الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۹
کد مقاله
MDSN19
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
طراحی و استفاده بالینی از فوتوپلیتیسموگراف بازویی انعکاسی
نام انگلیسی
THE DESIGN AND CLINICAL USE OF A REFLECTIVE BRACHIAL PHOTOPLETHYSMOGRAPH
تعداد صفحه به فارسی
۱۶
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۴
کلمات کلیدی به فارسی
فوتوپلیتیسموگراف
کلمات کلیدی به انگلیسی
Photoplethysmography
مرجع به فارسی
گروه تحقیقاتی سیگنالها و سیستمها
دانشگاه ملی ایرلند
مرجع به انگلیسی
Signals and Systems Research Group
National University of Ireland, Maynooth
Co. Kildare, Ireland
کشور
ایرلند
طراحی و استفاده بالینی از فوتوپلیتیسموگراف بازویی انعکاسی
چکیده
این گزارش درخصوص طراحی و استفاده بالینی از فوتوپلیتیسموگراف بازویی انعکاسی مطالبی را ارائه می‌نماید. یک فوتوپلیتیسموگراف وسیله‌ای است که با استفاده از آن می‌توان تغییرات حجمی بخشی از بدن را نشان داد. بصورت اولیه این دستگاه مرتبط با گوناگونی حجم بواسطه گردش خون در داخل بخش مدنظر بدن می‌باشد. این دستگاه بر اساس اظهارات بوسیله موسو اهل تورین ایتالیا در سال ۱۸۷۰ اختراع شد که در ایتالیا بنام پلتسیموگرافو معروفیت داشته و برای اولین بار در ژورنال جامعه دانشمندان آمریکا در ژولای ۱۸۷۲ انتشار یافت. دستگاه فوتوپلیتیسموگراف یک تشخیص‌گر نوری تعیین حجم خون در داخل بافت می‌باشد و یا برای تشخیص حجم در حال عبور خون بکار گرفته می‌شود. با قرار دادن فوتوپلیتیسموگراف در نزدیک سرخرگ موضع مربوطه می‌توان شکل موج نبض را تشخیص داده و آنرا اندازه گیری نمود. دستگاه فوتوپلیتیسموگراف می‌تواند بصورت ارسالی و انعکاسی باشد. مواضع بسیاری در اطراف بدن انسان وجود دارند که بصورت معمول برای تشخیص شکل موج نبض از آن استفاده می‌شود که شامل انگشتان، پره گوش و پا می‌باشد. دستگاه توسعه یافته در این تحقیق بعنوان یک تشخیص‌گر انعکاسی می‌باشد که از رگ ناحیه بازو بعنوان موضع مربوطه برای بکار گیری این دستگاه بهره می‌جوید. به نظر هیچ گونه شاخصه‌های قبلی مبتنی بر استفاده از این مورد و دستگاه مربوطه در مراکز آکادمیک و یا مراکز ثبت اختراعات وجود نداشته و بر این اساس نویسندگان عقیده دارند که این دستگاه بعنوان یک پدیده جدید بشمار آمده و ارزش معرفی به جامعه تحقیقاتی را دارا می‌باشد.
طراحی و استفاده بالینی از فوتوپلیتیسموگراف بازویی انعکاسی
۱- مقدمه
در طی توسعه یک رویه تجربی جهت انطباق زمان عبور نبض (PTT) با فشار خون در انسان، این رویه محرز گردید که لازم می‌باشد تا نسبت به تعیین یک موضع تشخیص طول موج بر روی شریان مربوطه درناحیه بالا دست انگشت اقدام شود. زمان عبور نبض زمانی می‌باشد که یک موج فشار شریانی برای حرکت بین دو نقطه در یک شریان خاص نیاز دارد. شریان بازویی بعنوان موضع طبیعی بحساب می‌آید چرا که در ناحیه سطح بخش بازوی بالایی قبل از حرکت بسمت اعماق بافت‌ها بازوی پایینی قرار داشته و بر این اساس موضع مناسبی را از این نظر تشکیل می‌دهد. این موضع بنام حفره آنتیکیوبیتال (anticubital fossa). در اینجا شریان بازویی به شریانهای زبرین و رادیال تقسیم شود. روش متعارف اندازه گیری PTT استفاده از موج – R ECG بعنوان مرجع زمانبندی و یا استفاده از خصیصه پایدار فوتوپلیتیسموگراف (PPG) می‌باشد. با انجام تجربیات با استفاده از این تکنیک، بی ثباتی پایدار در اطلاعات PTT این نتیجه حاصل شد که ممکن است گوناگونی‌هایی در زمان بندی موج-R وجود داشته باشد. شاخص این گوناگونی بواسطه افزایش گوناگونی‌های دوره انقباض ایزووالومتری می‌باشد. بر این اساس تصور شده است در تجاربی که با استفاده از این مرجع زمانبندی انجام گردیده موج –R ECG منطبق با انقباض بطن چب و سیستول یا انقباض قلبی می‌باشد. منبع بی ثباتی که در داده‌های PTT مشاهده می‌گردد را می‌بایست مورد تحقیق قرار داد تا آنکه مشخص شود که آیا ECG منبع این وضعیت می‌باشد و همچنین آزمایش شودکه آیا یک مرجع زمانبندی بهتر را می‌توان یافت یا خیر. شفافترین دیدگاه کانولی یا لوله گذاری موارد گوناگون با یک کانولا یا لوله بازویی می‌باشد که بر این اساس می‌توان برآورد مستقیمی را از شکل موج نبض به دست آورد. با انطباق این موارد با یک ECG و فوتوپلیتیسموگراف انگشتی می‌توان کلیه داده‌های مورد نیاز جهت بررسی این مشکل را مهیا نمود. لوله گذاری هم ناراحت کننده می‌باشد و خطرناک است، بنابر این روش‌های دیگری برای بررسی شکل موج نبض بازویی مد نظر می‌باشد. PPG بازویی انعکاسی در نتیجه نیازهای منحصر بفرد مرتبط با پروتکل تجربی این مقوله بوجود آمد.
طراحی و استفاده بالینی از فوتوپلیتیسموگراف بازویی انعکاسی
با توجه به شکل ۱ (الف) چهار لایه جذب در موضع مشخص شده PPG وجود دارد. اکثریت نور تولید شده بوسیله لوله آزمایش اکسیمتری بوسیله بافت، خون وریدی و خون شریانی، پراکنده می‌گردد. بخش کوچکی از این نور پراکندگی متغیری را بواسطه نوسان خون شریانی تجربه می‌کند. برخی از این نور بوسیله تشخیص‌گر آپتوالکترونیک (تکنولوژی مربوط به مجتمع سازی دانش نور والکترونیک) تشخیص داده می‌شود که در بر دارنده علائم ضربانی مولفه جریان خونی شریانی می‌باشد. از شکل ۱ (ب) این موضوع آشکار می‌باشد که نسبت نور تشخیص داده شده که حاوی مولفه ضربانی می‌باشد بعنوان کسری از کل نور دریافت شده می‌باشد. این آفست DC بطور آشکار دارای تلویحاتی در طراحی اکسیمتر نبض یا PPG می‌باشد. اکسیمتری در بر دارنده برآورد جذب نسبی دو فرکانس یا بسامد مختلف نور می‌باشد. این موضوع یک سیستم سنجش نسبت اکسی- هموگلوبین به دزکوسی – هموگلوبین می‌باشد. در توسعه روال آزمایش PPG می‌توان نسبت به بکارگیری نور مادون قرمز یا نور قرمز اقدام نمود که هر کدام از آنها نشان دهنده واریانس‌های مرتبط با جذب مورد نیاز جهت تولید یک خصیصه PPG می‌باشند. در این مطالعه تصمیم گرفته شد تا از نور مادون قرمز استفاده شود چرا که قابلیت تنظیم تشخیص‌گرهای مادون قرمز در بسامدهای مختلف آسانتر می‌باشد. علاوه بر این، همچنین این احساس بوجود آمد که یک تشخیص‌گر مادون قرمز در معرض تداخلات کمتری بواسطه تغییر در وضعیت نور محیط اطراف خواهد بود. شکل ۱(ج) نشان دهنده یک دیاگرام سیستم اکسیمتر معمولی می‌باشد. اغلب مقوله‌های مرتبط دارای انطباق با این دیاگرام بوده و نشان دهنده اکسیمتر یاPPG در پیکربندی انتقالی می‌باشند. خصیصه‌های نوری که باعث تغییرات انتقالی می‌گردند همچنین سبب تغییرات انعکاسی نیز می‌شوند. در نتیجه یک سیستم آزمایش انعکاسی، بجز موارد مرتبط با پیکربندی فیزیکی آن، می‌بایست مشابه با سیستم انتقالی باشد (شکل ۳(ب) ).
طراحی و استفاده بالینی از فوتوپلیتیسموگراف بازویی انعکاسی
۱-۲٫ طراحی مدار
یکسری از ادوات آزمایش اکسیمتری قابل بازیافت در مدار تقویت کننده بکار گرفته شد. با این وجود این ادوات شامل قطعاتی بودند که دارای شاخص‌ها و مراجع قابل استفاده یا اعداد مشخص نبوده و در نتیجه امکان بررسی صفحات اطلاعاتی میسر نمی‌بود. بر این اساس تصمیم گرفته شد که هر دوی مدار مربوطه و ادوات سنجش را باید از ابتدا به ساکن و بصورت اصولی طراحی نمود. با توجه بدانکه ادوات آزمایشی می‌بایست همراه با ادوات انگشتی انتقالی و آمپلی فایر الکتروکاردیوگراف (ECG) کار نمایند، بردهای دیگر بر روی یک تخته مدار چاپی واحد (PCB) طراحی و ساخته شد.
مدار PPG شامل یک منبع جریان می‌باشد که باعث تحریک دیودهای نوری مادون قرمز می‌گردید. این امر از طریق یک تعدیل‌گر خطی و آرایش دهنده رئوستا محقق شده و بر این اساس یک منبع مدوله شده پهنای پالس (PWM) بصورت بالقوه نویز را برای سیستم مهیا می‌نمود. روال مصالحه در اینجا آن است که این منبع ممکن است در صورتی که سیگنال، که بوسیله فتودیود یا دیود نوری تشخیص داده شده است، بمیزان کفایت قدرت نداشته باشد، باید آن را بصورت دستی تنظیم نمود. تشخیص‌گر مادون قرمز، تگزاس اینسترومنتز TSL262، شامل یک دیود نوری و یک مرحله بده FET اولیه می‌باشد که نور انتقال داده شده را از طریق انگشت تشخیص می‌دهد. این سیگنال تشکیل دهنده دیود نوری می‌باشد که شامل یک مولفه DC یا آفست است. ویژگی اضافی یک خصیصه AC می‌باشد که بازتاب دهنده مولفه نوسانی گردش است. این مولفه می‌تواند دارای گوناگونی سطح DC بین۱۰/۰% و ۱% باشد. سیگنال تشخیص‌گر IR فیلتر شده و سپس بر روی مدار چاپی تقویت می‌گردد. در اینجا از یک فیلتر میانگذر باترورس (Butterworth) استفاده می‌شود، جاییکه بسامد قطع پایینی ۰۵/۰ هرتز می‌باشد. بسامد قطع بالایی ۱۰ هرتز خواهد بود. میزان بهره یا بده فیلتر G=522 می‌باشد. بمنظور اطمینان از شفافترین سیگنال ممکن، سیستم PPG با استفاده از مولفه‌های اکتیو و پاسیو دارای کیفیت بالا بر روی یک PCB دو طرفه اجرا می‌گردد. دیاگرام این سیستم درشکل ۲ نشان داده شده است. دو ویژگی در خصوص این مدار وجود دارد. منبع نور مادون قرمز بوسیله منبع جریان متغیر کنترل شده، مولفه انعکاسی تشخیص داده شده و سپس فیلتر و تقویت می‌گردد.
۲-۲٫ طراحی ادوات آزمایش
دو وسیله آزمایش طراحی و تست شد. شکل ۲ (الف) نشان دهنده اولین پروتایپ می‌باشد. سه دیود نوری مادون قرمز دارای شدت بالا اطراف تشخیص‌گر IR را پوشانده‌اند. هر دوی ادوات ساطع کننده و تشخیص‌گرها در این برد جای گرفته و یک دیسک یا صفحه پلاستیکی سیاه و کدر بر روی سطح آنها قرار داده شد. همچنین یک حلقه بالا آمده در اطراف تشخیص‌گر قرار گرفت بگونه‌ای که سطح جلویی در مقابل پوست فشرده شد هیچ گونه مسیر مستقیمی برای سیر نور IR بین ساطع کننده‌ها و تشخیص‌گر وجود نداشته باشد. دستگاه آزمایشی بالای آرنج قرار گرفته و در موقعیتی مستقر گردید که نبض بازویی را بتوان بوسیله دست حس نمود. ساطع کننده‌ها نواحی اطراف را شستشو داده و شریان بازویی را همراه با نور مادون قرمز مهیا نمودند. این تشخیص‌گر، در صورتی که بصورت مستقیم بر فراز شریان گرفته شود، قابلیت تشخیص گوناگونی‌ها در نور انعکاسی را خواهد داشت و در نتیجه می‌توان براحتی شکل موج ضربانی را ترسیم نماید. ادوات آزمایشی بخوبی در تست‌های مربوطه که در دپارتمان بیهوشی بیمارستان اس‌تی‌وینست تحت مدیریت دکتر لئوکوین انجام پذیرفت عمل نمودند. با این وجود، این ادوات در برابر حرکت بسیار حساس بوده و دارای ساختار سخت و محکمی می‌باشند که می‌بایست آن را در برابر پوست فشار داد که تا اندازه‌ای باعث بروز ناراحتی می‌گردد و همچنین در صورتی که هر گونه حرکتی انجام شود تشخیص مشخصی نیز بهمراه نخواهد بود.
در شکل ۲ (ب) یکسری از تغییرات در زمینه طراحی نشان داده شده است. تغییر اصلی کاهش از سه ساطع کننده به یک ساطع کننده می‌باشد. این امر بواسطه این حقیقت است که در اولین پروتایپ سطح خروجی تشخیص‌گر بصورت مکرر اشباع شده که نور IR بسیار زیادی را سبب می‌گردید. تغییر دوم حرکت بسمت یک رسانه کدر انعطاف پذیر بنام سوربوتین (Sorbothane) می‌باشد. این وسیله در حقیقت یک ماده ویسکوالاستیک مشابه با یک لاستیک یا رزین سختی سنج بسیار اندک می‌باشد که منطبق با فرم پوست اما می‌تواند باعث حفظ ساطع کننده و مولفه‌های تشخیص‌گر شود. سوربوتین، علیرغم لاستیک، عاری از لاتکس بوده و در تماس با پوست از تناسب بیشتری از نظر تطابق زیستی برخوردار است. این آزمایش حالت ثبات بیشتری را در عمل در بر داشت. با توجه بدانکه تا اندازه‌ای کوچکتر از پروتایپ نوع اول بود، می‌توانست بصورت بهتری با پوست تماس حاصل نماید. کابل این دستگاه سبکتر از نوع اول بوده و ثبات بیشتری را دارا می‌باشد. موارد ارتقای عملیاتی از طریق استفاده از یک وسیله آزمایش کوچکتر و انعطاف پذیرتر و کابل سبکتر بدست آمده که خود معرف آن است که کاهش بیشتر در اندازه و راهحلهای مرتبط با مسافت سنجی در خصوص کابل این سیستم می‌تواند باعث بهینه سازی آن گردد.
طراحی و استفاده بالینی از فوتوپلیتیسموگراف بازویی انعکاسی
۳- تست بالینی
باتوجه بدانکه مشخص گردید که نوع ادوات آزمایشی پروتوتایپ دوم دارای ارجعیت در مقایسه با دستگاه اولی می‌باشد، آزمایشی برپا شد که در آن این سیستم در مقوله بالینی مورد بهره‌برداری قرار گیرد. بر این اساس یکسری از ده موضوع مختلف در این آزمایش گنجانده شده و برنامه جمع‌آوری داده‌ها نیز جهت استخراج نتایج بکار گرفته شد.
شکل ۵ نشان دهنده یک نمونه از خروجی PPG بازویی می‌باشد. این نمونه دارای آن دسته از ریخت شناسی می‌باشد که می‌توان آن را انتظار داشت اما در عین حال نشان دهنده یک مولفه دارای فرکانس بالا و پایه می‌باشد. بر این اساس بصورت مقطعی یک طیف تولید شده از داده‌های برنامه مطلب مولفه دارای فرکانس بالا را نشان داده که مشخص کننده پیشرفت ۵۰ هرتزی می‌باشد. سیستم خط پایه که در ۸/۰ هرتز عمل می‌نماید، ممکن است دارای اهمیت فیزیولوژیکی باشد اما فراتر از حوصله این مقاله خواهد بود. قابل توجه است که هیچ گونه نویز نوع EMG تشخیص داده نشده است. این امر بواسطه آن است که چنین دستگاهی بصورت ذاتی نوری بوده و دارای ایزولاسیون گالوانیزه می‌باشد. شکل ۶ نشان دهنده سیگنال پس از فیلترینگ گذر – باند می‌باشد. زمان و دامنه نیز در این نمونه‌ها مشخص گردیده‌اند جایی که A/D دارای محدوده ورودی منفی ۱۰ الی ۱۰ولت می‌باشد. کارت A/D از رزلوشن ۱۲ بیتی برخوردار بوده بنابر این یک نمونه مساوی ۴٫۸۸ x 10-3 Vخواهد بود. همچنین داده‌ها با نرخ ده کیلو هرتز نمونه برداری شده و بر این اساس سرعت نمونه برداری مساوی ۱ x 10-4 ثانیه خواهد بود. فیلتر آفلاین در برنامه مطلب پیاده شده و بصورت طراحی باترورس ۴ قطبی می‌باشد.
طراحی و استفاده بالینی از فوتوپلیتیسموگراف بازویی انعکاسی
۴- مباحث
اهداف این مقاله طراحی و استفاده از PPG بازویی انعکاسی در یک محیط بالینی می‌باشد. فرآیند طراحی روال‌های متفاوتی را در مقایسه با کاربردهای اکسیمتری داشته و می‌توان آن را با سرعت و هزینه کمتر طراحی نمود. استفاده از سیستم‌های پیشرفته تلفنی و موبایل بعنوان روال‌های پیشرفته در این مقوله مدنظر می‌باشد. در محیط تجاری ساخت چنین ادواتی انعطاف پذیری و ایجاد محیط‌های فعال جهت کسب تجربه و کاربرد جفتَ‌های تشخیص گر و ارسال کننده و همچنین پارامترهای فیلتری ضروری می‌باشد.
راهحلهای مختلفی برای این مورد و برقراری حالت جهندگی و ثبات سیگنال می‌تواند تشکیل دهنده هسته تحقیقات آتی باشد. در بین پیشنهادات احتمال ماتریس تشخیص‌گرها یا جفت‌های ساطع کننده که پوشش دهنده نواحی کلی می‌باشند که مرتبط با شریان بازویی است، مد نظر خواهد بود. برخی از سیستم‌های جمع‌آوری اطلاعات عناصر ماتریس می‌بایست قابلیت خواندن قویترین سیگنالها را داشته و همچنین بتواند از سیگنال‌های مجتمع شده از عناصر مختلف که قابلیت ضربانی را دارند بهره جویند. پیشنهاد جالب دیگر بهره‌گیری از یک مدار بهره اتوماتیک می‌باشد که جبران کننده گوناگونی‌ها در سیگنال خروجی می‌باشد. این امر از طریق کنترل شدت خروجی ساطع کننده وتغییر میزان بده تشخیص‌گرها حاصل می‌گردد.
هدف آخری استفاده از ابزارهای مرتبط در محیط بالینی می‌باشد. این ادوات دارای کارکردی ساده بوده و براحتی با استفاده از نوارهای جراجی به بازو متصل می‌شوند. همچنین لازم است تا نسبت به کنترل خروجی برروی یک اسیلوسکوب اقدام نمود تا آنکه از حصول سیگنال‌های مناسب اطمینان حاصل شود. در بررسی اول استفاده از سه ساطع کننده دارای توان بالا که بتوانند میزان گرمایش کافی را داشته باشند برای این موضوع خاص چندان جالب توجه و راحت نبود. بررسی دوم با ادوات بعدی هیچ‌گونه تاثیرات گرمایی را بوجود نمی‌آوردند.
دستگاه فوتوپلیتیسموگراف بازویی سیستمی است که دارای پتانسیل توسعه بسیاری می‌باشد. مفیدبودن این سیستم در بررسی زمان گذر نبض در مقوله‌های بعدی نشان داده خواهد شد. نویسندگان این مقاله اعتقاد دارند که این ادوات با توجه به ریخت شناسی مرتبط با خصیصه‌های فشار خون دارای پتانسیل تجاری در زمینه‌های کاربرد در سنجش فشار خون را خواهند داشت.
طراحی و استفاده بالینی از فوتوپلیتیسموگراف بازویی انعکاسی
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
