نوشته‌ها

اولین دوره‏ ی عملی پیاده‏ سازی شبکه‌های عصبی در نرم ‏افزار متلب در تهران

دوره ‏ای کاملا متفاوت

سرفصل مطالبی که در اولین دوره­ ی عملی پیاده­ سازی شبکه­ های عصبی آموزش داده خواهند شد عبارتند از: 

 

  • آموزش اصول برنامه نویسی در متلب
  • مقدمه ای بر شبکه عصبی
  • شبکه عصبی پرستورن تک لایه از جمله: 
  • قانون یادگیری پرسپترون
  • قانون یادگیری وینر هاف
  • قانون یادگیری LMS
  • ماکزیمم احتمال (Maximum Likelihood)
  • شبکه عصبی آدالاین
  • شبکه عصبی پرسپترون چندلایه  از جمله: 
  • شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با قانون یادگیری پس انتشارخطا
  • شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با قانون یادگیری دلتا دلتا
  • شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با قانون یادگیری دلتا بار
  • شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با قانون یادگیری گوس نیوتن
  • شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با قانون یادگیری گوس
  • شبکه عصبی توابع شعاعی پایه (Radial-Basis Function Networks)
  • شبکه عصبی ELM(Extreme Learning Machine)
  • شبکه عصبی احتمالی(Probabilistic Neural Networks)
  • شبکه های عصبی بدون نظارت شده (رقابتی – SOM)

 

  روال کلی آموزش

 

  • در ابتدا هر الگوریتم به صورت تئوری توضیح داده می­شود و سپس به صورت مرحله به مرحله در متلب پیاده‌سازی خواهد شد. بعد از کد نویسی، شبکه مورد نظر را با چند مثال عملی آموزش و تست خواهد شد.
  • در طول دوره چند پروژه عملی با استفاده از شبکه های عصبی انجام خواهند شد.

 

از جمله پروژه هایی که در طول دوره انجام خواهند شد:

  • تشخیص سرطان خوشخیم و بدخیم با استفاده از شبکه های عصبی(کلاس‌بندی)
  • تشخیص بیماری صرع با استفاده از شبکه های عصبی(کلاس‌بندی)
  • شناسایی سیستم های بیولوژیکی با استفاده از شبکه‌های عصبی(رگرسیون)
  • تشخيص دو کلاس شامل الگوهای تصادفی با توزيع گوسين با استفاده از شبکه‌های عصبی(کلاس‌بندی)
  • در جلسه­ ی اول پروژه­ایی برای هر شرکت­ کننده بصورت مجزا تعریف می ­شود که موضوع این پروژه می­تواند براساس علایق شرکت ­کننده باشد و یا توسط مدرس تعریف شود.
  • در طول دوره، قبل و یا بعد از کلاس  به سوالات مربوط به پروژ­ه‌ها پاسخ داده خواهد شد.

 

شرکت‏ کنندگان بعد از اتمام این دوره، قادر خواهند بود به:

  • پیاده ‏سازی تمامی شبکه ­های عصبی در متلب
  • استفاده از شبکه‏ های عصبی در پروژه­ های کلاسبندی و رگرسیون
  • برنامه‌نویسی در محیط متلب

 

مدت زمان دوره: ۲۰ ساعت (هفته ‏ای یک جلسه ‏ی ۴ ساعته – روز پنج‏شنبه و یا جمعه)

محل برگزاری: جهاد دانشگاهی دانشگاه علم و صنعت واقع در نارمک-خیابان ملک‏ لو پلاک ۱۵۸ و یا در آموزشگاهی در حوالی میدان انقلاب

هزینه‏ ی دوره: ۳۰۰هزار تومان

مهلت ثبت ‏نام دوره: تا پایان تیرماه(ظرفیت ثبت ‏نام این دوره محدود است)

مدرس: محمد نوری زاده‏ ی چرلو

 

                                     


 

جهت پیش ثبت ‏نام  با شماره‏ ی زیر تماس بگیرید:

۰۹۳۶۰۳۸۲۶۸۷

از طریق کانال تلگرام زیر جزئیات مربوط به دوره را دنبال کنید:

کانال تلگرام: @IUST_Bioelecteric

            

 

 

 

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