تشخیص پارگی منیسک زانو با استفاده از پردازش سیگنال های ویبراسیون زانو

احسان حسین زاده، ehsan hossein zadeh master of electronic, science and research branch, islamic azad university, ghazvin, iranکارشناسی ارشد برق الکترونیک- دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات قزوین علی شیخانی، ali sheikhani assistant professor of department of biomedical engineering, science and research branch, islamic azad university, tehran, iranاستادیار دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران افسانه صفر چراتی، afsaneh safar cherati faculty member of medical university of iran, tehran, iranدکترای تخصصی پزشکی ورزشی- عضو هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی ایران

چکیده

زمینه و هدف: آسیب دیدگی مفصل زانو از مهمترین آسیب­های رایج در زندگی روزمره افراد و ورزش­های پرتحرک می­باشد. از شایع­ترین آسیب­ها در مفصل زانو می­توان آسیب­های منیسک، رباط صلیبی و پارگی این اعضا را عنوان نمود. تشخیص­های پارگی منیسک عموما به صورت بالینی و با استفاده از تصاویر رزونانس مغناطیسی (magnetic resonance imaging: mri) می­باشد. هدف ما در این مقاله استفاده از ثبت و ضبط سیگنال­های ویبراسیون زانو (vibroarthrography: vag) برای تشخیص پارگی منیسک می باشد. مواد و روش­ها: در این تحقیق بر روی20 شخص سالم و20 شخص بیمار که پارگی منیسک آنها مورد تایید پزشک و تصاویر عکس­برداری بوده است آزمایش انجام داده و درمدت 15 ثانیه 3 بار از پای مصدوم و سالم، با دستگاه الکترواستتوسکوپ سیگنال ثبت کرده ایم. از هر بیمار تاییدیه رضایت و سلامت آزمایش دریافت شد و برای ثبت سیگنال ها محل قرار گیری پروب روی زانو اصلاح شد. یافته­ها: پس از ثبت سیگنال­ها، آنها را پردازش کرده و با کاهش نویز آنها با الگوریتم تجزیه مقدار منفرد (singular value decomposition :svd) ، چهار ویژگی از این سیگنال­ها در حوزه انرژی و فرکانس که شامل پارامتر انرژی (energy parameter: ep)، پارامتر انرژی بسط داده شده (energy spread parameter :esp)، پارامتر فرکانس (frequency parameter: fp) و پارامتر فرکانس بسط داده شده (frequency spread parameter: fsp)) استخراج کرده­ایم و سپس میانگین و انحراف استاندارد هر ویژگی را در نظر گرفته و مجموعا هشت ویژگی را تجزیه و تحلیل نموده­ایم. آنالیزهای آماری نشان داده­اند که ویژگی­ها دارای 05/0 بوده­اند. در این تحقیق ما از سه روش برای طبقه­بندی داده­ها استفاده کردیم. روش پرسپترون چند لایه، ماشین بردار پشتیبان و k نزدیکترین همسایه که به ترتیب دارای (1670/0 82/0) و (0958/0 84/0) و (0895/0 943/0) درصد صحت و انحراف استاندارد بوده­­اند. روش k نزدیکترین همسایه دارای بیشترین درصد صحت بوده است. نتیجه گیری: روش پردازش سیگنال های ویبراسیون زانو روشی مناسب و غیرتهاجمی برای تشخیص پارگی منیسک زانو می باشد که می­تواند باعث صرفه­جویی در زمان و همچنین کاهش هزینه باشد. کلید واژه ها: آسیب شناسی مفصلی، پارگی منیسک، سیگنال­های vag، تجزیه مقدار منفرد(svdتوزیع زمان- فرکانس