیده شده به داخل ریه ها شامل 79 درصد نیتروژن، 20.96 درصد اکسیزن و 04/ 0 درصد دی اکسید کربن بوده و هوای بازدم خارج شده از ریه ها شامل 79 درصد نیتروژن ، 17 درصد اکسیژن ، و 4 درصد دی اکسید کربن است.

اساس کار
یک دستگاه ونتیلاتور اکسیژن و هوا را به میزان مورد نیاز برای بدن با هم ترکیب نموده ، سپس آن را توسط تیوب های مخصوصی تحت عنوان "مدار تنفسی" به بیمار تحویل می دهد . گاز (هوا) موجود در و نتیلاتور قبل از تحویل به بیمار ، تبدیل به بخار مرطوب شده و سپس از طریق مدار تنفسی منتقل می گردد.
ونتیلاتور به منظور وارد کردن هوا به داخل ریه ها جهت انجام عمل دم ، فشار موجود در مدار تنفسی را افزایش می دهد . همچنین با کم کردن فشار ، باعث میشود هوای برگردانده شده به ریه ها یا هوای بازدم ، به بیرون از بدن (هوای بیرون) منتقل گردد .

بیمارانی که به ونتیلاتور نیاز دارند
به طور کلی هر بیماری که سیستم تنفسی وی نتواند پاسخگوی نیازهای تنفسی اش باشد ، نیازمند سیستم کمک تنفسی است و عمد تاً به بیماریهای قلبی_ریوی برمی گردد.این دستگاه را معولاً در بخش های ICU, CCU, NIC   و البته اورژانس می یا بید.

پارامترهای مهم
پارامترهای زیادی قبل از اتصال دستگاه به بیمار و حتی حین عملکرد دستگاه قابل تنظیم توسط پزشک  خواهد بود .
برخی از این پارامترها عبارت است از :
حالت کاری دستگاه CMV-SIMV-CPAP . حجم جاری (حجم هوای دم یا بازدم در مد تنفسی طبیعی حدود500 میلی لیتر ) . نرخ جریان هوا ، فشار هوا وحجم در دقیقه ( حجم هوای دم و بازدم در هر دقیقه ) .
همه موارد بالا توسط دستگاه پایش شده و علائم هشدار دهنده متفاوتی جهت محدودیت هر کدام قابل تنظیم است.

ایرادهای معمول و روش های نگهداری
ممولاً لوله های هوا و اتصالات دچار ایراد می شوند . لوله های آسیب دیده و پوسیده باید سریعاً تعویض شود .مرتوب سازا و نبولایزرها احتمال مسدود شدگی دارد تمیز کردن مداوم آنها توصیه میشود . در صورتی که مایع ( خون، ادرار، سالین، بتادین، آب، و ... ) وارد دستگاه شود لازم است دستگاه سریعاً باز و قسمت های آسیب دیده (سوییچ ها، رله ها، موتورها یا فیلترهای هوا ) تعویض گردد. چک کردن ماهانه جریان نشت الکتریکی و کالیبراسیون هر 6 ماه یک بار الزامی است .
فیلترهای هوایی لوله بیمار باید مرتباً تمیز یا تعویض شود . لامپ ها، سویچ ها، وسایل فعال کننده ، موتورها و هیترها، وسایل الکتریکی است که به صورت متناوب نیاز به بررسی و تعویض دارد .

به

خبرگزاري دانشجويان ايران - تهران
سرويس: پژوهشي

يك دانش‌آموخته دكتري مهندسي پزشكي در كشور مدلي رايانه‌يي به عنوان ابزار كمكي براي طراحي بهينه شبكه‌هاي پزشكي از راه دور اورژانس و بررسي جريان انتقال اطلاعات در شرايط بحراني شبكه طراحي كرد.

به گزارش سرويس پژوهشي خبرنگار خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا) واحد علوم پزشكي ايران، دكتر «فروزان مجيدفر» دكتري مهندسي پزشكي دانشگاه صنعتي اميركبير و طراح اين مدل درباره اين طرح گفت: در شبكه‌هاي پزشكي از راه دور اورژانس با توجه به ماهيت مسايل اورژانس در پزشكي باليني عامل زمان بسيار مهم بوده و در نجات جان بيماران موثر است؛ بنابراين تبادل كامل و مداوم و بدون وقفه اطلاعات از طريق شبكه‌هاي رايانه‌يي پزشكي از راه دور براي دريافت مشاوره از مراكز مرجع يا پزشكان متخصص مشاور نقش تعيين كننده در ارايه خدمات اورژانس به بيماران دارد.

وي افزود: از سوي ديگر شبكه هاي رايانه‌يي در معرض اختلالاتي هستند كه مي تواند باعث ازهم گسيختگي آنها و وقفه منقطع يا دايم در تبادل اطلاعات شود؛ ضمن آنكه هزينه فراهم كردن ارتباط شبكه‌ها در مناطق محروم و دورافتاده، كشورهاي در حال توسعه و يا مناطق جنگي نقش كليدي را در طراحي و نصب شبكه ها ايفا مي كنند.

دكتر مجيدفر در ادامه با اشاره به اينكه اين طرح مدل رايانه‌يي به عنوان ابزار كمكي براي طراحي بهينه شبكه هاي پزشكي از راه دور اورژانس و بررسي جريان انتقال اطلاعات در شرايط بحراني شبكه است، افزود: براي تطبيق مدل با شرايط واقعي انتقال بسته هاي اطلاعاتي بين دو گره شبكه، سه عامل تعيين كننده شامل پهناي باند شبكه، وقفه يا تايم اوت و عامل اختلال شبكه در نظر گرفته شدند.

وي تصريح كرد: در ادامه به منظور تشريح عملكرد مدل ارايه شده و نقش آن به عنوان يك ابزار كمكي براي كمك به تصميم گيري در طراحي يك شبكه پزشكي از راه دور دو وضعيت فرضي انتقال اطلاعات در زمان واقعي و انتقال اطلاعات به صورت غيرهمزمان از طريق فايل شبيه سازي شدند و در نهايت با ارزيابي اين مدل رايانه‌يي، در شرايط مختلف فرضي كه مشابه با شرايط واقعي انتقال داده ها در يك شبكه پزشكي از راه دور بودند، نشان داده شد كه اين مدل به عنوان يك پشتيباني كننده تصميم‌گيري به طراحي شبكه كمك خواهد كرد.

دانشمندان موفق شدند با استفاده از روش اشعه درمانى شانس زنده ماندن بچه‌های مبتلا به شایع‌ترین نوع تومورهاى مغزی مدولوبلاستوم را افزایش دهند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) دانشمندان و پزشکان بیمارستان کودکان شهر تنسی آمریکا توانسته‌اند با افزایش شدت اشعه، در یک دوره فشرده‌تراپى و سپس یک دوره کوتاه شیمی درمانی طول عمر بچه‌هاى مبتلا به تومورهاى مغزى را تا پنج سال افزایش دهند.

تومور مغزى نوع مدولوبلاستوم که در سنین هفت تا دوازده سال بروز مى‌کند در پسران بیشتر از دختران دیده مى‌شود. به علت آنکه این نوع تومور به سرعت رشد مى‌کند روش درمانی متداول جراحی و درآوردن غده از بافت مغزی است. جدا کردن تومور از بافت مغزى در روش جراحى نه تنها به سایر سلولهاى مغزى صدمه مى‌زند بلکه احتمال باقى ماندن بخشى از غده و رشد مجدد آن زیاد است.

علاوه بر آن از جراحى هر سه کودک تنها یکی موفقیت آمیز است. اما روش اشعه درمانى در دو سوم کودکان تحت درمان پاسخ مثبت داده است. در این میان در آن دسته از کودکانى که مبتلا به تومور بدخیم بوده‌اند موفق‌تر عمل کرده است.

کوتاه‌تر شدن دوره شیمی درمانی از جنبه‌هاى مثبت این روش به شمار مى‌آید.

پزشکان این گروه در تلاش هستند به فرمول ثابتی دست یابند تا با توجه به بزرگی غده سرطانی میزان اشعه را تنظیم کنند.