عنوان

مدلسازی محاسباتی برای توانبخشی بیماران سکته مغزی با استفاده از تحریک الکتریکی فراجمجمه‌ای,‮‭Computational modeling for post-stroke rehabilitation using tDCS‬

Number

‭۲۳۶۹۹پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مدلسازی محاسباتی برای توانبخشی بیماران سکته مغزی با استفاده از تحریک الکتریکی فراجمجمه‌ای

Parallel Title Proper

‮‭Computational modeling for post-stroke rehabilitation using tDCS‬

First Statement of Responsibility

/مهساخرم پناه

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی برق و کامپیوتر

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۹‬

Name of Manufacturer

، راشدی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۰۲‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی برق گرایش مخابرات

Date of degree

‮‭۱۳۹۹/۰۶/۳۰‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

سکته مغزی یکی از علل اصلی ناتوانی در سنین مختلف به‌صویژه در بزرگسالی محسوب می‌صشود .در طول چند سال گذشته، منافع درمانی بسیاری برای بهبود عملکرد مغزی با روش‮‭tDCS‬ پس از سکته مغزی گزارش شده است، با این وجود، تحقیقات بیشتری مورد نیاز است تا ‮‭tDCS‬ به‌صعنوان یک روش درمانی استاندارد برای کمک به بیماران مبتلا به سکته مغزی و سایر اختلالات مغزی به‌صکار گرفته شود .مطالعات مدلسازی نشان می‌صدهد که جریان ایجاد شده ناشی از تحریک فراجمجمه‌صای در مغز، تاثیر عمیق بر ضایعات و نقص جمجمه دارد؛ در نتیجه طراحی بهینه پیکربندی الکترود، به‌صویژه در بافت اطراف ضایعات مغزی مانند سکته مغزی بسیار حایز اهمیت است .الگوی دقیق جریان از طریق مغز نه تنها به دوز تحریک) موقعیت الکترود مونتاژ (بلکه به خواص آناتومی و بافت زمینه‌صای مرتبط است .بنابراین در پیش‌صبینی جریان مغز با استفاده از مدل‌صهای محاسباتی، دقت به مدل آناتومی فردی و مشخصات ضایعه سکته مغزی از جمله مکان ضایعه مهم است .با توجه به این‌صکه علایم و اختلالات ناشی از سکته مغزی وابسته به سایز و مکان ضایعه است، تصویرصبرداری تشدید مغناطیسی روشی مناسب برای تشخیص موقعیت، حجم، سن و سایر فاکتورهای ضایعه سکته مغزی است .در این رساله با استفاده از تصاویر ‮‭MRI‬ با طراحی الگویی مناسب به تشخیص مکان ضایعه سکته مغزی می‌صپردازیم .سپس با طراحی الکترودهای تحریک با شرایط فیزیکی مناسب و فراهم‌صآوری بهترین مونتاژ با در نظرگیری موقعیت و تعداد الکترودها، سعی می‌صکنیم بیشترین چگالی جریان را با بهترین جهت‌صگیری در ناحیه مورد نظر برای داشتن تحریک فراجمجمه‌صای بهینه ایجاد کنیم .الکترودهای تحریک به‌صگونه‌صای طراحی می‌صشوند که در ساختار آنها بیشترین لبه‌صها و گوشه‌صها را داشته باشیم تا تجمع و کانونی بودن جریان تحریک در منطقه هدف صورت گیرد .برای این کار از ساختارهای فراکتال و چندضلعی‌صهای منتظم محدب و مقعر استفاده می‌صکنیم .همچنین از ترکیب آنها به ساختارهای جدیدی می‌صرسیم .نتایج حاصل از ‮‭tDCS‬ نشان می‌صدهد که این ساختارها نتایج بهتری نسبت به ساختارهای الکترودی رایج در ‮‭tDCS‬ دارند .در ادامه، دو الگوریتم برای مونتاژ بهینه و جریان بهینه متناسب با مکان ضایعه طراحی می‌صکنیم .این الگوریتم‌صها با مونتاژ‮‭tDCS - HD‬با جریان دهی یکنواخت مورد مقایسه قرار می‌صگیرند .الگوریتم‌ص‍ اول بیشینه میدان الکتریکی در قشر مغز را به میزان ‮‭۸/۱‬ برابر و الگوریتم دوم ‮‭۲/۲‬ برابر، افزایش داده است .همچنین، ارتباط صحیح و منطقی بین مشخصه‌صهای آناتومی افراد و مشخصه‌های تحریک الکتریکی بررسی می‌صشوند .پس از یافتن این ارتباط، با طراحی شبکه عصبی مناسب، با توجه به مشخصه‌صهای آناتومی افراد، جریان ورودی به سر برای تحریک الکتریکی فراجمجمه‌ای را تنظیم می‌صکنیم تا متناسب با مشخصه‌صهای آناتومی افراد، تحریک الکتریکی بهینه داشته باشیم

Text of Note

Stroke is one of the important disabilities of various ages, especially in adulthood. In recent years, many therapeutic benefits have been reported to improve brain function of stroke after using tDCS. However, more research is needed to use tDCS as a standard method to help stroke patients and other brain disorders. Modeling studies show that the results of the tDCS in the brain have a profound effect on lesions and skull defects; therefore, the optimal design of the electrode configuration, especially in the tissues of the lesion is very important. The exact pattern of the current density of tDCS is related not only to the dose of stimulation (position of the assembly electrode) but also to the anatomical and tissue properties. Therefore, in predicting the inward current of tDCS in computational models, it is important to pay attention to the individual anatomy model and the characteristics of the lesions. Given that the symptoms and disorders of a stroke depend on the size and location of the lesion, magnetic resonance imaging is a good way to determine the location, volume, age, and other factors of a stroke lesion. In this dissertation, we use MRI images to determine the location of a stroke lesion by designing a suitable pattern. Then, by designing the electrodes with suitable physical conditions and providing the best assembly by considering the position and number of electrodes, we try to create the maximum current density and with the best orientation in the desired area to have optimal tDCS. Stimulation electrodes are designed to have the most edges and corners in their structure to allow the stimulus flow to accumulate and focus in the target area. To do this, we use fractal structures and regular polygons of convex and concave. We also combine them to create new structures. The results of tDCS show that these structures have better results than the common electrode structures in tDCS. In the following, we design two algorithms for optimal assembly according to the location of the lesion. These algorithms are compared to HD-tDCS assembly with uniform flow. The efficiency of these algorithms in the cerebral cortex is above 120 . We also find the correct relationship between the anatomical characteristics of individuals and electrical stimulation characteristics. Then, we design the appropriate neural network according to the anatomical characteristics of individuals. Therefore, we adjust the input current to the head for ultrasonic electrical excitation to have optimal electrical excitation according to the anatomical characteristics

Parallel Title

‮‭Computational modeling for post-stroke rehabilitation using tDCS‬

خرم پناه، مهسا

Khorrampanah, Mahsa

سیدعربی، میرهادی، استاد راهنما

دانشور، سسبلان، استاد مشاور

فرهودی، مهدی، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی