تلفن منزل یا محل کار: ۳۳۹۳۷۸۴-۰۴۱۱
نام و نام خانوادگی به زبان انگلیسی: Qader karimian khosroshahi
نحوه همکاری با واحد علوم و تحقیقات:
تمام وقت نیمه وقت مدعو
اطلاعات مربوط به استاد مشاور دوم:
نام و نام خانوادگی: آخرین مدرک تحصیلی :
تخصص اصلی: رتبه دانشگاهی (مرتبه علمی): تلفن همراه:
تلفن منزل یا محل کار: نام و نام خانوادگی به زبان انگلیسی:
نحوه همکاری با واحد علوم و تحقیقات:
تمام وقت نیمه وقت مدعو
۴- اطلاعات مربوط به پایان‏ نامه:
الف- عنوان تحقیق

1. 1. 1. عنوان به زبان فارسی:طراحی فیلتر دیجیتال با استفاده ازنرم افزارهای پیشرفته برای پردازش سیگنال ECG

   

عنوان به زبان انگلیسی:

1. 1. Design of digital filter using by advanced tools due to processing ECG signal

تذکر: صرفاً دانشجویان رشته‏های زبان آلمانی،‌فرانسه و عربی مجازند عنوان پایان‏ نامه خود را به زبان مربوطه در این بخش درج نمایند و برای بقیه دانشجویان، عنوان بایستی به زبان انگلیسی ذکر شود.
ب – تعداد واحد پایان‏ نامه: ۶
.
پرسش اصلی تحقیق (مسأله تحقیق)
ج- بیان مسأله اساسی تحقیق به طور کلی (شامل تشریح مسأله و معرفی آن، بیان جنبه‏ه ای مجهول و مبهم، بیان متغیرهای مربوطه و منظور از تحقیق) :
یکی از دستگاه های بسیار مهم در کاربردهای پزشکی، دستگاه الکتروکاردیوگرام (ECG) است. امروزه در معاینات اولیه بیماران قلبی و در تشخیصهای پزشکی استفاده از این دستگاه جزو لاینفک درمان میباشد و سیگنالهای خروجی این دستگاه، پزشکان را در امر درمان بیماران قلبی کمک مینماید. در حالت کلی، دستگاه الکتروکاردیوگرآم، سیگنال الکتریکی قلب را بصورت نموداری بر حسب ولتاژ نمایش میدهد. آشکارسازی پیکهای R و کمپلکس QRS در یک سیگنال ECG اطلاعاتی را در مورد ریتم قلبی، سرعت هدایت، شرایط بافتهای داخلی قلبی، عوارض قلبی و پاسخ قلب بیمار در برابر داروهای مختلف را آشکار میسازد. بطور معمول، تغییرات ریتم قلبی و کمپلکس ECG دو پارامتر اندازه گیری هستند که میتوانند از ECG استخراج شوند. هدف از این تحقیق، استخراج سیگنال قلبی با بهره گرفتن از فیلترهای دیجیتال میباشد. بطور کلی سیگنال ECG ثبت شده اغلب توسط نویز و آرتیفکت آلوده میشود، این نویزها عبارتند از:

• • تداخل خطوط نیرو

• • آرتیفکتهای حرکتی

• • نویز ناشی از دیگر بیوپتانسیلهای حیاتی(EEG-EMG و …)

• • انحراف از خط مبنا

هدف از این پایان نامه، شبیه ساز ی و استخراج این سیگنال بطور دقیق و عاری از هرگونه نویر با بهره گرفتن از فیلترهای دیجیتال تحت نرم افزارهای پیشرفته مدلسازی میباشد. فیلترینگ در حقیقت عبور بخشی از فرکانسها و حذف بخش دیگری از آنها میباشد. نیازمندی به فیلترینگ در حوزه های مختلف علم از قبیل، پردازش سیگنال دیجیتال(DSP) در مخابرات داده و تصویربرداری و مخابرات صدا و … بسیار زیاد احساس میشود. فیلترهای دیجیتال بصورت سیستمهای زمان گسسته میباشند که در ورودی و خروجی دارای سیگنالهای گسسته هستند. فیلترهای دیجیتال با بهره گرفتن از مدارات دیجیتال الکترونیکی که اعمال تاخیر، ضرب و جمع را انجام میدهد، پیادهسازی میشوند. ضرایب بهم فزآینده، فیلترهای دیجیتال با بهره گرفتن از مداربندی کردن ایجاد میگردد و برای بالابردن دقت عملکردی فیلتر، باید ضرایب فیلتر با دقت بالا انتخاب شوند و این عمل با افزایش پیچیدگی مداربندی ساخته میشود. یکی دیگر از ویژگیهای بارز این فیلترها مجتمع بودن و کم حجم بودن آنها میباشد و میتوان آنها را با مدارات مجتمع ساخت و در صرف هزینه صرفجویی کرد. در بیان کلان مساله میتوان گفت که میخواهیم شرایطی را با بهره گرفتن از فیلتر دیجیتال ایجاد کنیم که سیگنال خروجی دستگاه کاردیوگرام با عبور از این فیلتر دارای حداقل نویز و دارای پیکهایی با دقت مناسب و در خور نظر باشد و شبیه سازی این ساختارها با بهره گرفتن از نرمافزارهای پیشرفته مانند MATLAB و Labview مورد توجه میباشد.
د - اهمیت و ضرورت انجام تحقیق (شامل اختلاف نظرها و خلاءهای تحقیقاتی موجود، میزان نیاز به موضوع، فواید احتمالی نظری و عملی آن و همچنین مواد، روش و یا فرایند تحقیقی احتمالاً جدیدی که در این تحقیق مورد استفاده قرار می‏گیرد):
در حالت کلی، داشتن یک سیگنال خروجی عاری از نویز و تداخل و بالا بودن دقت عملکرد دستگاه امکام تشخیص درست را بالا برده و احتمال مرگ بیماران قلبی را کاهش میدهد. همچنین پیشرفت الگوریتمی فیلتر دیجیتال و داستانهای بسیار دراز و طولانی و هزینه های گران در حوزه تحلیل الکتروکاردیوگرآم و فیلترینگ باعث شده که در چند دهه گذشته تلاشهای بسیار زیادی در آشکارسازی نویز سیگنال ECG و استخراج داده دقیق آن صورت پذیرد و بسیاری از نتایج آن در مقالات مختلف چاپ شده است ولی با پیشرفتهای تکنولوژیکی در حوزه الکترونیک روزبروز میتوان بر دقت دستگاه افزوده شود. بنابراین ضروری است که با تکنولوزی روز همراه شده و با ترکیبی از مطالعات گذشته و فناوریهای روز دنیا سعی در طراحی فیلتری دیجیتال با عملکردی خوب به منظور داشتن خروجی مناسب داشته باشیم.
ه- مرور ادبیات و سوابق مربوطه (بیان مختصر پیشینه تحقیقات انجام شده در داخل و خارج کشور پیرامون موضوع تحقیق و نتایج آنها و مرور ادبیات و چارچوب نظری تحقیق):
بسیاری از دانشمندان با کار بر روی روش های کاهش تداخلات نقش بسیار موثری در حوزه ثبت خروجی دقیق و مناسب دستگاه ECG داشتند. Huhta و Webstar ، هردو با پیچاندن لیدهای ورودی دستگاه به یکدیگر باعث حذف القای مغناطیسی در لیدها شدند و نقش کلیدی در کاهش اثر تداخل خروجی این دستگاه داشتن[۱] جابجایی جریانها در لیدها و سطح بدن میتواند باعث بالا رفتن کیفیت کابلهای شیلدی شود[۲]. در [۳]، روش های فیلتری خطی برای کاهش انحراف از خط مبنا مورد ارزیابی قرار گرفته است. E.Cramer ، نیز روشی را پیشنهاد کرد که در آن دو فیلتر مختلف طراحی شده بود که تخمین خط توان را همچون تفکیک سیگنال ECG از طریق مقایسه بدست میآورد[۴]. در[۵] ،تکنیکهای طراحی فیلترهای دیجیتال حوزه فرکانس برای حذف نویز خط توان بررسی شده است و بیان شده است که تداخل خارجی از خطوط توان ناشی میشود و تداخل داخلی ناشی از منابع توان داخلی دستگاه میباشد. در [۶]، دقت حذف تداخل در فرکانس ۵۰ هرتز از یک دستگاه الکتروکاردیوگرام مورد تست و ارزیابی قرار گرفته است. در [۷]، فیلترهای شکافدار برای حذف تداخل مورد بررسی قرار گرفته است. در [۸]، نیز تداخل خارجی ناشی از خطوط توان و تداخل داخلی ناشی از منابع توان داخلی بیان شده است. در [۹]، Mitov، بر روی روشی برای کاهش PLI در دستگاه الکتروکاردیوگرام متمرکز شد و با نرخ نمونه برداری مضرب عدد صحیح از فرکانس خط توان نامی با بهره گرفتن از دیتابیس سیگنالهای شبیه سازی را مورد ارزیابی قرار دادهاند. در [۱۰]، نیز نویز تخمین زده شده در ECG با فرایند کاهشی تخمین زده شده است.
و – جنبه جدید بودن و نوآوری در تحقیق: (این قسمت توسط استاد راهنما تکمیل شود)
ز- اهداف مشخص تحقیق (شامل اهداف آرمانی، کلی، اهداف ویژه و کاربردی):

• • بیان رویکرد و روش های بهبود سیگنال ECG و حذف نویز

• • بیان مزایای روش پیشنهادی و استفاده از فیلترهای دیجیتال برای تفکیک سیگنال ECG سالم

• • پیش پردازش سیگنال ECG

• • استخراج ویژگیهای عملکردی سیگنال ECG

• • تاثیر بکارگیری فیلتر دیجیتال بر سیگنال ECG و بررسی میزان بهبود SNR

• • شبیه سازی نسبت SNR برای فیلتر دیجیتال پیشنهادی

• • ارائه راهکار مناسب به منظور بهبود عملکرد فیلتر

ح – در صورت داشتن هدف کاربردی، نام بهره‏وران (سازمان‏ها، صنایع و یا گروه ذینفعان) ذکر شود (به عبارت دیگر محل اجرای مطالعه موردی):
ط- سؤالات تحقیق:

• • چگونه میتوان سیگنال ECG را پردازش کرد؟

• • آیا استفاده از فیلتر دیجیتال بهترین روش برای تفکیک ECG از نویز است؟

• پیشرفت تکنولوژی های الکترونیکی تا چه میزان در بهبود ساختار و مجتمع کردن فیلتر موثر بوده است؟