فهرست مطالب

مهندسی پزشکی زیستی - سال هشتم شماره 4 (زمستان 1393)

فصلنامه مهندسی پزشکی زیستی
سال هشتم شماره 4 (زمستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/12/25
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مقاله کامل پژوهشی
  • علیرضا میرجلیلی، وحید ابوطالبی، محمدتقی صادقی صفحات 306-324
    در سال های اخیر، واسط مغز – رایانه (BCI)، به عنوان وسیله ای جدید برای ارتباط بین مغز انسان و محیط اطرافش مورد توجه قرار گرفته است. به منظور راه اندازی چنین سیستمی، همکاری چند بلوک از جمله بلوک های ثبت، پردازش سیگنال و رابط کاربری مورد نیاز است. بلوک پردازش سیگنال شامل بلوک های پیش پردازش و شناسایی الگو است و بلوک شناسایی الگو شامل دو مرحله استخراج ویژگی و طبقه بندی می باشد. در این مقاله از طبقه بندی کننده مبتنی بر نمایش تنک (SRC) در بلوک طبقه بندی استفاده شده است. SRC، شامل دو مرحله اساسی تشکیل ماتریس دیکشنری و یافتن پاسخ تنک داده ورودی می باشد. در این پژوهش برای تشکیل ماتریس دیکشنری که از مرحله استخراج ویژگی بدست می آید، از الگوریتم الگوهای مکانی مشترک (CSP) استفاده شده است. از معایب این الگوریتم، حساسیت به نویز و مسئله فرایادگیری می باشد. در این مطالعه، برای رفع معایب CSP، از الگوریتم های الگوهای مکانی مشترک تنظیم شده (RCSP) استفاده شده است. در مطالعات قبلی در زمینه BCI، برای یافتن پاسخ تنک از الگوریتم استاندارد BP استفاده شده که از معایب آن پیچیدگی محاسباتی و زمان بر بودن آن می باشد. برای رفع معایب این روش، با توجه به کارایی مناسب روش جدید SL0 در تعدادی از تحقیقات مشابه، در این پژوهش از این الگوریتم برای محاسبه پاسخ تنک استفاده شده است. نتایج حاصله نشان می دهد، الگوریتم های RCSP در مواردی که داده های آموزشی کمی موجود بوده است توانسته اند معایب CSP را به خوبی برطرف کنند و به طور میانگین با استفاده از این روش ها 53/ 7 % بهبود نسبت به CSP حاصل شد، هم چنین الگوریتم SL0، علیرغم کاهش قابل ملاحظه زمان پردازش در مقایسه با BP، در صحت تشخیص معادل با آن عمل کرده است.
    کلیدواژگان: سیستم های واسط مغز، رایانه، تصور حرکتی، الگوهای مکانی مشترک تنظیم شده، طبقه بندی مبتنی بر نمایش تنک، نرم صفر هموار شده
  • علی کرمانی، احمد آیت اللهی، سرور مهاجرانی صفحات 326-338
    تصویربرداری اولتراسوند درون رگی یا IVUS روشی با حداقل تهاجم است که در آن با تصویربرداری از مقطع رگ، اطلاعات دقیقی از آنچه درون آن وجود دارد به دست می آید. پردازش هایی که روی این تصاویر یا سیگنال های خام آن ها انجام می پذیرد، می تواند اطلاعات وسیعی در اختیار متخصصین و پزشکان قرار داده و در تشخیص دقیق و اتخاذ شیوه مناسب درمان، به آن ها کمک کند. تفکیک مرزهای بافت موجود در عروق خونی به عنوان اولین گام در این راستا، یکی از چالش های تحقیقات امروزی است. در این مقاله روشی جدید برای استخراج مرز بافت ادونتیشیا در تصاویر اولتراسوند داخل رگی پیشنهاد شد که بر اساس تکنیک کمینه-بیشینه و مولفه های همبند عمل می نماید. بدین منظور ابتدا با استفاده تکنیک کمینه-بیشینه بهبودیافته مرز اولیه استخراج خواهد شد. سپس با به کارگیری مولفه های همبند در مرزهای اولیه، مرز نهایی با دقت بالا استخراج می شود. به منظور ارزیابی عملکرد، روش مزبور بر روی مجموعه ای از دادگان واقعی آزموده شد. در این راستا از معیار مشابهت اندیس جاکارد و فاصله هاسدورف، که نشان دهنده ی میزان همپوشانی ناحیه بخش شده به وسیله روش پیشنهادی و تشخیص پزشک است بهره برده شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که روش پیشنهادی این مقاله با معیار میانگین اندیس جاکارد %95 و میانگین فاصله هاسدورف 0.45 میلیمتری مرزهای دقیق تری برای بافت ادونتیشیا نسبت به روش های موجود به دست می آورد.
    کلیدواژگان: تصاویر داخل رگی، استخراج مرز، بافت ادونتیشیا، بهینه سازی، مینیماکس، مولفه های همبند
  • مهدی خضری، سید محمد فیروزآبادی، سید احمدرضا شرافت صفحات 340-359
    دراین مطالعه همجوشی نتایج سیگنالهای فیزیولوژیکی چندگانه را برای طراحی یک سیستم شناسایی حالت های عاطفی با استفاده از مجموعه داده MIT پیشنهاد می کنیم. چهار نوع از سیگنال های فیزیولوژیکی، شامل فشار حجم خون (BVP)، نرخ تنفس(RSP)، هدایت پوست(SC) و سیگنال فعالیت عضلات صورت (fEMG) به عنوان سیگنالهای عاطفی مورد استفاده قرارگرفتند. برای جمع آوری مجموعه داده ذکرشده، محققان از روش تصور ذهنی برای ایجاد حالتهای عاطفی مورنظر از یک نفر استفاده و به طور همزمان سیگنالهای فیزیولوژیکی متناظر را ثبت کردند. دراین مطالعه، بهترین ویژگی های هریک از سیگنال ها از بین ویژگی های زمانی و فرکانسی محاسبه شده، تعیین شدند. برای این منظور روش های انتخاب ویژگی ترتیبی شناور رو به جلو (SFFS) وRELIEF مورد ارزیابی قرارگرفتند. مجموعه ویژگی جدید تشکیل شده با ترکیب ویژگی های انتخاب شده، سپس به سه زیرمجموعه تفکیک شد. هرزیرمجموعه برای شناسایی حالت های عاطفی موردنظربه یک واحد طبقه بندی اعمال گردید. نتایج به دست آمده از زیرسیستم ها با اعمال روش بیشترین آرا ترکیب شدند. سه روش طبقه بندی شاملSVM، LDA وKNN برای طراحی سیستم شناسایی حالت های عاطفی مورد ارزیابی قرارگرفتند. نتایج به دست آمده حاکی از عملکرد قابل ملاحظه سیستم در شناسایی حالت های موردنظر با دقت و سرعت پاسخ دهی قابل قبول است. استفاده از روش انتخاب ویژگیRELIEF به همراه طبقه بندی کننده SVM، دقت کلی شناسایی93.8 درصد را به دست آورده است، که بهتر از نتایج گزارش شده با استفاده از پایگاه داده ذکر شده تاکنون است.
    کلیدواژگان: حالت های عاطفی، تصور شخصی، سیگنال های فیزیولوژیکی، انتخاب ویژگی ها، همجوشی مرحله نتایج
  • نوید سلطانی، عباس نصیرایی مقدم، ناصر فتورایی، سعید سیری، آیسا رسولی صفحات 360-371
    به منظور دستیابی به معادلات ساختاری بافت، برای استفاده در شبیه سازی قلب از تست های آزمایشگاهی و معادلات مکانیکی حاکم بر محیط های پیوسته استفاده می شود.با در نظر گرفتن میوکاردیم قلبی به عنوان یکی از مهمترین بافتها، در این مقاله پس از بررسی شکل و ساختار میوکارد، ویژگی های اصلی پاسخ مکانیکی این بافت به صورت غیرفعال مورد پژوهش قرار گرفته است. میوکارد بطن چپ را به عنوان یک ماده الاستیک غیرخطی، تراکم ناپذیر و ناهمگن فرض کرده، با توجه به داده های تست دو محوره در جهت فیبرهای میوکارد که بر روی قلب های سه گوسفند بالغ انجام شده است، مدلی مبتنی بر ساختار ارائه کرده ایم. با توجه به داده های بدست آمده پارامتر های مادی این معادله با استفاده از برازش داده های محاسبه شد و رابطه ی نهایی برای تابع انرژی کرنشی بر اساس نامتغیر های تانسور کوشی بیان گردید که نتایج حاصل در شبیه سازی بافت قلب سودمند واقع می گردد.
    کلیدواژگان: دیواره ی بطنی، مکانیک بیوسته، تانسور انرژی کرنشی، سینماتیک محلی، تست دو محوره
  • محمد جزلاییان، هادی شهریار شاه حسینی صفحات 372-384
    عملکرد سیستم بینایی انسان در بازشناسی اشیای مختلف از عملکرد بهترین سیستم های بینایی ماشین هم بهتر است. به همین دلیل محققان حوزه بینایی ماشین و علوم اعصاب همواره به دنبال مدل کردن عملکرد سیستم بینایی انسان جهت استفاده در سیستم های بینایی ماشین بوده اند. مدل HMAX یکی از قوی ترین مدل های محاسباتی است که در این زمینه توسعه یافته است. این مدل بر پایه عملکرد سلول های مغز انسان در گذرگاه بطنی قشر بینایی طراحی شده و دارای چهار لایه محاسباتی است. در مرحله یادگیری این مدل تعداد زیادی از قسمت های کوچک تصاویر در اندازه های مختلف، که تکه نامیده می شوند، در موقعیت های کاملا تصادفی از مجموعه تصاویر آموزشی استخراج می شود. استخراج تصادفی و بی هدف تکه ها یکی از ضعف های اصلی مدل HMAX است که باعث کاهش کارایی و افزایش بار محاسباتی آن می شود. در این مقاله یک مدل جدید برای گزینش تکه های مرتبط تر و حذف تکه های زائد از مجموعه تکه های تصادفی پیشنهاد شده است. در این مدل با استفاده از یک روند بازگشتی، تکه های بهینه از روی ویژگی های بهینه ای انتخاب می شوند که به وسیله الگوریتم گزینش ویژگی حداکثرکردن اطلاعات متقابل از بین مجموعه ویژگی های تصاویر آموزشی گزینش شده اند. عملکرد مدل پیشنهادی در مسائل دوکلاسی تشخیص حضور یا عدم حضور یک شی در تصویر با مدل اصلی HMAX مقایسه شده و برتری آن به اثبات رسیده است.
    کلیدواژگان: بازشناسی اشیاء، سیستم بینایی، گزینش ویژگی، مدل HMAX
  • ماه منیر کریم زاده، لادن رشیدی، فریبا گنجی، میترا احمدی، ستار طهماسبی انفرادی صفحات 386-399
    این تحقیق با هدف تهیه یک سامانه مبتنی بر نانو ذرات مزو متخلخل سیلیکا (MSN)، برای حمل داروی ریواستیگمین هیدروژن تارتارات و بررسی سمیت سلولی این سامانه، با و بدون دارو، روی رده سلو ل های مغزی نوروبلاستوما SY5Y انجام شد. داروی ریواستیگمین هیدروژن تارتارات یک داروی آب دوست و آب گریز است، که برای درمان و کنترل بیماری آلزایمر به کار می رود. در این تحقیق نانوذرات مزومتخلخل سیلیکا سنتز شده و شکل و ویژگی های ساختاری آنها، پیش و پس از بارگذاری، با استفاده از روش های میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه، پراش پرتو ایکس، ایزوترم جذب نیتروژن، و آنالیز پتانسیل زتا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز نشان داد که نانو ذرات سنتز شده کروی بوده و دارای ساختار یکسانی می باشند. اندازه متوسط نانوذرات 13±100 نانومتر و میانگین اندازه روزنه آنها حدود 15/ 2 نانومتر بود. میزان بارگذاری داروی ریواستیگمین در روزنه های نانوذرات 88/ 20 درصد وزنی با بازدهی کپسوله سازی 25 درصد به دست آمد. پروفایل رهایش دارو از این نانوذرات در سیال های مشابه بدن و معده طی 24 ساعت، به ترتیب 5/ 70 و6/ 79 درصد به دست آمد، که نمایانگر رهایش نسبتا سریع دارو در محیط اسیدی است. بررسی سمیت سلولی این نانوذرات، با و بدون دارو، با استفاده از آزمون MTT روی رده سلول های مغزی SY5Y انجام شد. نانوذرات بارگذاری شده با داروی ریواستیگمین خاصیت درمانی بیشتری از داروی ریواستیگمین (به تنهایی) روی سلولهای SY5Y داشتند.
    کلیدواژگان: ریواستیگمین هیدروژن تارتارات، نانو ذرات مزو متخلخل سیلیکا، بیماری آلزایمر
  • فرناز قربانی، علی زمانیان، هانیه نوجه دهیان صفحات 400-410
    در این مطالعه داربست هایی سه بعدی که مشابهت ریز ساختاری بسیاری به ماتریکس خارج سلولی (ECM) دارند از جنس کوپلیمر لاکتیک گلیکولیک اسید (PLGA)–ژلاتین به روش ریخته گری انجمادی تهیه شدند. روش ریخته گری انجمادی امکان انجماد جهت دار محلول پلیمری را مهیا می سازد که اثرات مطلوب آن بر خواص فیزیکی- مکانیکی داربست ها مورد ارزیابی قرار گرفت. از این رو از استیک اسید به عنوان حلال مشترک جهت انحلال دو پلیمر PLGA و ژلاتین استفاده شد. تصاویر بدست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشانگر دستیابی به داربست هایی با تخلخل های باز و درصد تخلخل بیش از 95 درصد و با توزیع ابعادی حدود 50 -400 میکرومتر در مقطع عمود بر جهت انجماد و 50-300 میکرومتر در مقطع موازی با جهت انجماد بودند. همچنین نتایج تخلخل سنجی جیوه ای توزیع تخلخل 100-200 میکرومتر را نشان دادند. نتایج طیف سنجی فروسرخ (FTIR) حاکی از عدم تغییر ساختاری مواد پس از ساخت داربست ها می باشد. آزمون استحکام فشاری (MPa 2/ 3) نشان داد که داربست های ساخته شده از استحکام مناسبی برخوردار می باشند. هم چنین نتایج آزمون جذب آب (950 %) و زیست تخریب پذیری داربست ها گویای حفظ پایداری ساختار و تبادلات سلولی در طی دوره تخریب می باشد. مجموع نتایج نشان می دهد که داربست های مذکور ویژگی های اولیه و خواص مطلوبی برای استفاده در مهندسی بافت دارند و گزینه مناسبی برای حمایت از چسبندگی سلولی و حفظ پایداری ساختاری در بازه زمانی مورد نظر باشند.
    کلیدواژگان: کوپلیمر لاکتیک گلیکولیک اسید، ژلاتین، ریخته گری انجمادی، داربست پلیمری، استیک اسید
  • یادداشت کوتاه پژوهشی
  • آفرین ناظمی، علی مالکی صفحات 412-421
    طبقه بندی حرکت های اعضای دیستال با استفاده از سیگنال های الکترومایوگرام سطحی (sEMG) قسمت پروکسیمال، بخش مهمی در کنترل پروتزهای مایوالکتریک است. در بیشتر مطالعات قبلی، طبقه بندی تعداد محدودی از حرکت های دست مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله، از پایگاه داده ی NINAPRO که شامل داده های کینماتیک و sEMG فرد سالم برای 52 حرکت انگشت، پنجه و مچ دست است استفاده کرده ایم. در این مطالعه، عملکرد طبقه بندی کننده های LDA و LS-SVM با کرنل RBF، به ازای ترکیب های مختلف ویژگی ها مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با پنجره گذاری به دو شیوه ی مختلف، بخش اصلی سیگنال جدا شد و هشت ویژگی زمانی مختلف (MAV، IAV، RMS، WL، E، ER1، ER2، CC) از آن استخراج گردید. سپس عملکرد هر یک از طبقه بندی کننده ها با هر کدام از این ویژگی ها و ترکیب های دوتایی و چندتایی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. برای طبقه بندی کننده ی LDA بهترین میانگین دقت طبقه بندی، با شیوه ی پنجره گذاری به روش اول و ترکیب ویژگی های MAV (or IAV)+CC، 84/23 درصد محاسبه شد. این دقت برای طبقه بندی کننده ی LS-SVM با شیوه ی پنجره گذاری به روش دوم و ویژگی های IAV+MAV+RMS+WL، به مقدار 85/19درصد رسید.
    کلیدواژگان: استخراج فرمان های حرکتی، پروتز دست، سیگنال الکترومایوگرام سطحی، طبقه بندی کنندهای LDA و LS، SVM
|
  • Alireza Mirjalili, Vahid Abootalebi, Mohammad Taghi Sadeghi Pages 306-324
    In recent years, Brain-Computer Interface (BCI) has been noted as a new means of communication between the human brain and his surroundings. In order to set up such a system, the collaboration of several blocks, such as data recording, signal processing and user interface are needed. The signal processing block, includes two units of preprocessing and pattern recognition. Pattern recognition block itself involves two phases: feature extraction and classification. In this paper, the sparse representation based classification (SRC) has been used in the classification block. There are two important issues in using the SRC. These are creating an appropriate dictionary matrix and adopting a proper method for finding the sparse solution for an input data. In this research study, the dictionary matrix is formed by extracting an optimal set of features from the training data. Toward this goal, the common spatial patterns algorithm (CSP) is first used. Sensitivity to noise and the over learning phenomena are the main drawbacks of the CSP algorithm. In order to remove these problems, the regularized common spatial patterns algorithm (RCSP) is employed. In previous studies in within the BCI framework, the standard BP algorithm has been used to find a sparse solution. The main disadvantage of the BP algorithm is that the method is computationally expensive. To overcome this weakness, a recently proposed algorithm namely the SL0 approach is used instead. Our experimental results show that when the number of training samples is limited, the RCSP algorithm outperforms the CSP one. Using the features derived from the RCSP, the average detection rate is in average increased by a factor of 7.53 %. Our classification results also show that using the SL0 algorithm, the classification process is highly speeded up as compared to the BP algorithm while an almost equivalent accuracy is achieved.
    Keywords: Brain computer interface, Motor imagery, Regularized common spatial patterns, Sparse representation Based, classification, Smoothed L0, norm
  • Ali Kermani, Ahmad Ayatollahi, Sorour Mohajerani Pages 326-338
    IVUS imaging is a minimally invasive blood vessel cross-sectional imaging procedure in which accurate data is obtained from what is in there. Processing on these images or raw signals can provide a wide range information for experts and practitioners, and can help them in making an accurate diagnosis and appropriate treatment. Extraction of tissue boundaries in the blood vessels is one of the challenging part as a first step in this direction. In this paper a new method was proposed based on the minimax technique and connected components for extracting Adventitia tissue boundary in intravascular ultrasound images. For this purpose, initial boundary will be extracted using improved minimax technique. Then final boundary is extracted with high precision using a connected components. The method was tested on a set of real data with regard to the Hausdorff distance and Jaccard index to evaluate its performance. Mean of Hausdorff distance and mean of Jaccard index were obtained 95% and 0.45 millimeter, consequently. These results show that the proposed method in this paper can extract Adventitia tissue boundaries more accurately than existing methods with regard to the distance Hausdorff distance and Jaccard index.
    Keywords: IVUS, Bourder extraction, Adventitia, Optimization, Minimax, Connected component
  • Mahdi Khezri, Seyed Mohammad Firoozabadi, Seyed Ahmad Reza Sharafat Pages 340-359
    In this study, we propose decision level fusion of multimodal physiological signals to design an affect identification system using the MIT database. Four types of physiological signals, including blood volume pressure (BVP), respiration rate (RSP), skin conductance and facial muscles activities (fEMG) were utilized as affective modalities. To collect the above-mentioned database, researchers used personalized imagery to elicit the desired affective states from a single subject and recorded the corresponding physiological signals simultaneously. In this study, the best subset of features for each signal was determined using previously calculated time and frequency domain features. To this end, sequential floating forward selection (SFFS) and RELIEF feature selection algorithms were evaluated. A new feature set, formed by concatenating the selected features, was partitioned into three subsets. Each subset was then fed into a classifier to identify the desired affective states. The majority voting method was applied to fuse the results obtained by the subsystems. Three types of classification methods, namely SVM, LDA and KNN were evaluated to design an affect identification system. The results showed remarkable performance from the system in identifying the desired scenarios with an acceptable accuracy and speed of response. Using the RELIEF feature selection method, along with SVM as a classifier, an overall recognition accuracy of 93.8% was obtained, which is better than the results reported with the use of the above-mentioned database so far.
    Keywords: Affective states, personalized imagery, physiological signals, Feature Selection, decision level fusion
  • Navid Soltani, Abbas Nasiraei Moghaddam, Nasser Faturaee, Saeed Seyri, Aisa Rassoli Pages 360-371
    Constitutive model of passive myocardium of lamb: Experimental tests and equations on the continuum mechanics are used in order to obtaining the constitutive models of soft tissue using in predictive heart simulation. Considering the myocardium as one of the important tissues, in this paper first the morphology and structure of myocardium has been reviewed and the mechanical response of passive form of this tissue has been investigated. The myocardium of left ventricle was considered as non linear elastic, in-compressible and non homogeneous material and using of bi-axial test in 3 lambs myocardium on fiber direction; a constitutive model of this tissue has been proposed. The model so constructed is then evaluated against the biaxial data, and values of the material constants have been obtained by curve fitting so the final model states the strain-energy function as cauchy's invariants which can be helpful in heart simulation. Key words: ventricular wall, continuum mechanics, strain energy tensor, local kinematics, bi-axial test.
    Keywords: ventricular wall, continuum mechanics, strain energy tensor, local kinematics, bi, axial test
  • Mohammad Jazlaeiyan, Hadi Shahriar Shahhoseini Pages 372-384
    Human visual system operates superior than best machine vision systems in object recognition. So, researchers in machine vision and neuroscience try to model human visual system in order to employ it in machines. HMAX is one of the best operating models in this area. It is based on the function of brain cells in the ventral stream of visual cortex and contains four computational layers. In the learning stage, many image partitions called image patches are extracted randomly with different sizes from training images. This random selection of image patches is one of the drawbacks of HMAX which decreases the performance and increases the computational complexity of the algorithm. In this paper, a novel patch selection from the set of random patches is proposed. In this method, using a recursive approach, optimal patches are selected from optimal features of training images by mutual information maximization feature selection. The performance of proposed algorithm in binary classification (existence or non-existence of objects in the images) is compared with HMAX and the superiority is proved.
    Keywords: HMAX, Object Recognition, Visual System, Feature Selection
  • Mah Monir Karimzade, Ladan Rashidi, Fariba Ganji, Mitra Ahmadi, Sattar Tahmasebi Enferadi Pages 386-399
    The aim of this research is a preparation of a system based on mesoporous silica nanoparticles (MSN) for delivery of Rivastigmine hydrogen tartrate and study of the system cytotoxicity, with or without drug, on the human brain neuroblastoma cells (SY5Y). Rivastigmine is a hydrophilic and hydrophobic drug which is used for treatment of Alzimerʾs disease. In this study MSN were synthesized and characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, x-ray diffraction, N2 adsorption isotherms, and z-potential analysis. Results showed that all MSN were spherical with the same structure. The mean size of nanoparticles was 100±13 nm and the mean diameter of pores was 2.15 nm. The loading capacity and efficiency of rivastigmine hydrogen tartrate were obtained 20.88, and 25%, respectively. Release of rivastigmine from nanoparticles in the simulated gastric and body fluid during 24 h were obtained 70.5 and 79.6%, respectively which was shown the slightly fast release of rivastigmine in simulated gastric fluid. The cytotoxicity effect of nanoparticles with and without rivastigmine was done by MTT assay on SY5Y cell lines. Results showed that the in vitro rivastigmine release from the nanoparticles containing of it exhibited the more treatment property as free rivastigmine on SY5Y.
    Keywords: Rivastigmine hydrogen tartrate, Mesoporous silica nanoparticles, Alzimer disease
  • Farnaz Ghorbani, Ali Zamanian, Hanie Noje Dehian Pages 400-410
    In this study, we fabricated 3-dimentional PLGA-gelatin scaffolds with aligned-oriented pores by freeze casting technique which is similar to Extra Cellular Matrix (ECM), and evaluated its effect on both physical and mechanical features. Dissolving synthetic (PLGA) and natural (Gelatin) polymers in common solvent was one of the strengths of this investigation. Scanning electron microscopy (SEM) micrographs indicated that scaffolds contained 95% interconnected pores with diameter about 50 - 400 µm in horizontal direction and 50 - 200 µm in vertical direction. Moreover, the results of mercury intrusion porosimetry represented diameter of pores in range of 100 – 300 µm. According to fourier transform infrared (FTIR) spectrum there was no inappropriate interactions during processing. Additionally, mechanical analysis (3.2 MPa) of PLGA-gelatin constructs illustrated that polymeric scaffolds can withstand mechanical loads in freezing direction. Based on the water absorption (950%) and biodegradation results, samples can support cellular interactions and prevent their integrity during tissue regeneration. In brief, freeze casted PLGA-gelatin scaffolds can provide unidirectional matrix with desired physical and mechanical characters to regenerate lesions.
    Keywords: Lactic, co, Glycolic acid, Gelatin, Freeze Casting, Polymeric Scaffolds, acetic acid
  • Afarin Nazemi, Ali Maleki Pages 412-421
    Classification of distal limb movements based on surface electromyography (sEMG) of proximal muscles is an important issue in the control of myoelectric hand prosthesis. In most of previous studies، classification of a limited number of hand motions is investigated. In this paper، we have used NINAPRO database containing kinematics and sEMG of upper limbs while performing 52 finger، hand and wrist movements. We evaluated performance of LDA and LS-SVM with RBF kernel classifiers using different combination of features. First by windowing the signal with two different methods، the major part of the signal was selected and eight various temporal features (MAV، IAV، RMS، WL، E، ER1، ER2، CC) were extracted. Then performance of each classifier with single، double and multiple combinations of features was evaluated. For LDA classifier، the best average classification accuracy of 84. 23% was achived for first windowing method and MAV (or IAV) +CC features، The corresponding accuracy for LS-SVM classifier with second windowing method and IAV+MAV+RMS+WL features، was 85. 19%.
    Keywords: Extraction of motor commands, Hand prosthesis, LDA classifier, LS, SVM classifier, Surface electromyography signal