تخمين فشار و حجم مثانه با استفاده از سيگنال هاي عصبي

كارشناسي ارشد

دستگاه ادرار تحتاني وظيفه جمع¬آوري و دفع ادرار را برعهده دارد. عملكرد عادي اين دستگاه در افراد دچار ضايعه نخاعي و يا اختلالات عصبي مي¬تواند دچار اختلال گردد. اين افراد دو مشكل عمده بي¬اختياري ادرار و اخلال در دفع ادرار را خواهند داشت. منظور از كنترل عملكرد مثانه در افراد ضايعه نخاعي و يا اختلالات عصبي، افزايش ظرفيت مثانه و غلبه بر بي¬اختياري ادراري با استفاده از تحريك الكتريكي مي¬باشد. دو نوع تحريك پيوسته و شرطي براي اين امر بكار مي¬رود. تحريك پيوسته بدون فيدبك از وضعيت مثانه بوده و در بلند مدت باعث آسيب به بافت¬هاي اطراف ناحيه تحريك و نيازمند توان مصرفي بالاتري است. براي اعمال تحريك شرطي اطلاع از وضعيت مثانه شامل فشار و حجم آن ضروري مي¬باشد. براي تخمين فشار و حجم مثانه دو دسته كلي سنسورهاي مصنوعي و سنسورهاي طبيعي (عضلات و اعصاب مربوط به مثانه) بكار مي-روند. استفاده از سنسورهاي مصنوعي براي كاربردهاي طولاني¬مدت چالش¬برانگيز بوده و استفاده از سنسورهاي طبيعي مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش با استفاده از ثبت سيگنال از نخاع مدل حيواني رت و بكارگيري ويژگي¬هاي نرخ آتش و توان در باندهاي فركانسي مربوط به سيگنال LFP در ساختار stack به تخمين همزمان فشار و حجم مثانه پرداخته شده است. استفاده از يك شبكه عصبي عميق بمنظور ارايه تخميني دقيقتر مورد نظر بوده است. از ديگر ويژگي¬هاي پروژه به بررسي فيزيولوژيكي ميزان اطلاعات موجود در سگمنت¬هاي نخاعي مرتبط با مثانه مي¬توان اشاره كرد. براي اولين بار نيز تخمين حجم بعد از وقوع لحظه ادرار مورد توجه قرار گرفته است. با بكارگيري از ساختار stack و استفاده از اطلاعات هر دو سگمنت S1 و L6 مقادير NRMS و CC براي تخمين فشار به ترتيب برابر با 5/4 ± 9/14 و 9/4 ± 4/ 84 درصد و براي حجم به ترتيب برابر با 7/4 ± 7/19 و 7/9 ± 2/74 درصد بدست مي¬آيند. با بررسي نتايج حاصل در اين پژوهش مي¬توان گفت كه سگمنت نخاعي S1 در مقايسه با سگمنت نخاعي L6 حاوي اطلاعات بيشتر در مورد مثانه مي¬باشد كه اين تفاوت معنادار است. همچنين با بكارگيري يك شبكه عصبي عميق مي-توان به نتايج بهتري دست يافت. نتايج اين پژوهش نشان مي¬دهد با استفاده از سيگنال عصبي ثبت شده از سگمنت¬هاي نخاعي و بكارگيري شبكه عصبي عميق مي¬توان سيگنال فيدبكي را در اختيار يك سيستم حلقه بسته قرار داد.

194495

دانشگاه علم و صنعت ايران

بيوالكتريك

دكتر عباس عرفانيان اميدوار