عنوان پایان‌نامه
طراحی و پیاده سازی یک سامانه جهت تشخیص زودهنگام پوکی استخوان
- رشته تحصیلی
- مهندسی فناوری اطلاعات پزشکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 539;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78154;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 539;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78154
- تاریخ دفاع
- ۰۷ مهر ۱۳۹۵
- دانشجو
- مائده ایزدی
- استاد راهنما
- سید حمید رضا احمدی
- چکیده
- پوکی استخوان، شایع‌ترین بیماری متابولیک استخوان است که با بالا رفتن امید به زندگی، اهمیت آن به عنوان یک معضل عمومی بیش از پیش شناخته شده است. به همین دلیل روش‌های پایش مداوم افراد به منظور تشخیص زودهنگام این بیماری در راستای بهبود خدمات پزشکی از راه دور بسیار پراهمیت می‌باشند. روشی که در این پژوهش برای تشخیص میزان تراکم استخوان به کار گرفته می‌شود، فرآیند انتشار صوت از درون استخوان می‌باشد. سازوکار این روش بدین صورت است که امواج صوتی به صورت انرژی مکانیکی در طول استخوان منتشر می‌شود و جهت دریافت امواج عبوری از استخوان از حسگرهای صوتی نظیر میکروفن در امتداد استخوان استفاده شده است. در سامانه طراحی شده برای هرکدام از میکروفن‌ها محل‌های مشخصی با فاصله معینی از هم تعبیه شده‌است. امواج صوتی توسط ضربه تولید می‌شوند که منجر به ایجاد تغییرات فشار هوا گردیده و تولید صوت می‌نماید. برای تحقق اهداف این پژوهش ابتدا استخوان را با استفاده از فانتوم مدل‌سازی می‌نماییم. این فانتوم‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که مراحل مختلف پوکی استخوان را به خوبی مدل می‌نمایند. برای بررسی تغییرات سیگنال صوتی عبوری از استخوان با بافت درونی متفاوت از شیوه همزمان‌سازی حسگرهای دریافت صوت استفاده می‌شود. این شیوه امکان دریافت صوت از چندین نقطه در طول استخوان را به صورت همزمان فراهم می‌کند لذا موجب تسهیل در اندازه‌گیری متغیرهایی مانند زمان انتشار و میزان تضعیف و سرعت انتشار سیگنال می‌شود. با اندازه‌گیری این متغیرها می‌توان میزان تراکم بافت استخوان را اندازه‌گیری نمود. این نتایج ما را در بهبود تشخیص پوکی استخوان یاری می‌کند. با انجام آزمایش‌های متعددی بر روی فانتوم‌های ساخته شده نتایج قابل توجهی به دست آمده‌است که نشان می‌دهد روش ارائه شده، روش مناسبی برای تشخیص پوکی استخوان می‌باشد و هیچ‌گونه عوارض جانبی به دنبال ندارد و قابلیت انتقال به خارج از مراکز درمانی در راستای اهداف پزشکی از راه دور را دارد و امکان استفاده در خانه‌های هوشمند را فراهم می‌کند.
- Abstract
- Osteoporosis is the most common metabolic bone disease which has most importance as a public health issue. Continuous monitoring of patients is very important in order to improve the early diagnosis of the disease according to the telemedicine services. In this study, sound propagation process method is used to detect bone mineral density. The mechanism of this method is that the sound waves are released through the bone as mechanical energy. A number of microphones are used along the bone in order to receive sound waves traversing through the bone. In the designed apparatus, a specific location is embedded for each microphone with certain distances with each other. The sound waves are produced by the pulse vibration which produces the sound propagating through the bone. According to the purposes of this study, the first step is modeling of the bone by a proper phantom. The phantoms are designed to model various stages of osteoporosis in a suitable manner. A sound synchronization technique is used to study the changes of the received audio signals while passing through the phantoms for different stages of osteoporosis. This technique makes it possible to receive audio from multiple points during the same time and facilitates the measurement of variables such as propagation time and attenuation of signals; which will be the basis for measuring the bone mineral density. The results will help us to improve the diagnosis of osteoporosis. By performing experiments on different phantoms, significant results have been achieved which show the proposed method is suitable for detecting osteoporosis in early stages. It is a non-invasive and non-destructive method which has no side effects and it has the ability to be used out of the treatment center by covering the objectives of telemedicine and it is usable in smart homes. Keywords: Acoustic Emission, Pulse Vibration, Time Synchronization, Attenuation, Propagation Time, Propagation Velocity
