های نارسایی postureشناساییبیماری مدلسازی MSدر کمک به

ملیکا پورابراهیمسمینار درس مدلسازی سیستم های بیولژیکی

استاد درس : دکتر توحیدخواه89زمستان

بسمه تعالی

فهرستمقدمه•MSبیماری •

- عالیم بیماریسازی بیماری کمی- روش پیشنهادی•نتایج•جمع بندی•پیشنهاد•مراجع•

مقدمه MSهدف : بررسی حفظ وضعیت تعادل در بیماران •

(subclinical) از طریق مدل سازی سیستم کنترل وضعیت در بدن

( upright postureحفظ وضعیت تعادل در حالت ایستاده )3•. جریان های پیوسته اطالعات سیستم سنسوری1

– گیرنده های حس عمقیvestibularبینایی – . فرمان های ارسالی از سیستم حرکتی به ماهیچه ها2

مسیر عبور اطالعات : اعصاب میلین دار سیستم اعصاب •مرکزی

MSبیماری •Multiple Sclerosisهاي سيستم اعصاب مركزي ترين بيماري يكي از شايع•ها بر روی میلین پوششی فیبرهای عصبی پالک•تخريب غالف ميلين•در مراحل مقدماتی بدون عالیم کلینیکی• کمی سازی نارسایی ها در مراحل مقدماتی•

عالیم بیماریاختالالت بينايي

اختالالت تعادل

ضعف عضالنی

سفتي عضالت

اختالالت حسي

اختالالت تكلم

خستگي اختالالت شناختي

سازی بیماری کمیمقیاس حالت گسترش

EDSS ناتوانیمیزان و کمی سازی ارزیابی•

پس بیماری در افراد پیشرفت تشخیص از

مقداردهی به مراحل مختلف •بیماری

پیشنهادی روشکمی سازی اختالالت تعادل غیر قابل تشخیص به کمک :•

بررسی استراتژی های کنترلی استفاده شده به منظور حفظ تعادل

اختالالت تعادلی تفسیر مس3ئله3 : تغییر در استراتژی کنترل نتیجه ی•MSناشی از

postureمدل پیش3نهادی : مدل حلقه بسته •سیستم کنترل وض3عیت فیدبک دار دارای بلوک کنترلی

پاندول معکوس ساده به عنوان مدل بدن در حالت ایس3تاده

: ارتفاعh : جرم بدن ، posture ، Mشماتیک سیستم کنترل : ممان اینرسیJمرکز ثقل ،

تغییر ساختار بلوک در نتیجه اختالالت•(α بدن )Swayورودی کنترلر : زاویه •(mخروجی کنترلر : گشتاور مچ برای پایدار ساختن بدن )•کنترلر : نشان دهنده تأثیر سیستم سنسوری و سیستم •

حرکتی روی کنترل وضع3یت

مدل سازی بدن : پاندول معکوس ساده•ورودی کنترلی : ممان مفصل مچ ایجاد شده توسط کنترل •

(mکننده )(α بدن )Swayخروجی : •

M ، جرم بدن : hارتفاع مرکز ثقل :

کنترلر مدلمدل نامتغیر با زمان خطی•

ARMAXمدل •

u=0متغیر مرجع : •

•Vنویز با میانگین صفر :

تخمین پارامترهای کنترلر :• بدن به کمک سیستم Sway-اندازه گیری تجربی زاویه

MAثبت force-اندازه گیری ممان مفصل مچ به کمک سیستم

platform عکس العمل زمین()نیروی

هرتز50فرکانس نمونه برداری : •

شده ثبت داده نمونه یکبیمار فرد یک از

زده تخمین پارامترهایبه ARMAXشده درجه و

مدل برای آمده دستبیمار برای

پارامترهای مدل تخمین زده شده برای یک فرد•• AR : a , X : b , MA : c

قطب ها ، صفرها و گین تابع تبدیل•درجه مدل•

آزمایش دو در داده ثبتمختلف

متری در مقابل فرد5چشمان باز :نگاه کردن به یک نقطه ثابت در فاصله ی •

چشمان بسته : جلوگیری از دیدن مسیر توسط فرد•

ثانیه پس از تطبیق فرد با شرایط10ثبت داده • ثانیه20مدت زمان هر بار ثبت داده : • ثانیه40زمان استراحت بین دو دوره ثبت : •

وضعیت ایستادن فرد : آزادانه بدون هیچ فشاری بر پاها ، دست ها در دو • 30 تا 25سمت بدن فرد به صورت آرنج باز ، زاویه ی بین انگشتان در حدود

درجه

آزمایش مورد افراد بیمار 15•

1.5 و 1، 0 برابر با EDSS فرد مبتال به ام اس با 10•-بدون هیچ ناتوانی در زندگی روزانه

ماه قبل از آزمایش3-بدون حمله یا تشدید بیماری در

stroke (HEmiparetic) فرد دچار عارضه ی 5•-ناتوانی عمل کردی جزیی در زندگی روزانه

ماه پس از عارضه6-حداقل

فرد سالم به عنوان گروه تست26•-دانشجویان کارشناسی و کارشناسی ارشد

هدف از مقایسه با گروه دوم بیماران : •بررسی مشترک بودن و یا خاص بودن آسیب سیستم اعصاب

مرکزی برای بیماری ام اس

نتایجدرجه مدل به دست آمده برای افراد مختلف•

با توجه به جدول •مدل هایی با درجه ثابت : •

-تفاوت تنها در ضرایب، درجه صورت و مخرج تابع تبدیل ثابت ساختار کنترلر ثابتو مدل هایی با درجه متفاوت :•

-تغییر در ساختار کنترلرX مساوی با قسمت ARدر ام اس : درجه قسمت •

انحراف از رفتار نرمال با توجه به نتایج مدل سازی •

دو مفهوم انحراف :•( برای 2.1.1-اختالف بین درجه مدل برای بیماران و درجه )

افراد سالم-عبور از آستانه برای مقادیر پارامترها

انحراف استاندارد با توجه به +آستانه : مقدار میانگین •مقادیر محاسبه شده برای جمعیت سالم

بندی جمعجبران اختالالت غیرقابل تشخیص در حفظ تعادل به کمک •

تغییر در استراتژی کنترل وضعیت

قابلیت تشخیص اختالالت ناشی از بیماری ام اس در مقابل •سایر آسیب های سیستم اعصاب مرکزی

EDSSتغییرات بیشتر در مدل کنترلر با افزایش معیار •

پیشنهادثبت داده از تعداد بیشتری از افراد بیمار•

استفاده از مدلی پیچیده تر برای پاندول معکوس و در نظر •گرفتن ممان های بیشتر نظیر ممان مفصل زانو برای

نزدیک تر بودن به واقع3یت

مراجع1. M. L. Corradini, S. Fioretti, T. Leo, Member, R. Piperno, «Early

Recognition of Postural Disorders in Multiple Sclerosis Through Movement Analysis: A Modeling Study,» Journal of IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL. 44, NO. 11, NOVEMBER 1997 .

ی " پیشنهاد رس3اله،اس سKازی رونKد بیماری ام کمKیرازجویان، جواد. " 2. دوره دکترا مهندس3ي بيوالكتري3ك، دانشكده مهندس3ي پزشك3ي، دانشگاه ص3نعتي

.1387اميركبير،

شما توجه از تشکر با