فهرست مطالب

انفورماتیک سلامت و زیست پزشکی - سال دهم شماره 4 (پیاپی 38، زمستان 1402)

مجله انفورماتیک سلامت و زیست پزشکی
سال دهم شماره 4 (پیاپی 38، زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/11
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مهسا تقوی زاده، مهدی نوشیار، عادل اکبری مجد، سهند شاهعلی نژاد* صفحات 326-336
    مقدمه

    شناسایی و تشخیص بیماری آلزایمر موجود در بافت مغز از چالش های جدی شناسایی در حوزه پردازش تصاویر پزشکی است. در حال حاضر MRI، متداول ترین راه تشخیص آلزایمر در بین روش های تصویربرداری می باشد. عدم شناسایی صحیح بافت درگیر می تواند منجر به تشخیص نادرست به عنوان بافت سالم مغزی شود. الگوریتم یادگیری عمیق به عنوان فرآیند تشخیص ویژگی های مرتبط، اطلاعات مفید را استخراج می کند؛ لذا این پژوهش سعی دارد با استفاده از شبکه عصبی کانولوشنال در پردازش تصاویر پزشکی با دقت بهتری، نسبت به کارهای گذشته در تشخیص، انجام دهد.

    روش

    با استفاده از شبکه عصبی کانولوشنی طراحی شده استخراج ویژگی های تصاویر  T1MRI  صورت گرفته است. تصاویر آلزایمر با استفاده از نرم افزار Matlab2023a تحلیل شده اند و خروجی های مد نظر حاصل شده اند.

    نتایج

    تصاویر آلزایمر مغزی T1 پس از پیش پردازش و ورود به شبکه عصبی عمیق طراحی شده، مورد بررسی قرار گرفته اند که در خروجی حاصل از الگوریتم پیشنهادی، دقت شناسایی و سرعت شناسایی الگوریتم با بهبود ابر پارامترها در مقایسه با سایر روش های معمول بالاتر بود که دقت 96% و حساسیت 100% در شناسایی ارائه کرده است.

    نتیجه گیری

    هدف از الگوی یادگیری عمیق این است که داده های تصویری با ابعاد بزرگ و تعداد زیاد  به شکل قابل فهم برای ماشین ها درآیند. انتظار می رود در آینده استخراج ویژگی با دقت بیشتری انجام شود و جزئیات بیشتری جهت بازشناسی اشیاء در تصویر، در اختیار سیستم های بینایی ماشین قرار گیرد.

    کلیدواژگان: بیماری آلزایمر، شبکه عصبی کانولوشن، یادگیری عمیق، تصاویر MRI
  • حسین باقریان*، سکینه سقائیان نژاد اصفهانی صفحات 337-345
    مقدمه

    با توجه به جایگاه واحد فن آوری اطلاعات در زمینه حفظ، نگهداشت و ارتقای سیستم های اطلاعاتی و ارائه اطلاعات به هنگام به افراد مختلف، خدماتی که در این واحد ارائه می شود باید دارای کیفیت بالا باشد. در همین راستا، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کیفیت خدمات واحد فن آوری اطلاعات در سه بیمارستان منتخب شهر اصفهان با استفاده از مدل سروپرف انجام شد.

    روش

    پژوهش حاضر از نوع کمی و کاربردی است. جامعه آماری کلیه کارکنان خدمت گیرنده از واحد فن آوری اطلاعات بیمارستان های دانشگاهی شهر اصفهان بود. حجم نمونه بر اساس جدول مورگان 351 نفر به دست آمد. کیفیت خدمات واحد فن آوری در بیمارستان های مورد بررسی  با استفاده از پرسشنامه استاندارد مدل سروپرف (غیر وزنی) در پنج حیطه مورد بررسی قرار گرفت.

    نتایج

    نتایج نشان داد میانگین به دست آمده برای کیفیت کلی خدمات واحد فن آوری اطلاعات برابر 3/23 بود که از نظر آماری با مقدار متوسط 3 ، تفاوت معنی دار داشت (0/05>p). بالاترین میانگین را ابعاد قابلیت اطمینان با میانگین 3/28 و پاسخگویی با میانگین 3/25 و کمترین میانگین را ابعاد فیزیکی و ملموسات با میانگین 3/14 داشتند.

    نتیجه گیری

    باتوجه به نتایج به دست آمده مبنی بر شکاف منفی موجود در کیفیت خدمات واحد فناوری اطلاعات بیمارستان ها پیشنهاد می گردد به منظور بالا بردن کیفیت خدمات در بعدهای همدلی، پاسخگویی بهتر، جلب رضایت، تواضع و حسن نیت و به روز بودن اطلاعات کلاس های آموزشی به صورت مدون برای کارکنان واحد فناوری اطلاعات برگزار گردد.

    کلیدواژگان: فن آوری اطلاعات، کیفیت خدمات، بیمارستان، ارزیابی، سروپرف
  • محمدجواد حسین پور* صفحات 346-356
    مقدمه

    امروزه یکی از شایع ترین علت مرگ بزرگسالان در سراسر دنیا سکته قلبی می باشد. طبق اعلام وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی، 11 تا 15 درصد مرگ و میرها در کشور ناشی از سکته قلبی است و در جهان،  ایران بالاترین آمار مرگ ناشی از بیماری قلبی را دارا می باشد. تخمین زده شده که در سال 2022 ، مرگ و میر ناشی از این بیماری ها به 20 میلیون نفر افزایش یابد؛ بنابراین پیش بینی کردن این بیماری از جمله مباحث چالش برانگیز در مبحث پزشکی می باشد و امروزه اکثر سیستم های پیش بینی با استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین به وجود آمده اند.

    روش

    پژوهش حاضر از نوع کاربردی و توصیفی است، که در سال 1401 با استفاده از اطلاعات 600 نفر از افراد مراجعه کننده به بیمارستان پیمانیه و مطهری شهرستان جهرم انجام شده است. در این پژوهش داده ها بر اساس منابع موجود از هر دو بیمارستان جمع آوری شدند. به منظور پیاده سازی و ارزیابی نتایج از زبان برنامه نویسی متلب استفاده شده است.

    نتایج

    پارامترهای به کاررفته در این پژوهش جزء پارامترهای دسته بندی می باشد که شامل: نرخ دسته بندی، صحت، فراخوان و F سنجش می باشند که به ترتیب مقادیر 90/7، 90/2، 91/5 و 90/8  به دست آمده است.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان می دهند که مدل پیشنهادی قادر خواهد بود که با درصد بالایی احتمال وقوع سکته را پیش بینی کند

    کلیدواژگان: سکته قلبی، تشخیص بیماری، مدل هوشمند، یادگیری ماشین، ماشین بردار پشتیبان
  • مهسا قاسمی، جواد زمانی، زرین مینوچهر، مهدی شمس آرا* صفحات 357-366
    مقدمه

    سیستم CRISPR/Cas، سیستم ایمنی اکتسابی باکتری ها در مقابله با عوامل مهاجم خارجی است. پروتئین Cas9 باکتری استرپتوکوکوس پیوژنز، رایج ترین پروتئین Cas استفاده شده در ویرایش ژنوم می باشد؛ اما پروتئین های Cas9 دارای مشکلاتی مانند وقوع جهش های نابه جا هستند که مانعی مهم در مسیر به کارگیری آن ها برای مقاصد درمانی می باشد. هدف از این مطالعه، طراحی یوانفورماتیکی یک پروتئین Cas9 جهش یافته به منظور افزایش دقت آنزیم در امر ویرایش ژنوم است. 

    روش

    در این مطالعه ابتدا با انتخاب برخی از جهش ها و اعمال آن در پروتئین، Cas9 جدید به صورت in silico طراحی شد. با روش داکینگ مولکولی نحوه اتصال spCas9 جهش یافته و وحشی به DNA مورد بررسی قرار گرفت. در آخر، پایداری دو پروتئین جهش یافته و وحشی با استفاده از دینامیک مولکولی مورد ارزیابی قرار گرفت.

    نتایج

    نتایج این مطالعه منجر به طراحی یک پروتئین جهش یافته با 5 جهش شد. نتایج داکینگ مولکولی امتیاز 1073/86- را برای پروتئین تیپ وحشی و امتیاز 349/41- را برای پروتئین جهش یافته نشان داد.

    نتیجه گیری

    بررسی داکینگ مولکولی نشان داد که از پیوندهای بین پروتئین و DNA در حالت جهش یافته کاسته شده است. همچنین، نتایج دینامیک مولکولی نشان داد که پایداری دو پروتئین جهش یافته و تیپ وحشی مشابه یکدیگر می باشند.

    کلیدواژگان: Cas9 با دقت بالا، دینامیک مولکولی، داکینگ مولکولی، CRISPR، Cas، مهندسی پروتئین، ویرایش ژن
  • حمیده علی اکبر پور، اشرف شاه منصوری*، قاسمعلی بازآیی صفحات 367-379
    مقدمه

    نقشه راه ابزاری برای کمک به سازمان ها برای تسهیل اجرای موفق هر فناوری می باشد. بر این اساس، هدف این پژوهش، شناسایی و اولویت بندی مراحل پیاده سازی نقشه راه فناوری بلاکچین در سازمان های سلامت محور می باشد.

    روش

    به منظور پالایش و ارزیابی تناسب مراحل مستخرج از ادبیات موضوع، از روش دلفی فازی استفاده شده است. دسترسی به مطمئن ترین توافق گروهی خبرگان درباره موضوعی خاص است که با استفاده از پرسشنامه و نظرخواهی از خبرگان، به دفعات با توجه به بازخورد حاصل از آن ها صورت می پذیرد.

    نتایج

    پس از شناسایی و استخراج عوامل از طریق مطالعه مقالات مختلف و بومی سازی و تعیین میزان اهمیت متغیرها، با اعمال محدودیت وزنی در مدل، میزان موافقت خبرگان با هرکدام از مولفه ها اخذ شده و نقطه نظرات پیشنهادی و اصلاحی آن ها تقسیم بندی شده است. میانگین قطعی حاصل، نشان دهنده شدت موافقت خبرگان با هرکدام از عوامل پژوهش می باشد.

    نتیجه گیری

    نتایج نظرسنجی دیدگاه های خبرگان نشان می دهد که اولویت های رصد فناوری، شناسایی کاربرد فناوری بلاکچین در سازمان، شناسایی چالش های ساختاری، فنی، حقوقی و مالی، طراحی، رفع موانع حاکمیتی و بالادستی، سرمایه گذاری متناسب، همکاری زیرساخت قدیمی، جدید و افزایش عضویت دارای اهمیت بالا و اولویت های آموزش اولیه، شناسایی مزایای تحول دیجیتال و مزیت رقابتی، ذی اثران داخلی و خارجی و گسترش مدل کسب وکار به بخش های دیگر از اهمیت پایین تری برخوردار هستند.

    کلیدواژگان: بلاکچین، نقشه راه بلاکچین، روش دلفی فازی، بلاکچین در سلامت
  • فاطمه بهادر، زهره جوانمرد، اعظم صباحی*، فاطمه صالحی، شیرین شهابی، رضا فاتح بهاری صفحات 380-385
    مقدمه

    مجموعه حداقل داده، ابزاری مهم در نظام های ثبت و برنامه های نظارتی تلقی می گردد که امکان جمع آوری و انتقال داده ها در سطح کشور را فراهم می نماید. با توجه به اهمیت بیماری سل در ایران و به ویژه بروز بالای این بیماری در استان های حاشیه ای کشور، مطالعه حاضر با هدف تعیین مجموعه حداقل داده ها برای پرونده الکترونیک بیماران سل طراحی و اجرا گردید.

    روش

    مطالعه حاضر یک مطالعه توصیفی است که در طی دو مرحله انجام شد. در مرحله اول، برای شناسایی عناصر داده بررسی جامعی در پایگاه داده های SID، Magiran، PubMed، Direct Science صورت گرفت. داده ها با استفاده از فرم استخراج داده، جمع آوری و با استفاده از پرسشنامه و روش دلفی به نظرسنجی گذاشته شدند. برای تحلیل داده ها از آمار توصیفی و نرم افزار SPSS نسخه 16 استفاده گردید.

    نتایج

    مجموعه حداقل داده های بیماری سل به دو دسته داده های مدیریتی با 5 کلاس و 35 عنصر، و داده های بالینی با 5 کلاس و 43 عنصر داده تقسیم شدند.

    نتیجه گیری

    مجموعه حداقل داده های سل برای مدیریت هر چه بهتر این بیماری و ثبت اطلاعات بیماران مبتلا به این بیماری بسیار موثر می باشد. نتایج این مطالعه می تواند به پژوهشگران و توسعه دهندگان جهت طراحی و راه اندازی سیستم اطلاعاتی یکپارچه ثبت اطلاعات بیماران مبتلا به سل کمک نماید.

    کلیدواژگان: مجموعه حداقل داده ها، سل، پرونده الکترونیک سلامت
  • سارا مرتضی علی، محبوبه ضرابی* صفحات 386-399
    مقدمه

    از زمان شروع سال 2020، SARS-CoV-2 به طور قابل توجهی باعث بیماری تعداد زیادی از افراد شده و تحقیقات گسترده ای را به سوی خود جلب کرده است. پپتیدهای ضد میکروبی به دلیل ایمنی، کارایی و ویژگی منحصر به فرد خود به عنوان یک راه امیدوارکننده برای درمان پاتوژن های ویروسی در حال ظهور شناخته می شوند.

    روش

    در این مطالعه ابتدا 104 پپتید طبیعی ضدمیکروبی از پایگاه های داده APD انتخاب شدند. سپس با سرور pepfold3 ساختار سوم پپتیدها مدل سازی شد. ساختارها پس از اصلاح و بهینه سازی آماده عملیات داکینگ شدند. متعاقبا داکینگ پپتید-پروتئین با نرم افزار اتوداک وینا انجام شد. بهترین کمپلکس پپتید-پروتئین که انرژی اتصال مناسبی در خروجی داکینگ داشت برای شبیه سازی مولکولی با برنامه گرومکس انتخاب شد. شبیه سازی به مدت 100 نانوثانیه در دمای 310 درجه کلوین و pH:7 انجام شد. از میدان نیروی gromos54a7 و مدل آب spc به عنوان حلال استفاده گردید.

    نتایج

    نتایج به دست آمده از دینامیک مولکولی، پایداری ساختار کمپلکس ها و محاسبات انرژی را بررسی می کند. آنالیزهای RMSD، RMSF، شعاع ژیراسیون و SASA نشان داد که کمپلکس پپتید-پروتئین در طی شبیه سازی پایدار است و آنالیزهای LJ، CL، HBond و ΔG جهت محاسبه انرژی بین پپتید و پروتیئن Spike انجام شد.

    نتیجه گیری

    نتایج مطالعه نشان داد که پپتیدهای ضدمیکروبی می توانند به عنوان مهارکننده و با انرژی اتصال مطلوبی به پروتئین  اسپایک SARS-CoV-2 متصل شوند و در نتیجه، این پپتیدها می توانند برای مطالعات درمانی و تجربی Covid-19 استفاده شوند.

    کلیدواژگان: پپتید ضدمیکروبی، پروتئین اسپایک، شبیه سازی دینامیک مولکولی، داکینگ، کووید-19
  • اسما جنتی، مهدی جعفری شهباززاده* صفحات 400-402
|
  • Mahsa Taghavizadeh, Mehdi Nooshyar, Adel Akbarimajd, Sahand Shahalinezhad* Pages 326-336
    Introduction

    Identifying and diagnosing Alzheimer's disease in brain tissue is one of the serious challenges in diagnosis in the field of medical image processing. Currently, MRI is the most common way to diagnose Alzheimer's disease, and failure to correctly identify the tissue involved in it can lead to incorrect diagnosis as healthy brain tissue. Deep learning algorithm as a process of detecting features related to damaged tissue and extracting useful information. In this research, we decided to use the convolutional neural network in the processing of medical images so that we can perform the diagnosis with better accuracy than the previous works.

    Methods

    Using a convolutional neural network, the features of MRI images have been extracted. Alzheimer's images have been analyzed using Matlab2023a software and the intended outputs have been obtained.

    Results

    Brain Alzheimer's images have been analyzed after pre-processing and entering the deep neural network, and in the output of the proposed algorithm, the identification accuracy and identification speed of the algorithm with the improvement of cloud parameters was higher compared to other common methods, which was 96% accuracy. presented in identification.

    Conclusion

    The purpose of using deep learning is to make image data with large dimensions and a large number into a conceptual form for machines. It is expected that in the future feature extraction will be done more accurately and more details will be available to machine vision systems to recognize objects in the image.

    Keywords: Alzheimer's disease, convolutional neural network, deep learning, MRI images
  • Hossein Bagherian*, Sakineh Saghaeiannejad Isfahani Pages 337-345
    Introduction

    Considering the crucial role of IT unit in maintaining, preserving, and enhancing information systems and providing timely information to various individuals, the services provided by this unit must be of high quality. In this regard, the present study aimed to evaluate the quality of services provided by the Information Technology unit in three selected hospitals in Isfahan city using the SERVPERF model.

    Method

    This is a quantitative and applied study. The statistical population consisted of all the employees who received service from the information technology unit in the educational hospitals of Isfahan city. The sample size was 351 people based on the Morgan’s table. The service quality of the information technology unit in the studied hospitals was investigated using the standard questionnaire of the SERVPERF model (non-weighted) in five areas.

    Results

    The average of service quality of the information technology unit was 3.23, which had a statistically significant difference with the average value of 3 (P<0.05). The highest average is related to reliability (3.28) and responsiveness (3.25), respectively. The lowest average is related to the physical and tangible dimensions (3.14).

    Conclusion

    The results show a negative gap in the service quality of information technology units in hospitals. To improve the quality of services in the dimensions of empathy, responsiveness, satisfaction, humility, goodwill, and information updates, regular training classes should be held for the employees of the information technology unit.

    Keywords: Information Technology, Service Quality, Hospital, Evaluation, SERVPERF
  • Mohammadjavad Hosseinpoor* Pages 346-356
    Introduction

    Today, heart attack is one of the most common causes of death in adults all over the world. According to the announcement of the Ministry of Health, Treatment, and Medical Education, 11 to 15 percent of deaths in Iran are caused by heart attacks, and in the world, Iran has the highest number of deaths due to heart disease in 2022. It has been estimated that deaths from these diseases will increase to 20 million people. Therefore, predicting this disease is one of the most challenging topics in the medical field, and today most prediction systems are created using artificial intelligence and machine learning algorithms.

    Method

    This applied and descriptive research was conducted in 2022 using the information of 600 people who referred to Peymaniyeh and Motahari hospitals in Jahrom city. In this research, data were collected based on the available sources from both hospitals. To implement and evaluate the results, MATLAB programming language was used.

    Results

    The parameters used in this research are among the classification parameters, including classification rate, precision, recall, and F-measure, which were obtained as 90.7, 90.2, 91.5, and 90.8, respectively.

    Conclusion

    The results show that the proposed model will be able to predict the probability of stroke with a high percentage.

    Keywords: Heart attack, Disease prediction, Intelligent model, Machine learning, Support vector machine
  • Mahsa Ghasemi, Javad Zamani, Zarrin Minuchehr, Mehdi Shamsara* Pages 357-366
    Introduction

    CRISPR/Cas system is a bacterial-acquired immune system against viruses. spCas9 protein-derived from Streptococcus pyogenes is the most common Cas protein used in genome editing. The Cas9 proteins suffer from some problems like unwanted off-target cleavage, which is the major limitation in the application of the CRISPR system, especially for therapeutic issues. The present study aimed to in silico design of a mutant Cas protein to enhance the fidelity of the enzyme.

    Method

    In this study, a new Cas9 protein was designed in silico via the selection of some mutations. The interaction of the mutant and wild-type Cas9 proteins with DNA was determined by molecular docking. Finally, the stability of the mutant and wild-type proteins was evaluated using molecular dynamics.

    Results

    The outcome of this study resulted in designing a mutant Cas9 protein bioinformatically containing 5 amino acid substitutions. Molecular docking scores for the wild-type and mutant proteins were -1073.86 and -349.41, respectively.

    Conclusion

    Molecular docking indicated that the number of hydrogen bonds between protein and DNA reduced in the mutant state. Moreover, based on the molecular dynamic findings, the stability of both mutant and wild-type Cas9 proteins was similar.

    Keywords: High-fidelity Cas9, Molecular dynamic, Molecular docking, CRISPR, Cas, Protein engineering, Gene editing
  • Hamideh Aliakbarpour, Ashraf Shahmansoury*, Ghasemali Bazaee Pages 367-379
    Introduction

    A Roadmap is a tool to help organizations facilitate the successful implementation of any technology. Then, this study aimed to identify and prioritize the stages of blockchain technology roadmap implementation in health-oriented organizations.

    Method

    To refine and evaluate the appropriateness of steps extracted from the subject literature, the fuzzy Delphi method was used. Access to the most reliable group agreement of experts on a specific issue is done using a questionnaire and asking experts’ opinions, often according to their feedback.

    Results

    After identifying and extracting the factors through the study of various articles and localization and determining the importance of the variables, by applying the weight limit in the model, the level of experts’ agreement with each of the components was obtained and their suggested and corrective points were divided. The resulting absolute mean indicates the intensity of experts’ agreement with each research factor.

    Conclusion

    The results of the survey of experts’ views show that the priorities of monitoring technology, identifying the application of blockchain technology in the organization, identifying structural, technical, legal, and financial challenges, designing, removing governance and upstream obstacles, appropriate capital transfer, cooperation between old and new infrastructure, and increasing membership, high importance and priorities of basic training, identifying the benefits of digital transformation and competitive advantage, internal and external stakeholders, and expanding the business model to other sectors are of lower importance.

    Keywords: Blockchain, Blockchain roadmap, Fuzzy Delphi method, Blockchain in health
  • Fatemeh Bahador, Zohreh Javanmard, Azam Sabahi*, Fatemeh Salehi, Shirin Shahabi, Reza Fateh Bahari Pages 380-385
    Introduction

    The minimum data set is considered an important tool in the registration systems and monitoring programs, which provides the possibility of collecting and transferring data at the country level. Considering the importance of tuberculosis in Iran and especially the high incidence of this disease in the marginal provinces of the country, the present study was designed and implemented to determine the minimum data set for the electronic health records of tuberculosis patients.

    Method

    This descriptive study was conducted in two phases. In the first phase, a comprehensive review was conducted in PubMed, Science Direct, SID, and Magiran databases to identify data elements. The data were collected using the data extraction form and polled using the Delphi method. Descriptive statistics and SPSS version 16 were used for data analysis.

    Results

    The minimum data set of tuberculosis was divided into two categories: administrative data with five classes and 35 data elements, and clinical data with five classes and 43 data elements.

    Conclusion

    The minimum data set of tuberculosis is an effective tool for managing and recording the information of patients suffering from this disease. The results of this study can help researchers and developers in the process of designing and implementing an integrated information system for registering the information of patients with tuberculosis.

    Keywords: Minimum Data Set, Tuberculosis, Electronic Health Record
  • Sara Mortezaali, Mahboobeh Zarrabi* Pages 386-399
    Introduction

    Since the start of 2020, SARS-CoV-2 has infected a significant number of individuals, prompting extensive research. Antimicrobial peptides can be considered as a promising treatment for emerging viral pathogens due to their safety, efficacy, and specificity.

    Method

    In this study, first, 104 natural antiviral peptides were chosen from APD databases.  Then, the third structure of proteins was modeled by PEP-FOLD 3 server. The structures were refined and optimized for docking operation. Subsequently, peptide-protein docking was performed using AutoDock Vina. The most favorable peptide-protein complex, chosen based on binding energy, was employed for molecular simulation using GROMACS. The simulation was carried out for 100 ns at 310° K and pH=7. Gromos54a7 force field was used in this study and the SPC water model was used as solvent.

    Results

    The obtained results from molecular dynamics examine the stability of complex structure and energy calculations. RMSD, RMSF, radius of gyration, and SASA analyses indicate the stability of the peptide-protein complex during the simulation. Additionally, LJ, CL, HBond, and ΔG analyses were conducted to calculate the energy interactions between the peptide and the Spike protein.

    Conclusion

    The results indicate that antimicrobial peptides can effectively bind to the SARS-CoV-2 spike protein, acting as inhibitors with a favorable binding energy. Consequently, these peptides can be employed for therapeutic and experimental studies of COVID-19.

    Keywords: Antimicrobial peptide, Spike protein, Molecular dynamics simulation, Docking, COVID-19
  • Asma Janati, Mehdi Jafari Shahbazzadeh* Pages 400-402