نوشته‌ها

آموزش نحوه کلاسبندی و اصول یک پروژه کلاسبندی

در این ویدیوها هدف این است که به سوالات زیر به صورت مثال عملی در متلب پاسخ داده شود:

 نحوه لیبل گذاری داده های دو کلاس است؟
 چطور یک پروژه  شناسایی الگو انجام دهیم؟!
 پروژه  شناسایی الگو ( پترن) شامل چه مراحلی است؟
 چطور یک مدل برای  کلاسبندی  طراحی کنیم؟
 از کجا بدونیم مدل طراحی شده خوب کار می کند یا نه؟!
 نحوه ارزیابی مدل طراحی شده؟!
 نحوه تقسیم داده به دو بخش آموزش و تست؟
 نحوه لیبل گذاری داده های تست و آموزش ؟

 

 پروژه ای که در این ویدیوها آموزش داده شده، یک تسک بسیار ساده ای است و هدف این است که دوستان با انجام یک پروژه کلاسبندی آشنا بشوند.

 

بخش اول:

مفهوم کلاسبندی چیست؟ پروژه شناسایی الگو شامل چه مراحلی است؟!

 

مدرس : محمد نوری زاده چرلو(مدرس دوره های شبکه عصبی و دوره ی جامع مهندسی پزشکی (جهاد دانشگاهی علم و صنعت تهران))

تمامی ویدیوها در کانال به صورت رایگان قرار داده می شوند و هدف اشتراک اطلاعات برای دوستانی است که فرصت شرکت در دوره های مهندسی پزشکی را ندارند.

بخش های بعدی این ویدئو در کانال تلگرام قرار داده شده است.

ویدیوهای آموزشی بنابه درخواست اعضای گروه آماده میشوند!
در ویدئوهای بعدی به تمامی سوالات در قالب ویدیوی آموزشی پاسخ داده خواهد شد!

 


برای مشاهده ی مطالب علمی و همچنین ویدئوهای آموزشی رایگان درباره، شبکه های عصبی، شناسایی آماری الگو، پردازش سیگنال، پردازش تصاویر پزشکی و …به کانال تلگرام ما مراجعه کنید(سوالات خود را با ادمین کانال در میان بگذارید).

 

اولین کانال آموزش رایگان دروس مربوط به رشته ی مهندسی پزشکی

لینک کانال

 

الگورتیم خوشه بندی FCM

در جلسات قبل برای ناحیه بندی تصاویر و یا خوشه بندی داده ها (سیگنالهای حیاتی و …) الگوریتم خوشه بندی K-means  را به طور کامل در کانال تلگرام توضیح دادیم و در محیط متلب پیاده سازی کردیم.

در اینجا قصد داریم الگوریتم خوشه بندی برمبنای منطق فازی را توضیح دهیم.

همانند الگوریتم های خوشه بندی این الگوریتم نیز برای کاربرد زیادی در ناحیه بندی تصاویر، خوشه بندی داده ها و غیره دارد.

ادامه مطلب …

پردازش سیگنالهای حیاتی(EEG)

سیگنالهای حیاتی
بخش اول : الکتروانسفالوگرافی (EEG)


نوار مغزی(EEG)

نوارمغزی یا الکتروانسفالوگرافی (Electroencephalography) یا الکترومغزنگاری، ثبت فعالیت الکتریکی مغز است، این تکنیک شامل اخذ سیگنال توسط الکترودهای سطحی، بهبود سیگنال (معمولاً تقویت و حذف نویز)، چاپ سیگنال و آنالیز آن می‌شود. آنچه روی کاغذ چاپ می‌شود، الکتروانسفالوگرام نامیده می‌شود.

مغز انسان دارای میلیاردها سلول عصبی است. این سلولها برای برقراری ارتباط با یکدیگر و دیگر سلولهای بدن ، پیامهای عصبی رد و بدل می کنند. پیامهای عصبی ماهیت الکتریکی-شیمیایی دارند. در اینجا بیشتر ماهیت الکتریکی پیام های عصبی مدنظر است و به آن سیگنال الکتریکی گفته می شود. جهت ثبت سیگنال های الکتریکی مغز می توان از دستگاه EEG یا Electroencephalography استفاده کرد. این دستگاه با استفاده از الکترودهایی که در سطح سر قرار می گیرند، سیگنال های الکتریکی مغز را ثبت می کند. الکترودها به منظور دریافت سیگنال در مکانهای خاصی از سر قرار می¬گیرند. خروجی این الکترودها به ورودی تقویت کننده EEG متصل می شود و پس از انجام تقویت و فیلتر شدن، مورد استفاده قرار می گیرد.

دستگاه ثبت EEG
ماشین‌های EEG بالینی، معمولاً شامل ۸، ۱۶ یا ۳۲ کانال است. به صورت معمول ۲۰ الکترود روی سر بیمار قرار می‌گیرد که پتانسیل حیاتی مذکور را به پیش تقویت کننده می‌رساند. معمولاً با استفاده از یک سیگنالکالیبراسیون پالسی، سیستم کالیبره می‌شود. سیگنال‌های دریافت شده، تقویت و حذف نویز می‌شود. سیگنال‌ها را می‌توان به همین شکل ثبت کرد یا جهت انجام پردازش‌های بیشتر مانند محاسبه طیف فرکانسی سیگنال و طبقه‌بندی و اعمال الگوریتم‌های تشخیصی، به دیجیتال تبدیل و وارد کامپیوتر کرد. ثبت پتانسیل‌هایی که پس از تحریک‌های بینایی و شنوایی ثبت می‌شوند را پتانسیل‌های برانگیخت (evoked potential) می‌نامند. می‌توان این گونه تفسیر کرد که قسمت اعظم سیگنالی که از این طریق ثبت می‌شود در نتیجه محرک‌های بینایی یا شنوایی است. از این یافته‌ها می‌توان در مطالعه اعصاب مربوط به این دو حس استفاده کرد.

خصوصیات امواج مغزی
دامنه امواج مغزی قابل ثبت در سطح جمجمه بسیار ضعیف و در حدود ۱۰۰-۰ میکرو ولت و فرکانس آنها در حدود ۱۰۰-۰/۵ هرتز است. امواج مغزی را می توان بر اساس فرکانس آنها به دسته های زیر طبقه بندی کرد:

امواج دلتا: ۴ – ۰/۵ هرتز
امواج تتا: ۸ – ۴  هرتز
امواج آلفا: ۱۳ – ۸ هرتز
امواج بتا: ۳۰ – ۱۳ هرتز
امواج گاما: بیشتر از ۳۰ هرتز

مقدار امواج فوق به عوامل متعددی از جمله وضعیت فعلی فرد (خواب بودن ، بیدار بودن ، باز یا بسته بودن چشم و …) سن ، جنسیت و … بستگی دارد. متخصصان با توجه به این ویژگی ها ، وضعیت افراد را مورد بررسی قرار می دهند. به طور کلی می توان گفت که یک رابطه عمومی بین درجه فعالیت مغزی و فرکانس متوسط امواج الکتروانسفالوگرام وجود دارد. بدین صورت که فرکانس متوسط امواج به تدریج با زیاد شدن درجه فعالیت مغز افزایش می یابد. در دستگاه های EEG بسته به کاربرد ، ۳ تا ۲۵۶ عدد الکترود روی پوست سر قرار می گیرد. برای کاربردهای بالینی معمولا بین ۳۲-۸ کانال EEG موردنیاز است. به منظور کاهش امپدانس بین سطح الکترود و پوست ، از ژل استفاده می شود. بهترین مقدار امپدانس تماسی بین ۱ تا ۱۰ کیلو اُهم است. امپدانس بیش از ۱۰ کیلو اهم می تواند سبب ایجاد آرتیفکت شود. همچنین مواردی از قبیل: خشک شدن ژل ، عرق کردن پوست سر ، حرکات فرد (پلک زدن ، تنفس و …) در ثبت سیگنال ها تأثیر منفی دارند.

الکترود های ثبت EEG

الکترودهای EEG، جریان‌های یونی را از بافت سربرال به صورت ولتاژ اخذ کرده و به پیش‌ تقویت‌کننده های  EEG، منتقل می‌کند. مشخصات الکترود در ثبت، بسیار مهم است. معمولاً در صفحات این الکترودها، از کلرید نقره – نقره (Ag-AgCl) استفاده می‌شود.  

معمولاً پنج نوع الکترود جهت ثبت EEG  به کار می‌رود:
۱- الکترود پوست سر، کاپ‌ها، دیسک‌های پد نقره، میله‌هایی از جنس فولاد ضد زنگ و سیم‌های نقره کلریده شده
۲- الکترودهای sphenoidal: در این الکترودها، نقره عایق و سیم لخت که نوک آن کلریده شده به صورت متناوب قرار گرفته و به وسیله بافت ماهیچه توسط یک سوزن در جای خود قرار می‌گیرد
۳- الکترودهای Nasopharyngeal: میله نقره‌ای با توپ نقره که از طریق سوراخ بینی وارد می‌شود
۴- الکترودهای Electrocorticoyraphic: فیلترهای کتانی خیس خورده در محلول سالین که روی سطح مغز قرارداده می‌شود 
۵- الکترودهای اینتراسربرال: دسته‌های سیم‌های پلاتین یا طلای پوشیده شده از تفلون که در فواصل مختلف از نوک دسته بریده شده است و برای تحریک الکتریکی مغز به کار می‌رود.
الکترودهای کاپ یا دیسک، قابلیت استفاده مجدد دارد، هر بار با استفاده از یک کرم هادی روی پوست سر قرار می‌گیرد. قبل از قراردادن الکترود بایستی، چربی‌های نقطه مورد نظر در سر را با الکل یا استون پاک کرد. دامنه، فاز و فرکانس سیگنال‌های EEG به طرز قرار گرفتن الکترودها بستگی دارد. الکترودگذاری سطحی (روی سطح پوست) طبق یک الگوی استاندارد انجام می‌گیرد.

روش های ثبت سیگنال EEG

دو روش برای ثبت سیگنال های EEG استفاده می شود که عبارت اند از:

  • ثبت نسبت به مرجع: در این روش پتانسیل تمام الکترودها نسبت به یک مرجع سنجیده می شود.
  • ثبت دو قطبی: در این روش اختلاف پتانسیل بین دو الکترود دلخواه بنا به انتخاب کاربر ثبت می شود و لذا در اینجا مرجع مشخصی وجود ندارد.

نحوه چیدمان الکترودها

برای داشتن امکان مقایسه نتایج ثبت سیگنال مغزی و امکان تعمیم نتایج ، یک شیوه چیدمان الکترود به عنوان استاندارد بین لمللی شناخته شده است. این چیدمان جهانی الکترودها که به عنوان استاندارد ۲۰-۱۰ شناخته می شود ، امکان پوشاندن تقریباً تمام نواحی سر را توسط الکترودها فراهم می کند.  انتخاب محل الکترودها بر اساس نقاط ویژه استخوان جمجمه انجام پذیرفته است. الکترودها در نواحی تلاقی سطوح استخوان جمجمه قرار می گیرند و سایر الکترودهای میانی بر اساس ۱۰ و ۲۰ درصد کل فاصله چیده خواهند شد. در شکل زیر این چیدمان نشان داده شده است.

کاربردهای بالینی:

نتایج حاصل از مغزنگاره (انسفالوگرام) را نمی‌توان به صورت مستقیم و تنها با مشاهده سیگنال مورد بررسی و تفسیر قرار داد و از روی آن ناهنجاری را تشخیص داد.

معمولاً طیف فرکانسی این سیگنال حاوی اطلاعات مفیدی است که کاربردهای تشخیصی و تحقیقاتی از جمله موارد زیر دارد:

  1. کمک به تشخیص و تعیین محل آسیب مغزی سربرال
  2. کمک به مطالعه صرع ( حملات گذرای برگشت‌پذیر عمل مغز دچار مشکل با حس نامنظم و فعالیت حرکتی نظیر تشنج)
  3. کمک به تشخیص اختلالات روانی
  4. کمک به مطالعه خواب
  5. اجازه مشاهده و آنالیز پاسخ‌های مغز به محرک‌های سنسوری

 


اولین کانال آموزش رایگان دروس مربوط به رشته ی مهندسی پزشکی

 لینک کانال  

سوالات و دیدگاه خود را درباره ی این پست با ما درمیان بگذارید