دراسة دارات التحكم الالكترونية لتصميم جهاز استحصال الأصوات الحيوية ومعالجتها باستخدام التحويل المويجي

اسم الباحث:

محمد سامر إحسان البابا

عنوان البحث:

دراسة دارات التحكم الالكترونية لتصميم جهاز استحصال الأصوات الحيوية ومعالجتها باستخدام التحويل المويجي

عنوان البحث باللغة الانكليزية :

Studying of Electronic Control Circuits to Design Advanced digital Stethoscope for bio-Sounds acquisition and Processing Using Wavelet Transform

اسم المشرف : د. أحمد العبدو-د. م  ياسر خضرا

العام:2019

القسم:الفيزياء

الملخص:

تعد الدراسات المتعلقة باستحصال الإشارات الحيوية ونمذجتها ذات أهمية كبيرة في فهم الظواهر المرافقة لأي نشاط فيزيائي لأعضاء جسم الإنسان، وتسهم دراسة التغيرات في تلك الإشارات الحيوية في تحسين عملية التشخيص السريري وكشف الأمراض ومراقبة وظائف الجسم المختلفة.

يعد العمل المقدم في هذه الأطروحة مثالاُ عملياً لدراسة متكاملة لنظام الإصغاء للأصوات الحيوية المقتبسة من جسم الإنسان ونمذجتها وتحليلها وفق منهج علمي تجريبي متكامل.

تناولت الدراسة الإنسان كمولد للإشارات الحيوية وبالتالي كان لابد من دراسة دورة القلب وصولاً إلى فيزيولوجيا أصوات القلب والرئتين. كما تم تقديم المحتوى النظري المتعلق بأصوات القلب الرئيسية وهي صوت القلب الأول S1 وصوت القلب الثاني S2 وصوت القلب الثالث S3 وصوت القلب الرابع S4 . كما تم عرض شرح عن النفخات القلبية وأصوات القلب الغير طبيعية، بالإضافة إلى التعرف على أماكن تشخيص أمراض صمامات القلب.

تم استخدام أساليب النمذجة الرياضية في تصميم نموذج رياضي يحاكي عمل سماعة الطبيب التقليدية، حيث قمنا بدراسة انتشار الموجة الصوتية ضمن سماعة الطبيب عند تعرض الموجة الصوتية لنمط انعكاس متعدد داخل أنبوب السماعة، مما يؤدي إلى رنين الموجة الصوتية المستقرة عندما تنتشر منعكسة بشكل متعدد داخل وسط السماعة الطبية. عرضنا في هذا الجزء دراسة تفصيلية لجريان الصوت في مكونات السماعة الطبية المختلفة وشروط حدوث ظاهرة الرنين، وتم تفسير العديد من الممارسات الطبية بناء على ما تم التوصل إليه نتيجة هذه الدراسة المعمقة.

قمنا بعرض دراسة تفصيلية لجرس سماعة الطبيب ووضع نموذج رياضي تجريبي يربط بين وسائط الجرس وطول أنبوب السماعة وسرعة انتقال الصوت في الأنبوب وتوتر الغشاء والضغط المطبق على جلد المريض، وأخيراً تم دراسة علاقة طول الأنبوب مع تردد الأصوات القلبية-الصدرية. وبنتيجة الدراسة التفصيلية المعروضة وصلنا إلى نموذج رياضي متكامل للسماعة الطبية يربط وسائط مكوناتها مع بعضها البعض.

تم اقتراح نموذج الكتروني للسماعة الطبية، يعتمد على تطوير نموذج طبي الكتروني مخبري للسماعة الطبية التقليدية باستخدام بعض العناصر والأجهزة الالكترونية المتوافرة في السوق المحلية. قمنا بدراسة تحليلية وتصميمية للدارات الإلكترونية المكونة للنظام المطلوب انجازه من مرحلة الاستحصال مروراً بالتضخيم والترشيح واظهار الإشارة الصوتية على شاشة كريستالية (LCD).

قمنا بتطوير طريقة محسنة لمحاكاة الإشارات الصوتية الحيوية بشكل عام ولأصوات القلب والرئة بشكل خاص. تقوم الطريقة المقترحة على استخدام التحويل المويجي القائم على المويجة الأم ثنائية التعامد Biorthogonal بهدف توليد نماذج صوتية رقمية تحاكي الحالات الطبيعية والمرضية. لقد قمنا بمقارنة النتائج التي توصلنا إليها بنتيجة المحاكاة باستخدام الطريقة المقترحة مع النماذج الأصلية الطبيعية التي اعتمدنا عليها من جهة، ومع النتائج التي توصل إليها الباحثون الآخرون في هذا المجال عند تطبيقها على نفس العينات من جهة أخرى.

التحميل