به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "شبکه ی عصبی مصنوعی" در نشریات گروه "پزشکی"

  • فاطمه برزمینی، امین باقری، رضا سعیدی، طه حسین حجازی، شکوه السادات خالو
    زمینه و اهداف

     تصفیه خانه های فاضلاب سیستم هایی هستند که در صورت عملکرد صحیح می توانند به سلامت صنعت و محیط زیست کمک کنند. برای کاهش هزینه های نظارت و مدیریت سیستمهای تصفیه فاضلاب، می توان از شبیه سازهای ریاضی، آماری و انواع مدل ها استفاده نمود.

    مواد و روش ها

     مطالعه توصیفی- تحلیلی گذشته نگر می باشد. با توجه به پیچیدگی فرآیندهای بیولوژیکی و پیشرفت روش های پردازش داده گان، در این پژوهش از الگوریتم های (ANN) و درخت مدل M5 با هدف مدل سازی تخمین CODout در تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی یکی از پالایشگاه های کشور استفاده شده است. ANN و M5 از طریق مراحل یادگیری و آزمایش بر پایه داده های روزانه 5 سال (1395-1399) توسعه داده شد و جهت ارزیابی مدل ها از شاخص های مختلف آماری مانند MSE و  Rاستفاده گردید. رعایت ملاحظات اخلاقی در تمام مراحل اجرای پژوهش در نظر گرفته شد.

    یافته ها

     در مدل ANN در حالت 100 لایه پنهان، در گام آموزش، میزان MSE و R نسبت به دو حالت 10 و 30 لایه پنهان به ترتیب کاهش و افزایش داشت که به همین دلیل 100 لایه برای انجام این مدل انتخاب گشت. همچنین در مدل درخت M5 با انتخاب داده های مستقل به عنوان ورود 0/6147R-SqOptimal= محاسبه گشت که در سطح 0/05 معنی دار است. به عبارت دیگر با 95درصد اطمینان، مدل منطقی برای پیش بینی  می باشد. نتایج نشان داد که مدل ANN با ضریب تعیین معادل 0/90، برایCOD  عملکرد بهتری نسبت به درخت مدل M5 با ضریب تعیین 0/61 دارد.

    نتیجه گیری

     هر دو مدل، استحکام، قابلیت اطمینان و قابلیت تعمیم بالایی را دارا می باشند، از این رو، تکنیک های داده کاوی ANN و درخت مدلM5  را می توان با موفقیت برای تصمیم گیری های زیست محیطی و تخمین داده های از دست رفته در تصفیه خانه های فاضلاب استفاده کرد.

    کلید واژگان: تصفیه خانه فاضلاب, مدل سازی, شبکه های عصبی مصنوعی, درخت مدل M5, پارامترهای کیفی فاضلاب
    Fatemeh Barzamini, Amin Bagheri, Reza Saeedi, Taha Hossein Hejazy, Shookoh sadat Khaloo
    Background and Aims

    Wastewater treatment plants are systems that can contribute to the health of the industry and the environment provided that they function properly. Mathematical and statistical simulators coupled with various models can be used to alleviate the costs of monitoring and managing wastewater treatment systems.

    Materials and Methods

    This is a retrospective descriptive- analytical study. Considering the complexity of biological processes along with the advances in data processing methods, algorithms (ANN) and M5 model tree were used in this study in order to make a modelto estimate the effluent COD in the sanitary wastewater treatment plant of one of the country's refineries. ANN and M5 were developed through learning and testing stages based on daily data of five consecutive years (2015-2020). Various statistical indicators such as MSE and R were used to evaluate the models. Ethical considerations were observed in all stages of the study.

    Results

    In the ANN model with 100 hidden layers, through the training step, the amount of MSE and R respectively decreased and increased, compared to the two modes of 10 and 30 hidden layers. This is why 100 layers were chosen for this model. Also, in the M5 tree model, R-SqOptimal = 0.6147 was calculated by selecting independent data as input, which is significant at the 0.05 level. In other words, with 95% confidence, the developed model is considered sufficiently logical for predicting CODout. The results showed that the ANN model outperformed M5 model tree for predicting effluent COD with a coefficient of determination equal to 0.90 and 0.61, respectively.

    Conclusion

    Both models have high robustness, reliability and generalizability. Therefore, ANN and M5 model tree data mining techniques can be successfully used for environmental decision-making and estimation of lost data in wastewater treatment plants.

    Keywords: Wastewater treatment plant, Modeling, Artificial neural networks, M5 model tree, Quality parameters of wastewater
  • مجید مهراد، مجید نوجوان*، صدیق رئیسی، مهرداد جوادی
    مقدمه

    اکثر بیماری های قلبی در نوار قلبی (ECG) نشانه هایی از خود نمایش می دهند، اما تشخیص وجود بیماری قلبی به کمک ECG  نیازمند دانش و تجربه پزشکان متخصص است. از آنجایی که ممکن است همواره این متخصصان در دسترس نباشد ضرورت دارد ابزار هایی طراحی شود تا در این شرایط به عنوان دستار به کادر درمان امکان تشخیص بیماری قلبی فراهم شود.

    هدف

    در این مقاله یک رویکرد دو مرحله ای مبتنی بر شبکه‏ های عصبی مصنوعی برای تشخیص بیماران قلبی با استفاده از اطلاعات ECG  طراحی شده است.

    روش

    برای طراحی رویکرد دو مرحله ای پیشنهادی، ابتدا اطلاعات نوار قلبی 861 مراجعه کننده به تعدادی از مراکز درمانی شهر اراک جمع آوری و با مشاوره متخصصین، پردازش و آماده سازی داده‏ ها انجام شده است. آنگاه 154 ویژگی‏ در نوار قلبی به عنوان متغیر های ورودی به رویکرد پیشنهادی مشخص شده است. در مرحله اول از رویکرد پیشنهادی یک شبکه عصبی مصنوعی برای تشخیص وضعیت نوار قلبی به دو صورت قابل استفاده و یا غیرقابل استفاده طراحی شده است. آنگاه در مرحله دوم با استفاده از اطلاعات نوار های قلبی قابل استفاده، یک شبکه عصبی مصنوعی برای تشخیص وجود یا عدم وجود بیماری قلبی طراحی شده است. نهایتا عملکرد رویکرد دو مرحله ای بررسی و صحت و دقت آن در تشخیص وضعیت نوار قلبی و همچنین وضعیت بیماری مراجعه کننده تعیین شده است.

    یافته ها:

     در رویکرد دو مرحله ای پیشنهادی، شبکه عصبی تشخیص وضعیت نوار قلبی دارای دقت 97/1% و صحت 97/3% بوده و همچنین شبکه عصبی تشخیص وجود بیماری قلبی نیز دارای دقت 95/8% و صحت 95/4% می باشد.

    نتیجه گیری:

     با توجه به کارایی بالای رویکرد پیشنهادی در تعیین وضعیت نوار قلبی و همچنین تشخیص بیماری قلبی، می‏توان از این رویکرد به عنوان یک دستیار قابل اعتماد برای کمک به کادر درمان استفاده نمود.

    کلید واژگان: نوار قلبی (ECG), شبکه های عصبی مصنوعی, داده کاوی, بیماریهای قلبی
    Majid Mehrad, Majid Nojavan*, Sadigh Raissi, Mehrdad Javadi
    Introduction

    Most heart diseases show symptoms on ECG, but diagnosing heart disease with ECG requires the knowledge and experience of medical specialized. Because these specialists may not always be available, it is necessary to design tools to diagnose heart disease in these situations.

    Objective

    In this paper, a two-stage approach based on artificial neural networks is designed to diagnose heart disease using ECG information.

    Method

    To design the proposed approach, first ECG information for 861 refers to a number of medical centers in Arak city is collected and and data consulted is proccesed by specialists. Then 154 features from ECG as input variables in proposed approach has been specified. In the first stage of approach, an artificial neural network is designed to detect the status of the ECG in two situation as usable and unusable. Then, in the second stage, using the usable ECG information, an artificial neural network is designed to diagnose the presence or absence of heart disease. Finally, the performance of the two-stage approach is evaluated and its accuracy and precision in determining the status of the ECG as well as the disease status is determined.

    Results:

     In the proposed approach, the neural network for the determining of ECG status has an precision of 97.1% and an accuracy of 97.3%, and also the neural network for the diagnosis of heart disease has an precision of 95.8% and an accuracy of 95.4%.

    Conclusion

    Considering the high effeciency of the proposed approach in the determining of ECG status and also diagnosing heart disease, it is possible to use this approach as a reliable assistant to assist the treatment staff.

    Keywords: ECG, Data mining, Artificial neural networks, Heart disease
  • سید رضا موسویان*، علی اکبر حق دوست، راضیه توکلی
    زمینه و هدف

    آلودگی هوا، از مهم ترین عوامل موثر در بروز بیماری های قلبی- عروقی و مرگ و میر ناشی از آن است. شناخت صحیح چگونگی تاثیر آلودگی، راه های انتشار و پیش بینی تعداد بیماران دارای مشکلات حاد تنفسی، پیاده سازی راه حل های مناسب برای حذف و کاهش آلاینده های هوا و کاهش مرگ و میر ناشی از بیماری های مذکور ضروری می باشد. مطالعه حاضر با هدف بیان رابطه عوامل مختلف آلودگی هوا و تاثیر آن بر تعداد بیماران قلبی- عروقی در مشهد انجام شد.

    مواد و روش ها: 

    پارامترهای میانگین دما، رطوبت، جهت و سرعت باد و مقادیر آلاینده های مختلف به عنوان پارامترهای ورودی و تعداد افراد مراجعه کننده در یک روز به تفکیک جنس و سن به عنوان خروجی در مدل های رگرسیون و شبکه های عصبی پیشخور به کار رفته تا تاثیر گازهای مونوکسید کربن (CO)، دی اکسید نیتروژن (NO2) و دی اکسید گوگرد (SO2) و ذرات معلق PM2.5و PM10 بر تعداد افراد مراجعه کننده به اورژانس بررسی شود. مجموعه داده ها شامل داده های سازمان هواشناسی کل کشور، داده های آلودگی هوا از سازمان هواشناسی مشهد و داده های تعداد مراجعین روزانه بیماران قلبی به بخش اورژانس 115 مشهد بود.

    یافته ها

    مدل های شبکه عصبی نشان می دهند که PM10وPM2.5بیشترین تاثیر را بر افزایش میزان بیماری های قلبی- عروقی دارندو تاثیر سایرآلاینده ها به ترتیب NO2، CO و SO2 می باشند.

    نتیجه گیری

    شبکه های عصبی می توانند در مدل سازی و کشف رابطه پارمترهای محیطی و آلودگی ها بر بیماران قلبی- عروقی به کار روند، زیرا توانایی بالایی در مدل سازی پدیده های غیرخطی دارند. این مدل ها نشان می دهند که با افزایش ذرات معلق در هوا، میزان بیماری های قلبی- عروقی در شهر مشهد افزایش می یابد.

    کلید واژگان: آلودگی هوا, بیماری های حاد تنفسی, شبکه های عصبی مصنوعی, رگرسیون
    Seyed Reza Mousavian *, Aliakbar Haghdoost, Razieh Tavakoli
    Background and Aim

    Air pollution is one of the most significant environmental problems that has a remarkable impact on the incidence of cardiovascular disease and associated mortality. It is essential to comprehend air pollution effects and the ways of emission and predict the number of patients with acute respiratory problems to eliminate and reduce air pollutants and associated mortality. This study aimed to investigate the relationship between different air pollutants and the number of cardiovascular disease patients in Mashhad.

    Materials and Methods

    This study applied a neural network to model and analyze the relationship between CO, NO2, SO2, PM2.5, and PM10 and the number of patients with acute respiratory problems. The inputs were average temperature, humidity, wind direction, and wind speed and the output was the number of people referred per day by gender and age. The data set used included meteorological data from the Iran Meteorological Organization, air pollution data from the Mashhad Meteorological Organization, and the number of daily referrals of heart disease patients to the emergency department of Mashhad.

    Results

    According to this study, the most effective air pollutants in Mashhad were PM2.5 and PM10, followed by NO2, CO, and SO2, respectively.

    Conclusion

    Neural networks can be applied in the modeling of the relationship between environmental parameters and cardiovascular disease patients because they have a high ability to model nonlinear phenomena. These models show that the more airborne particles, the more rate of cardiovascular diseases in Mashhad

    Keywords: Air pollution, Acute Respiratory Diseases, Artificial Neural Networks, Regression
  • رضا مجیدپورخوئی، مهدی علیلو*، کامبیز مجیدزاده، امین بابازاده سنگر
    پیش زمینه و هدف

    یکی از نشانه های بروز سرطان ریه، که یکی از مرگبارترین سرطان ها محسوب می گردد، غده های ریوی می باشند. به دلیل اینکه آشکارسازی این غده های ریز از روی تصاویر سی تی اسکن ریه با چشم بسیار دشوار می باشد بنابراین سیستم های هوشمند یا سیستم های تشخیص به کمک کامپیوتر (CAD)، می توانند به عنوان کمک کار متخصص در آشکارسازی، محل یابی و ارزیابی کیفیت غده کمک کنند. مهم ترین چالش سیستم های هوشمند موجود، ارتقاء متعادل معیارهای دقت، تشخیص، حساسیت و کاهش نرخ خطای مثبت کاذب (FPr) بوده و همچنین پیچیدگی این سیستم ها، باعث کاهش کارایی و سرعت اجرا شده است بنابراین هدف از انجام پژوهش حاضر، ارایه یک چارچوب چابک و بهینه سازی چالش مدنظر می باشد.

    مواد و روش کار

    یکی از زیرشاخه های نوین هوش مصنوعی، یادگیری عمیق وگرایش شبکه های CNN می باشند که در سال های اخیر، در تحلیل تصاویر پزشکی کاربرد زیادی یافته اند. در این پژوهش، یک شبکه ابتکاری مبتنی بر شبکه های CNN از نوع LeNet جهت استخراج ویژگی های تصویر و همچنین کلاس بندی تصاویر پیشنهاد می گردد. دیتاست مورد استفاده، یک زیرمجموعه به تعداد 7072 قطعه تصویر که از مجموعه دیتاست استاندارد LIDC-IDRI حاصل شده است، می باشد. غده های موجود در این تصاویر که جهت آموزش و اعتبارسنجی شبکه، استفاده می شوند دارای اندازه های 1 تا 4 میلی متر می باشند.

    یافته ها: 

    فرآیندهای آموزش و اعتبارسنجی این شبکه با یک دستگاه رایانه دارای پردازنده Core i5 2.4GHz، حافظه 8GB و کارت گرافیکIntel Graphics 520 در مدت زمان، پنج ساعت و یازده دقیقه اجرا شده و به میزان دقت، حساسیت و تشخیص به ترتیب برابر با 91.1درصد،85.3درصد و 8/92درصد دست یافته است.

    بحث و نتیجه گیری: 

    با توجه به مبنای استاندارد مدل ارایه شده و نیز استفاده از تصاویر پایگاه داده معتبر برای سنجش شبکه و مقایسه با کارهای پیشین، نتایج حاصل شده از آن، تعادل خوبی را بین معیارهای ارزیابی برقرار نموده و با اجرای سریع تر، قابلیت لازم برای کاربردهای زمان واقعی را کسب می نماید.

    کلید واژگان: سیستم های کمک تشخیص کامپیوتری, پردازش تصویر پزشکی, غدد ریوی, شبکه های عصبی مصنوعی, یادگیری عمیق
    Reza Majidpourkhoei, Mehdi Alilou*, Kambiz Majidzadeh, Amin Babazadehsangar
    Background & Aims

    One of the symptoms of lung cancer, which is one of the deadliest cancers, is the lung nodules. It is very difficult to detect these tiny nodules on CT scans of the lungs with the naked eye. Therefore, intelligent systems or computer-aided detection (CAD) systems can assist a radiologist in detecting, locating, and evaluating the quality of lung nodules. The most important challenge of existing intelligent systems is the balanced improvement of accuracy, sensitivity, specificity, and reduction of false positive rate (FPr), and also the complexity of these systems has reduced the efficiency and speed of execution. Therefore, the purpose of this study was to provide an agile framework and optimize the challenge.

    Materials & Methods

    One of the new subfields of artificial intelligence is the deep learning and orientation of CNN networks, which has been widely used in the analysis of medical images in recent years. In this research, an innovative network based on CNN networks of LeNet type is proposed to extract image features as well as image classification. The used dataset is a subset of 7072 image pieces derived from the LIDC-IDRI standard dataset. The size of nodules of these images, which are used to train and validate the network, are 1 to 4 mm.

    Results

    The training and validation processes of this network were performed with a computer device (configurations 2.4GHz Core i5 processor, 8GB of memory, and Intel Graphics 520) in five hours and eleven minutes and the accuracy, sensitivity, and specificity are 91.1%, 85.3% and 92.8%, respectively.

    Conclusion

    Based on the standard basis of the proposed model and also the use of valid database images to measure the network and compare with previous works, the results establish a good balance between evaluation criteria, and with faster implementation gain the necessary capability for real time applications.

    Keywords: Computer aided detection systems, Medical image processing, Lung nodules, Artificial Neural Networks, Deep learning
  • شبنم کیا، سعید ستایشی*، مجید پولادیان، حسین اردهالی
    زمینه و هدف

    تشخیص سرطان توسط ابزارهای هوشمند مدرن، در نخستین مراحل شکل گیری ، موضوع بسیار مهمی است که محققان زیادی را درگیر خود کرده است. در این میان ، سرطان پوست بدلیل شیوع بالای آن، حجم زیادی از تحقیقات را به خود اختصاص داده است. هدف از این مقاله معرفی روشی نوآورانه و مبتنی بر آنالیز فرکانسی بافت پوست جهت ارزیابی دقیق سرطان های پوست است.

    روش کار

    سلول های بدن بر اساس نوسانات بیولوژیکی خود دارای فرکانسهای طبیعی و منحصر به فردی هستند که در صورت تغییر ساختار ، مشخصات و وضعیت سلولی ، این فرکانس دچار تغییر می شود. در روش پیشنهادی این مقاله، از همین مفهوم پایه ای و کلیدی در راستای تجزیه و تحلیل سلامت بافت پوست استفاده شده است. به این معنا که در این مقاله، جهت ارایه روشی جدید برای تشخیص زودرهنگام و دقیق ضایعات پوستی بدخیم، امواج سونوگرافی بازتابی از بافت پوست،پردازش گردیده و مورد مطالعه قرار گرفته و نهایتا محاسبات پیچیده و آنالیزهای دقیق فرکانسی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی به روی آنها صورت گرفته است.

    یافته ها

    الگوریتم محاسباتی پیچیده این پژوهش از طریق داده های بدست آمده از 400 بیمار از CREDتایید شد. توانایی آن در ارزیابی ضایعات خوش خیم و بدخیم پوستی (959/0AUC =) از دقت و صحت بالایی برخوردار بوده، به طوری که در آستانه انتخابی، حساسیت و ویژگی به ترتیب 8/93 و 3/97 درصد بود.

    نتیجه گیری

    در این مقاله روشی غیر تهاجمی با کمک امواج غیر یونساز، کم هزینه و کم خطر، جهت تشخیص ضایعات بدخیم پوستی ارایه شده است که قادر است با دقت بسیار بالایی ضایعات بدخیم و خوش خیم پوستی را تفکیک نماید.

    کلید واژگان: سرطان پوست, سونوگرافی پوست, تشخیص هوشمند, شبکه های عصبی مصنوعی, بیورزونانس
    Shabnam Kia, Saeed SETAYESHI*, Majid Pouladian, Hossein Ardahali
    Background

    Today early detection of common cancer with modern smart calculation is the most interesting issue due to the increased chances of successful treatment. Skin cancer is a serious and dangerous complication that threatens the lives of many people and if not diagnosed in time, it will have bad consequences. It is the fifth most common cancer in the female population and the sixth most common cancer in the male population in the world. At present, in the discussion of skin diseases, ultrasound is a low-cost and, of course, low-consumption method; during which dermatologists look for unusual symptoms on ultrasound. But ultrasound scans are seemingly complicated, and the early signs of the disease usually seem insignificant or normal; this is the main reason for many misdiagnosis that can be specific to human factors. Skin ultrasound can help diagnose skin cancer early, but it depends directly on the correct interpretation of the ultrasound by a specialist and in many cases can be misleading. Because the consequences of these errors have become costly to humans, there has been a great deal of interest in developing methods for intelligently identifying such abnormalities as a means of assisting dermatologists in accelerating the diagnosis and preventing unnecessary sampling. The most aim of this study is offering a new procedure by intelligent analyzing skin frequency to diagnose skin cancers with high true negative rates and low false positive rates. In this study, the main goal is the intelligent diagnosis of malignant skin lesions with the help of ultrasound analysis. What distinguishes this study from previous research in this field is the new perspective that this research has on this imaging method and uses it as a tool for processing and analyzing the abundance of skin tissue.

    Methods 

    The theory of biological resonance said that each cell in the whole of human body has a unique resonance due to their bio frequency and this frequency could changes if the cellchr('39')s texture and status change. In the method of this article, this matter has been used to analyze the structure of skin texture. What can be concluded from this research is that due to the different reactions of two tissues of healthy and unhealthy skin, in the face of ultrasonic stimuli, the frequency response of these two tissues is different from each other; for this reason, the frequency of return waves from those two tissue samples is different. The most important approach in this study is to try to achieve the ability to use the concept of tissue frequency behavior in the diagnosis of lesions. As explained in this article, the innovative method of this research tries to use the concept of tissue frequency changes due to injury as the main parameter of lesion identification and in fact offers a new way to extract this change in frequency behavior from ultrasound waves. This means that, in order to offer a new method of early detection of skin tissues malignancy, ultrasonic echoes wave of skin, has been analyzed by various complex frequency calculations using artificial neural networks. The artificial neural network used in this research is perceptron multilayer pattern recognition. In the design and architecture of this complex network, many parameters are involved that must be carefully studied and analyzed before training to guide the network in the best possible way. The most important of these parameters are the number of hidden layers, the number of nerve cells in each layer and the number of trainings. The important point in this case is the effect of these parameters on different data properties, number of samples, input vector dimension and so on. The database of this study included 400 ultrasound images of patients in the age range of 18 to 68 years, of which 220 samples in the category of basal cell carcinoma skin cancer, and 180 samples in the category of benign lesions such as Skin moles, fungi and lipodermatic lesions or kerato ulcers were located. A noteworthy point in these data was the presence of definite pathological reports with them, which in turn significantly increases the accuracy of the results. To set up the network and achieve the optimal result in this research, 60% of the available data was allocated to the training model, 20% to the test model and 20% of the data as data that the network has never encountered.

    Results

    This study was validated by 400 patients data; the result of this study led to (AUC = 0.986) in order to detect skin malignancy, and has been demonstrated with comparable biological accuracy. With the help of artificial neural networks, it was possible to judge the malignancy or benignity of image lesions with very high accuracy and error rate in the range of 10-2. On the used threshold in this study, the sensitivity and specificity levels reached to 93.7% and 97.8%.

    Conclusion 

    This study could propose an accurate, non-invasive method to early diagnosing of skin cancers via a real-time procedure. Finally, in comparison with the diagnostic method presented in this article, with the common diagnostic and therapeutic methods in conventional medicine, the benefits and advantages of this method are briefly classified in the following few lines:i. No need for sporadic referrals and spending less time and money ii. Non-invasive method and less side effects and more patient safety iii. Early diagnosis of the disease in the early stages of malignant lesion formation iv. Ease of procedure and no discomfort and pain for the patient v. Possibility of expanding the application of this method in other medical departments vi. The high accuracy and high speed of diagnosis with the help of this method is undeniable and in diseases such as cancer, which play a key role in achieving the first step in achieving treatment, the use of the proposed method can be very effective.

    Keywords: Skin cancer detection, Frequency processing, Skin sonogram, Early diagnosing, Bio resonance
  • سید سعید کیخسروی، فرهاد نژاد کورکی*، محمود امین طوسی
    زمینه و هدف

    امروزه صنعت سیمان به عنوان یکی از مهمترین صنایع آلوده کننده هوا در دنیا به شمار می رود. فرآیند تولید سیمان هر ساله باعث تولید میلیون ها تن، آلاینده از جمله گردوغبار، گاز های سمی و فلزات سنگین شده که خطرات بهداشتی- تنفسی و آلودگی زیست محیطی را به دنبال خواهد داشت لذا آگاهی از غلظت آلاینده ها می تواند به عنوان اطلاعات کلیدی در برنامه های کنترل آلودگی مورد استفاده قرار گیرد. کارخانه سیمان سبزوار به عنوان یکی از منابع انتشار ذرات معلق در جنوب غربی سبزوار قرار دارد. روش های متعددی برای پیش بینی غلظت آلاینده ها هوا وجود دارد در این میان، در سال های اخیر پیشرفت قابل توجهی در توسعه مدل شبکه های عصبی برای پیش بینی غلظت آلاینده های هوا صورت گرفته است، که می تواند به عنوان یک ابزار مناسب برای پیش بینی کیفیت هوا در آینده و تعیین استراتژی های کنترل انتشار آلاینده ها تلقی شود. هدف از انجام این مطالعه، پیش بینی میزان غلظت گردوغبار خروجی از دودکش اصلی کارخانه سیمان سبزوار با استفاده از مدل شبکه عصبی پرسپترون است.

    روش بررسی

    در این مطالعه، ابتدا میزان غلظت گردوغبار خروجی از دودکش اصلی کارخانه سیمان سبزوار به وسیله اندازگیری میدانی در سه فصل سال 97-1396 به دست آمد. تعداد 180 نمونه گردوغبار جمع آوری شد. از پارامتر های جریان گاز خروجی، درجه حرارت، ولتاژ، سوخت و خوراک کوره به عنوان داده های ورودی شبکه عصبی پرسپترون، استفاده شد. برای آموزش شبکه، از الگوریتم لونبرگ-مارکوارت استفاده شد. برای ارزیابی شبکه از روش اعتبارسنجی متقابل k-fold با k=5 استفاده شد در این شیوه داده ها را به 5 قسمت تقسیم و در هر بار اجرا، 4 گروه به عنوان آموزش و 1 گروه به عنوان آزمون درنظر گرفته شد شبکه ای که در این میان، کمترین خطا را بر روی داده های آزمون داشته باشد انتخاب شد. با اطلاعات مربوط به اندازه گیری های تجربی از میزان غلظت گردوغبار کارخانه سیمان سبزوار، تست عملکرد شبکه انجام شد. جهت بررسی میزان دقت مدل در پیش بینی میزان غلظت گردوغبار، از شاخص های ضریب همبستگی و میانگین مربعات خطا استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که مدل پرسپترون، در پیش بینی میزان غلظت گردوغبار کارخانه سیمان سبزوار از دقت خوبی برخوردار است. به طوری که مدل شبکه عصبی پرسپترون در دو حالت، استفاده از همه پارامتر ها و پارامتر تاثیر گذار (درجه حرارت) قادر بود، میزان ضریب همبستگی به ترتیب، 98168/0 و 98249/0 و میزان میانگین مربعات خطا به ترتیب، 709/0 و 280/0 نشان دهد. که نشانگر همبستگی بیشتر و خطای کمتر مدل شبکه عصبی پرسپترون در حالت استفاده فقط از پارامتر درجه حرارت، نسبت به حالت همه پارامتر ها در پیش بینی میزان غلظت گردوغبار دارد.

    نتیجه گیری

    به دلیل قابلیت بالای شبکه عصبی پرسپترون در پیش بینی میزان غلظت گردوغبار، این مدل می تواند، راهکار مناسب و سریع در مدیریت برتر میزان غلظت گردوغبار صنایع و اطمینان از نتایج پایش کیفی و کاهش هزینه های آن مطرح شود.

    کلید واژگان: کارخانه سیمان, شبکه های عصبی مصنوعی, آلودگی هوا, گرد و غبار
    Seyed Saeed Keykhosravi, Farhad Nejadkoorki*, Mahmood Amintoosi
    Background and objective

    Distribution of air pollutants in industrial units is one of the issues that always affects the environment and ecosystem of adjacent areas. Air pollution is an inevitable part of modern life, and the knowledge of air pollution existed in the past and must be continued to make policies. The cement manufacturing process produces millions of tons of byproducts each year, including dust, toxic gases and heavy metals, which will pose health and respiratory hazards and environmental pollution. Therefore, awareness of pollutant concentrations can be used as key information in pollution control programs. There are still many activities to complete effective control strategies for the prevention, continuous improvement and application of modern technologies to substantially reduce dust in the cement industry. The amount of dust produced can be significantly reduced using modern technologies such as cyclones, bag filters, and electrostatic filters. There are various types of dust in the cement industry including, raw materials such as limestone, marl, clay, iron ore, mixing dust, dryer outlet dust, furnace outlet dust, clinker dust, gypsum dust, and cement dust. In this study, the purpose of dust is the furnace outlet dust. Air pollution is a very complex process that depends on many factors. Therefore, it is very difficult to predict such data with nonlinear dynamics and to determine how the pollutants are to be dispersed and propagated in the atmosphere, which will also be extremely costly. Then, each section can be modeled using this data and solving the equations involving atmospheric processes in the form of data networks. Air quality modeling can be considered as a suitable tool for predicting future air quality and determining emission control strategies. In recent years, one of the best models that has shown good performance in pattern and control modeling is intelligent systems, which include neural networks. Multilayer perceptron neural networks are a model for information processing made by mimicking biological neural networks such as the human brain. The key element of this model is the new structure of its information processing system, consisting of a large number of elements (neurons) with strong internal communications that work together to solve specific problems. Artificial neural networks by empirical data processing transmit knowledge by the law behind the data into the network structure; this is called learning. Ability to learn is essentially the most important feature of an intelligent system. A system that can learn is more flexible and easier to program, so it is better responsive to new problems and equations. Artificial neural networks have been employed for various purposes such as simulation, pattern recognition, classification, prediction, and optimization in engineering sciences. The ability of these networks to map between input and output information with acceptable error has made this method a useful tool for modeling engineering processes. In the basic state, a neural network consists of three layers, input layer, hidden layer, and output layer. Also, each layer contains a number of neurons. In the neural network, neurons are active (on or 1) and inactive (off or 0) and each wing (synapse or communication between nodes) has a weight. Positive-weighted wings trigger or activate the next inactive node, and negative-weighted edges inactivate or inhibit the next inactive node (if it was active). To calculate the output, each of the previous layer inputs is multiplied by the network weights and summed with the corresponding bias. Sabzevar city is located on the west of Khorasan Razavi province in Mashhad-Tehran highway. This city is bounded by Esfarayen in the north, Neyshabur in the east, Kashmar and Bardeskan in the south, Shahroud city in Semnan province in the west. Based on the latest country divisions, Sabzevar has five Bakhsh including, Markazi, Roudab, Khoshab, Davarzan, and Sheshtamad. Sabzevar Cement Factory is one of the sources of dust emission in southwest of Sabzevar in Roudab Bakhsh. The plant started operating on an area of 150 hectares, with a capacity of 3400 tons per day, with Portland cement type 2, 1-325, and 1-425 from October 2007. The plant also uses Bag filter, Bag house, and electrostatic filters for dust, and allocates an area of 50 hectares to build a green belt to protect the environment. The purpose of this research was to predict the amount of dust from the main chimney (baking furnace of Sabzevar cement plant) using a perceptron neural network model.

    Method

    In this study, first, the amount of dust emitted from the main chimney of Sabzevar cement plant was studied through field surveying in three seasons in 2017-18 by the Experts of Mashhad Environmental Trust Company (Pak Afarinan Avizheh). All sampling and measurement procedures were in accordance with the requirements of the Iranian Environmental Protection Agency. 180 dust samples were collected and then, compared with Iranian Environmental Protection Agency standards and the US Environmental Protection Agency (EPA). The parameters of output gas velocity parameters, temperature, voltage, fuel, and furnace feed were used as perceptron neural network input. Perceptron neural network with 5 neurons as input in the first layer, 10 neurons in the hidden layer, and 1 neurons in the hidden layer. The Levenberg-Marquardt algorithm was used to train the network, which is one of the most used and fastest optimization algorithms. Perceptron neural network is one of the supervised learning methods. To evaluate this method, the data were divided into two training and test groups. The model was trained on the training data. The model error was estimated on the test data. In order to include all data in both training and test groups, k-fold cross-validation method with k = 5 was used. In this way, the data were divided into 5 sections and at each run, 4 groups were considered as training and 1 groups as testing. The network with the least error over the test data was selected. The amount of dust concentration was estimated based on input parameters with the above mentioned neural network (input, hidden and output three layers) and above method. In order to observe the effect of each of the input parameters on the estimation of dust concentration with the perceptron neural network, all possible scenarios should be considered. Since five input parameters are selected, so 25, there are 32 subsets, which results in 31 cases with the removal of the null set. The perceptron neural network was run with 10 neurons in the hidden layer and one neuron in the output layer on each mode (subset). Thus, all subsets of one-member, two-member, three-member, four-member and five-member problem parameters were investigated. In each case, the number of input layer neurons is equal to the number of selected parameters. For each subset of input parameters a neural network was constructed and the amount of dust was estimated. The subset that had the least error in predicting dust concentration was selected as the influencing parameter. For each subset, 5 models were trained, validated each time, and the model with the least error mean squared on the test data was selected. Correlation coefficients and mean squared error were used to evaluate the accuracy of the model in predicting dust concentration. All implementations were performed in MATLAB software.

    Results

    The results showed that the perceptron model has a good accuracy in predicting the dust concentration of Sabzevar cement plant. Perceptron neural network model was able to Show the correlation coefficient as much as 0.98168 and 0.98249, and Mean square error as much as 0.709 and 280, respectively in two modes of using all parameters (output gas speed, temperature, voltage, fuel, and furnace feed) and the influential parameter (temperature). This indicates a higher correlation and lower error of the perceptron neural network model in using only the temperature parameter than in the prediction of dust concentration in all parameters.

    Conclusion

    Achieving environmental pollution standards in the cement industry requires proper design and increased efficiency of dust collecting equipment to reduce dust particles. Nowadays, due to the increasing development of cement factories to produce cement needed in the country as well as the growing importance of environmental considerations in various industries, especially the cement industry, the need for better and more efficient technologies to control pollutants and wastes from cement plants has become more and more prevalent. The cement industry is one of the industries that is always referred to as the pollutant of the environment. Although in recent years the industry has tried to meet the environmental standards required by modernizing its equipment and machinery, it is still one of the most important contributors to air pollution. The results of this study showed that the, this model can be a suitable and fast way to better manage industrial dust concentration and ensure quality monitoring results and reduce costs because of the high capability of perceptron neural network in predicting dust concentration.

    Keywords: Cement Factory, Artificial Neural Networks, Air Pollution, Dust
  • علیرضا موسوی*، جمال الدین الوانی
    زمینه و هدف

    برای همه ما پیش آمده که در موقعیت های سخت زندگی قرار گرفته ایم. گاهی این موقعیت سخت بیماری است و فرد برای بار اول با شنیدن داشتن بیماری، از نظر روحی تحلیل می رود و نمی تواند خود را در این موقعیت ببینید. هدف از این پژوهش کاربرد شبکه عصبی مصنوعی در بررسی تاثیر همدلی، پاسخگویی و مسئولیت پذیری (کیفیت خدمات) پرستاران بر احساس آرامش بیماران بستری در بخش های اورژانس است.

    روش ها

    این پژوهش به روش توصیفی - همبستگی با ماهیت کاربردی در بهمن ماه سال 1398 انجام شده است. جامعه آماری شامل بیماران بخش های اورژانس بیمارستان نمازی شیراز می باشد. حجم نمونه نیز با استفاده از فرمول کوکران به تعداد 195 نفر محاسبه شده است. نمونه ها با استفاده از روش نمونه گیری تصادفی در دسترس انتخاب شدند و ابزار اندازه گیری در این پژوهش پرسشنامه استاندارد می باشد که روایی و پایایی آن تایید شده است؛ هم چنین برای تجزیه و تحلیل داده ها از شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شده است.

    یافته ها

    میانگین نمرات ارزیابی بیماران از متغیر همدلی پرستاران برابر با 4/42 از 5، مسئولیت پذیری 4/48، پاسخگویی4/44 و احساس آرامش بیماران برابر با 4/52 می باشد. اندازه اهمیت نرمال شده متغیرهای مستقل بر متغیر وابسته طبق خروجی شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب همدلی 100 پاسخگویی 68/6و مسئولیت پذیری 59/5محاسبه شده است.

    نتیجه گیری

     در محیط بیمارستان رفتارهای مختلف پرستاران بر روحیات بیماران خسته و ناامید بسیار تاثیرگذار است و پرستاران محترم با ایجاد حس همدلی با بیماران و پاسخگویی مناسب و به موقع و مسئولیت پذیری خوب (کیفیت خدمات)، می توانند این حس آرامش را در بیماران ایجاد کنند.

    کلید واژگان: شبکه های عصبی مصنوعی, همدلی, پاسخگویی, مسئولیت پذیری, احساس آرامش بیمار, کیفیت خدمات
    Alireza Mosavi*, Jamaleddin Alvani
    Background and aim

    Facing difficult situations have happened to all of us. One of these difficult situations is being informed about having a specific disease which can be extremely shocking and as a result, may cause mental illnesses. The purpose of this study was to investigate the effect of artificial neural network on the effect of nurses 'empathy, responsiveness and responsibility on the patients' sense of hospitalization in emergency wards.

    Methods

    This descriptive-correlational study was conducted in January 2020. The statistical population included the patients in the emergency wards of Namazi Hospital of Shiraz. The sample size was calculated using 195 Cochran formula. Samples were selected using available random sampling method. The tool used in this study was a standard questionnaire with a confirmed validity and reliability. Also, the artificial neural networks have been used for data analysis.

    Results

    The mean scores of patients' evaluation of nurses' empathy were 4.42 out of 5, responsibility was 4.48, responsiveness was 4.44 and patients' sense of calm was 4.52. The normalized significance level of the independent variables on the dependent variable according to the ANN spend was calculated as: Empathy 100, Accountability 68.6 and Accountability 59.5.

    Conclusion

    In the hospital environment, different behaviors of nurses can have a great impact on the morale of frustrated patients. By creating a sense of empathy in patients with proper and timely responsiveness and good accountability (quality of services), respected nurses can develop a sense of comfort in their patients.

    Keywords: Artificial Neural Networks, Empathy, Accountability, Responsibility, Patient Relaxation, Quality of Services
  • سید سعید کیخسروی*، فرهاد نژادکورکی، محمود امین طوسی
    زمینه و هدف
    مدل سازی گردو غبار می تواند به عنوان یک ابزار مناسب برای پیش بینی گردو غبار صنایع در آینده و تعیین استراتژی های کنترل انتشار آلاینده ها تلقی شود. در این مطالعه از شبکه های عصبی پرسپترون (MLP) و پایه شعاعی (RBF) به عنوان ابزاری برای پیش بینی گردو غبار خروجی از دودکش اصلی کارخانه سیمان سبزوار واقع در استان خراسان رضوی استفاده شد.
    مواد و روش ها
    در محدوده مطالعاتی مورد نظر، ابتدا میزان غلظت گردو غبار خروجی از دودکش اصلی کارخانه سیمان به وسیله اندازه گیری های میدانی به دست آمد. سپس با به کار گیری پارامتر های خط تولید (درجه حرارت، سرعت گاز خروجی، ولتاژ، سوخت، مواد خام و مدت زمان نمونه برداری)، به عنوان داده های ورودی به شبکه های عصبی، جهت پیش بینی میزان غلظت گردو غبار استفاده شد. مقادیر حاصل از اجرای مدل ها، با نتایج اندازه گیری های میدانی به عنوان انتخاب مدل برتر، مورد مقایسه قرار گرفت.
    یافته ها
    دربررسی نمودار ها و پارامتر های آماری، مقادیر میانگین مربعات خطا برای دو مدل شبکه های عصبی پرسپترون و پایه شعاعی به ترتیب برابر 1/787 و 21/263 و مقادیر ضریب همبستگی به ترتیب برابر 0/99693 و 0/95811 بود که نشانگر خطای کمتر و همبستگی بیشتر مدل شبکه های عصبی پرسپترون نسبت به مدل پایه شعاعی در پیش بینی میزان غلظت گردو غبار بود.
    نتیجه گیری
    به دلیل قابلیت بالای شبکه عصبی پرسپترون در پیش بینی میزان غلظت گردو غبار، این مدل می تواند یک راه حل مناسب و سریع در پیش بینی میزان گردو غبار صنایع باشد. نوع مقاله:مقاله پژوهشی کلید واژه ها: کارخانه سیمان، گردو غبار، شبکه های عصبی مصنوعی، آلودگی هوا
    کلید واژگان: کارخانه سیمان, گرد و غبار, شبکه های عصبی مصنوعی, آلودگی هوا
    Seyed Saeed Keykhosravi *, Farhad Nejadkoorki, Mahmood Amintoosi
    Background and Objective
    Dust modeling can be considered as an appropriate tool for predicting future industrial dust and identifying pollutant emission control strategies. Perceptron (MLP) and radial base (RBF) neural networks were used as a means for predicting the outflow dust from the main cogeneration of Sabzevar cement factory located in Khorasan Razavi Province.
    Method
    the concentration of dust from the main cement chimney in the study area was measured through field measurements. Then, the parameters of the production line (temperature, speed of gas output, voltage, fuel, raw materials, and time of sampling) were used as input data to the nerve networks to predict the concentration of dust. The values obtained from the implementation of the models were compared with the results of field measurements as a superior model selection.
    Results
    The analysis of figures and statistical parameters showed that the mean squared errors for the two MLP and RBF models were as much as 1.787 and 21.263, respectively, and the correlation coefficients were as much as 0.99693 and 0.95811, respectively, which indicates a lower error and greater correlation between the MLP and RBF model in predicting the concentration of dust.
    Conclusion
    Because of the high ability of perceptron nervous networks to predict dust concentration, this model can be a convenient and fast solution to predict the amount of dust in the industry.
    Keywords: Cement Factory, Dust, Artificial Neural Networks, Air pollution
  • آرمان زمانی، ابوالقاسم بابایی*، نیر سادات مصطفوی
    زمینه و هدف
    تشخیص سرطان خون کار بسیار دشواری است، به همین دلیل نیاز به استفاده از تکنیک های پردازش تصویر می باشد. هدف اصلی این تحقیق، ارائه سیستمی بر پایه مدل های هوشمند بود که بتواند دقت سیستم تشخیصی را در زمینه سرطان خون نوع لوسمی حاد ارتقا بخشد.
    مواد و روش ها
    تصاویر تهیه شده در این پژوهش از پایگاه داده University Degli Studi Dimilan استخراج و در فضای نرم افزار MATlab 2014a پردازش شد. در این تحقیق از روش Fuzzy-Cmeans در بخش قطعه بندی و از تکنیک های مبتنی بر شبکه های عصبی و ماشین بردار پشتیبان در بخش شبکه های دسته بندی کننده استفاده شد. ملاحظات اخلاقی: در این مطالعه، تمامی اصول اخلاق در پژوهش رعایت شده است.
    یافته ها
    با استفاده از انتقال تصویر اولیه به چهار فضای RGB، HSV،Lab و Enhanced RGB داده های مربوط به ویژگی ها استخراج شد. داده های به دست آمده از مرحله قبل وارد شبکهSVM شد و سپس شبکه داده های نرمال را از داده های غیرنرمال جداسازی کرد. نتایج حاصل از مقایسه خروجی روش پیشنهادی با روش های آموزشی مختلف، بیشترین میانگین دقت برابر با مقدار 7/95 درصد را نشان داد.
    نتیجه گیری
    شبکه پیشنهادی به طور مناسب از مزایای هریک از شبکه ها به طور جداگانه، بهره برداری نمود و موجب گردید که نقاط ضعف هریک از الگوریتم ها توسط دیگری برطرف گردد. این ترکیب شبکه ها سبب ارتقای دقت خروجی تا 98 درصد شد و از طرف دیگر زمان محاسبات انجام شده را به شدت کاهش داد.
    کلید واژگان: شبکه دسته بندی, شبکه های عصبی مصنوعی, لوسمی لنفوسیتی حاد, ماشین بردار پشتیبان
    Arman Zamani, Abolghasem Babaei*, Nayyer Sadat Mostafavi
    Background and Aim
    Diagnosis of leukemia is very difficult, therefore, it is necessary to use image processing techniques. The main objective of this study was to provide a system based on intelligent models that could improve the accuracy of the diagnostic system for acute leukemia.
    Materials and Methods
    The images produced in this study were extracted from the University Degli Studi Dimilan database and processed in the MATlab 2014a software. In this research, Fuzzy-Cmeans method was used in fragmentation and neural network and support vector machine in classification networks. Ethical Considerations: In this study, all principles of research ethics were considered.
    Findings
    Feature data were extracted using the original image transfer to RGB, HSV, Lab and Enhanced RGB spaces. The data obtained from the previous step were entered into the SVM network, then the network separated normal data from abnormal data. The results of comparing the output of the proposed method with different educational methods showed the highest mean of accuracy equal to 95.7%.
    Conclusion
    The application of the proposed network in this study was that eliminate the weak points of all the networks in addition to presenting the advantages of these network. Combining the networks improved the accuracy of output up to 98% and considerably reduced the time required for calculations.
    Keywords: Acute lymphocytic leukemia, Artificial neural networks, Backup vector machine, Classification network
  • فاطمه فلاحتی مروست، فاطمه علیپور، عباس شیخ طاهری، لیلا نوری، حسین عرب علی بیک *
    زمینه و هدف
    تجویز لنز مناسب به منظور ایجاد دید بهتر و کاهش عوارض جانبی، فرآیندی چند مرحله ای، پیچیده، زمان بر و شامل ملاحظات فراوان است که انجام آن تنها توسط یک متخصص چشم خبره امکان پذیر است. هدف این مطالعه، طراحی یک سیستم تصمیم یار در زمینه ی تجویز لنزهای تماسی بود.
    روش بررسی
    در این مطالعه ی بنیادی، داده های مربوط به 127 بیمار مبتلا به کراتوکونوس مراجعه کننده به درمانگاه لنز بیمارستان فارابی دانشگاه علوم پزشکی تهران در بازه ی زمانی اسفند 1392 تا تیرماه 1393 مورد استفاده قرار گرفته است. پنج پارامتر در فرآیند تجویز لنز مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای "موقعیت قرارگیری لنز در راستای عمودی"، "میزان حرکت عمودی لنز حین پلک زدن" و "پهنای ریم در الگوی فلورسین" از طریق تهیه ویدیو از بیمار و "میزان تجمع فلورسین زیر لنز" توسط پزشک و "میزان راحتی لنز" از طریق پرسش از بیمار به دست آمد. مناسب و نامناسب بودن لنز توسط پزشک متخصص تشخیص داده و ثبت شد. از شبکه عصبی مصنوعی به منظور طراحی سیستم تصمیم یار استفاده شد. سیستم توسط ماتریس کانفیوژن مورد ارزیابی قرار گرفت.
    یافته ها
    پس از ارزیابی، سیستم میزان صحت، حساسیت و ویژگی سیستم به ترتیب 91/3، 89/8 و 92/6% به دست آمد. شعاع های مختلفی برای سیگما در نظرگرفته شد که در نهایت شعاع 1/1 بهترین نتیجه را در دسته بندی لنز به دست آورد.
    نتیجه گیری
    اعداد به دست آمده از ارزیابی سیستم نشان داد استفاده از شبکه عصبی مصنوعی به عنوان یک سیستم تصمیم یار می تواند با دقت قابل قبول، ارزیابی لنز تماسی سخت را مورد بررسی قرار داده و لنزهای مناسب و نامناسب را تفکیک نماید.
    کلید واژگان: سیستم تصمیم یار بالینی, لنزهای تماسی, شبکه های عصبی مصنوعی
    Fatemeh Falahati Marvast, Fatemeh Alipour, Abbas Sheikhtaheri, Leila Nouri, Hossein Arabalibeik *
    Background
    Contact lenses are transparent, thin plastic disks that cover the surface of the cornea. Appropriate lens prescription should be performed properly by an expert to provide better visual acuity and reduce side effects. The lens administration is a multi-stage, complex and time-consuming process involving many considerations. The purpose of this study was to develop a decision support system in the field of contact lens prescription.
    Methods
    In this fundamental study, data were collected from 127 keratoconus patients referred to the contact lens clinic at Farabi Eye Hospital, Tehran, Iran during the period of March 2013 to July 2014. Five parameters in the contact lens prescribing process were investigated. Parameters were collected as follows. “Lens vertical position”, “vertical movement of the lens during blinking” and “width of the rim” in the fluorescein pattern were obtained by recording videos of the patients while wearing the lens. “Fluorescein dye concentration” under the lens was evaluated by the physician and “patient comfort” was obtained by asking the patient to fill a simple scoring system. Approved and disapproved lenses were judged and recorded based on the decision of an expert contact lens practitioner. The decision support system was designed using artificial neural networks with the mentioned variables as inputs. Approved and disapproved lenses are considered as system outputs. Artificial neural network was developed using MATLAB® software, version 8.3 (Mathworks Inc., Natick, MA, USA). Eighty percent of the data was used to train the support vector machine and the rest of the data (20%) to test the system's performance.
    Results
    Accuracy, sensitivity and specificity, calculated using the confusion matrix, were 91.3%, 89.8% and 92.6% respectively. The results indicate that the designed decision support system could assist contact lens prescription with high precision.
    Conclusion
    According to the results, we conclude that hard contact lens fitness could be evaluated properly using an artificial neural network as a decision support system. The proposed system detected approved and disapproved contact lenses with high accuracy.
    Keywords: clinical decision support system, contact lenses, neural networks
  • اسما اسکندری، زهزا سرداری، ابوالفضل نوقندی، ایمان ذباح *
    زمینه و هدف
    یکی از مشکلات اساسی بیماری دیابت عدم تشخیص به موقع و درمان صحیح آن است. مطالعه حاضر با هدف تشخیص بیماری دیابت با استفاده از روش مبتنی برداده کاوی انجام شده است.
    روش ها
    این مطالعه از نوع تحلیلی بوده و پایگاه داده آن مشتمل بر 768 نفر با 8 ویژگی می باشد. در این پژوهش از شبکه های عصبی مصنوعی و عصبی-فازی جهت تشخیص بیماری دیابت و انجام محساسبات استفاده شد. تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SPSS 23 و برنامه نویسی در محیط نرم افزار MATLAB 2018انجام شده است. به منظور حصول دقت واقعی از روش Kfold جهت تفکیک نمونه ها به دو دسته آموزش (Train) و آزمون (Test) استفاده گردید.
    نتایج
    خطای محاسبه شده بر اساس میانگین مربعات خطا (mean square error) در روش شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه (MLP) و شبکه عصبی بردار یاد گیر کوانتیزه (Learning Vector Quantization) و شبکه های عصبی-فازی (Nero fuzzy) به ترتیب 98/6% و 98/2% و 99/6% بدست آمد.
    نتیجه گیری
    با توجه به نتایج مطالعه، بنظر می رسد استفاده از مدل های مبتنی برداده کاوی می تواند بعنوان یک روش کمکی در تشخیص بیماری دیابت کارآمد باشد. اگرچه روش های مورد مطالعه با دقت قابل قبول توانایی امکان پیش بینی بیماری دیابت را دارند اما نتایج مطالعه نشان می دهد که روش مبتنی بر عصبی فازی دقت بالاتری دارند.
    کلید واژگان: دیابت, شبکه های عصبی مصنوعی, شبکه های عصبی- فازی, داده کاوی
    Iman Zabbah*, Asma Eskandari, Zahra Sardari, Abolfazl Noghandi
    Background & Aim
    A main problem in diabetes is its timely and accurate diagnosis. This study aimed at diagnosing diabetes using data mining methods.
    Methods
    The present study is an analytical investigation including 768 individuals with 8 attributes. Artificial neural networks and fuzzy neural networks were used to diagnose the diabetes. To achieve a realaccuracy, the Kfold method was used to divide samples into training and test groups.
    Results
    The mean square errors in multilayer perceptron network (MLP), learning vector quantization and Nero fuzzy networks were 98.6%, 98.2% and 99.6%, respectively.
    Conclusion
    According to the results of this study, , data mining method can be effective in diagnosing diabetes. In this regard, both used methods are useful; however, higher precision was obtained following the use of Neuro-Fuzzy approach.
    Keywords: Diabetes, Artificial Neural Networks, Fuzzy Neural networksData mining
  • الهام شفیعی *، آرش نادمی، اسماعیل فخاریان، عبدالله امیدی
    هرچند آسیب مغزی شدید می تواند افراد را مستعد ابتلا به اختلال روانی کند، در مورد آسیب تروماتیک مغزی خفیف هنوز جای بحث و بررسی وجود دارد. هدف این پژوهش مقایسه ی قدرت شبکه عصبی مصنوعی در پیش بینی بروز اختلال روانی بعد از تروما در بیماران دچار آسیب مغزی خفیف با رگرسیون لجستیک بود. برای این منظور در یک مطالعه کوهورت آینده نگر، 100 نفر بیمار ترومایی ارجاع شده به مرکز ترومای بیمارستان شهید بهشتی کاشان طی مدت 6 ماه بررسی و با 100 نفر از افراد سالم مقایسه شدند. برای مدل سازی، داده ها به طور تصادفی به دو گروه آموزشی (100 نفر) و آزمایشی (100 نفر) تقسیم شد و برای تخمین قدرت پیش بینی اختلال روانی از منحنی راک و صحت کلاسبندی استفاده شد. نتایج نشان داد، بین دو گروه بیماران تروماتیک خفیف و افراد سالم از نظر اختلالات روانی تفاوت معنی داری وجود دارد و مدلهای شبکه ی عصبی مصنوعی نسبت به مدلهای رگرسیون لجستیک کارایی بهتری نشان می دهند. این پژوهش نشان داد که برای پیش بینی اختلال روانی بایستی شاخص های تشخیص این فاکتور در ابتدای کار از بیماران ترومای مغزی خفیف سنجیده گردیده و سپس به کمک مدل شبکه ی عصبی مصنوعی، به پیش بینی این فاکتور پرداخته شود. لزوم استفاده از این فناوری در موارد غربالگری جمعیتی نتایج مفیدی را در درمان بیماران ترومایی و جلوگیری از بروز مشکلات احتمالی برای اینگونه بیماران دارد.
    کلید واژگان: شبکه ی عصبی مصنوعی, رگرسیون لجستیک, ترومای مغزی خفیف
    Elham Shafiei *, Arash Nademi, Esmaeil L. Fakharian, Abdollah Omidi
    Although severe brain injury can make people susceptible to mental disorders, there is still debate about traumatic brain injury. The purpose of this study was to compare the power of artificial neural network in predicting post-traumatic mental disorder in mild brain injury patients and logistic regression. For this purpose, in a prospective cohort study, 100 trauma patients referred to the trauma center of Shahid Beheshti Hospital of Kashan during 6 months were compared with 100 healthy people. For modeling, the data were randomly divided into two educational groups (100) and experimental (100 people). The Rock's curve and classification accuracy were used to estimate the predictive power of mental disorder. The results showed that there is a significant difference between the two groups of mild traumatic patients and healthy subjects in terms of mental disorders, and artificial neural network models have better efficiency than logistic regression models. This study showed that in order to predict mental disorder, the diagnostic indices of this factor should be considered at the beginning of the traumatic brain injury patients and then, using the artificial neural network model, predict this factor. The necessity of using this technology in demographic screening is useful in treating patients with trauma and preventing possible problems for such patients.
    Keywords: artificial neural network, logistic regression, post-traumatic mental disorders
  • لیلا شاهمرادی*، زهرا کهزادی، مریم سرایی
    هدف
    عدم کنترل سلامت رانندگان باعث مرگ انسان های سالم در بهترین دوره زندگی از نظر کارایی، تندرستی می شود و هزینه های مالی زیادی را بر کشور تحمیل می کند. هدف این مطالعه طراحی سیستم هوشمند با استفاده از شبکه عصبی MLP و RBF جهت تشخیص سلامت رانندگان است.
    روش بررسی
    350 نمونه از پرونده رانندگان مراجعه کننده به مرکز طب کار استان ایلام انتخاب گردید، سپس اطلاعات بالینی از پرونده رانندگان بصورت چک لیست با استفاده از نظر متخصصان براساس گاید لاین وزارت بهداشت با روش دلفی گردآوری شد. در این مطالعه شبکه هایMLP و RBFبا تغییراتی درتعدادلایه های میانی، تعداد نرونها و الگوریتم های آموزش MOMو LMوCG به منظور تعیین سلامت راننده به کار گرفته شد. سپس با توجه به معیارهای سطح زیر منحنی راک، حساسیت، ویژگی برتر معرفی گردید.
    نتایج
    در این پژوهش 20 متغیر ورودی و دو متغیر سالم و ناسالم خروجی تعیین گردید. شبکه عصبی MLPو RBF با الگوریتم LM دارای بهترین عملکرد به ترتیب از ویژگی 7/66، 29 درصد، حساسیت 2/97، 100 درصد، صحت 1/91، 86درصد و سطح زیر منحنی راک برای سیستم عصبی MLP و RBF به ترتیب 02/91 و 1/88 بدست آمد.
    نتیجه گیری
    با توجه به این مطالعه مدل شبکه عصبی MLPبا الگوریتم آموزشی LMدر مقایسه با سیستم عصبی RBF، در سنجش سلامت رانندگان می تواند نقش موثری در کمک به پزشکان داشته باشد و در مراکز طب کار برای بالا بردن دقت و سرعت و کاهش هزینه ها به کار گرفته شود.
    کلید واژگان: سیستم های هوشمند, شبکه های عصبی مصنوعی, سلامت رانندگان
    Leila Shahmoradi *, Zahra Kohzadi, Maryam Saraei
    Introduction
    Uncontrolled health status of drivers, can lead to the death of healthy individuals who are living in their best periods of life in terms of performance and wellness and also it can impose huge financial costs on a country. The purpose of this study was to design an intelligent system using Multilayer perceptron (MLP) and radial basis function (RBF) neural networks in order to diagnose drivers’ health status
    Methods
    In this study, we applied the MLP and RBF networks with some changes in the number of middle layers, neurons, as well as learning algorithms such as Momentum (MOM), Conjugate Gradient (CG), and Levenberg Marquardt (LM) in order to diagnose the health status of the drivers.) Then, the best model was introduced according to the area under receiver operating characteristics (ROC) curve, sensitivity, and precision criteria.
    Results
    In this study, 20 variables were selected as inputs and two variables that include healthy and unhealthy status were determined as output parameters. MLP and RBF neural networks with LM algorithm have the best performance with 66.7% and 29% precision; 97.2% and 100% sensitivity; 91.1% and 86 % accuracy respectively. The area under ROC curve for the nervous system MLP and RBF estimated 91.02 for MLP and 88.1 for RBF.
    Conclusion
    According to this study, the MLP neural network model with the LM learning algorithm compared to the RBF neural network can have an important role in helping physicians in order to diagnose drivers’ health status. Furthermore, such a model can be used in centers of occupational medicine to enhance the accuracy and the speed of diagnosis and reduce costs.
    Keywords: Intelligent Systems, Artificial Neural Networks, DriversHealth Status
  • سید محمد مهدی فاطمی بوشهری، محسن سرداری زارچی
    زمینه و هدف
    هدف این پژوهش ارائهٔ مدلی کاملا هوشمند و مبتنی بر تکنیک های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین جهت تشخیص و طبقه بندی اختلال های یادگیری کودکان استثنایی است. در این پژوهش ابتدا ضرورت دست یابی به سیستمی خبره و طبقه بندی کننده بررسی شده است. سپس با بررسی کامل مدل های ارائه شدهٔ موفق تر در این زمینه، نقاط ضعف و قوت هریک از مدل ها بیان شده است. با بررسی مدل های مطرح کنونی مشخص شد مدل های مبتنی بر تکنیک های نرم افزاری و هوش مصنوعی به علت دسترسی آسان و هزینهٔ کمتر در مقایسه با مدل های مبتنی بر پردازش سیگنال دیجیتال و پردازش تصویر دیجیتال جهت این نوع طبقه بندی ها مناسب تر هستند؛ بنابراین یک مدل هوشمند ترکیبی با استفاده از نقاط قوت مدل های قبلی و مبتنی بر تکنیک های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین پیشنهاد می شود. در مدل پیشنهاد شده با استفاده از الگوریتم ژنتیک، مجموعه ویژگی هایی که در این نوع طبقه بندی نقش موثرتری دارند به صورت هوشمند شناسایی و استخراج می شود. این مدل با استفاده از یک سیستم منطق فازی قوانین طبقه بندی مذکور را به صورت هوشمندانه استخراج می کند. در پایان نحوهٔ پیاده سازی مدل پیشنهادی شرح داده شده است.
    کلید واژگان: اختلال یادگیری, شبکه های عصبی مصنوعی, یادگیری ماشین, سیستم های خبره, الگوریتم ژنتیک
    Seyyed Mohammad Mehdi Fatemi Bushehri, Mohsen Sardari Zarchi
    Background And Objective
    The aim of this study is proposing an intelligent model for diagnosis and classification of learning disabilities based on machine learning methods and artificial neural network. Learning disabilities are among the most important and the most complex disabilities in the field of exceptional children's education. Exceptional education is an important area to which computer systems have contributed. Perhaps the first step in the education of exceptional children is the identification and classification of problems that these children face. A lot of research has been carried out regarding the use of machine learning techniques and artificial intelligence in the diagnosis and classification of learning disabilities. Reviewing of related works shows that machine learning techniques and expert systems are helpful to teachers and exceptional education’s specialists. Due to complex nature of and large number of learning disabilities, experts find it difficult to diagnose and classify learning disabilities without the help of computers. Insufficient number of experts raises work pressure and diagnosis delaying. Delaying in learning disabilities diagnosis causes various problems in learning disabilities treatment. The diversity and extent of learning disabilities and insufficient number of experts make an expert system necessary for the diagnosis and classification learning disabilities of children.
    Methods
    In this research firstly, the necessity to develop an expert system for classifying learning disabilities is discussed. Then with reviewing related works, strengths and weaknesses of each model is expressed. Digital signal processing, digital image processing and machine learning are the most cited methods used for learning disabilities classification in previous research. A review of the literature shows that models based on digital signal processing and digital image processing could not be used for this purpose because they are costly and require controlled conditions for analysis of digital signals and digital images. However, models based on digital signal processing and image processing are highly accurate. Models based on machine learning and artificial intelligence methods are also highly accurate. In addition, results show models based on artificial intelligence are less costly than models based on digital signal processing and image processing. Therefore, models based on machine learning methods are more appropriate than models based on digital signal processing and image processing for application systems. Artificial neural network could classify learning disabilities with an accuracy of over 85%.
    Results
    Results show that by using genetic algorithm for feature selection the accuracy of classification can be improved. In addition, by using fuzzy logic system researchers can extract rules of classification.
    Conclusion
    A hybrid intelligent model based on artificial intelligence and machine-learning methods using the strengths of previous models is proposed. The proposed model uses genetic algorithm for feature selection from among a set of features that have the highest impact in classification extracting. In the proposed model learning disabilities are classified with an artificial neural network. This model uses a fuzzy logic system to extracts rules of classification intelligently. The proposed model is highly accurate in classification and implementation simplicity. Finally, implementation of proposed model is explained.
    Keywords: Learning disabilities, artificial neural networks, machine learning, expert systems, genetic algorithm
  • زهرا هاشمی *، مرضیه فریدی ماسوله
    مقدمه
    کیفیت خدمات همواره یکی از مهم ترین دغدغه های مدیران در تامین رضایت مشتریان است. تامین خدمات با کیفیت نیازمند شناخت دقیق نسبت به عوامل کلیدی کیفیت خدمت و نوع اثربخشی آنها در میزان رضایت مشتریان است. لذا بکارگیری روش های مختلف سنجش کیفیت خدمات می تواند جنبه های مجهول اثربخشی این عامل را بر رضایت مشتریان شفاف تر سازد. از اینرو هدف از انجام این تحقیق ارزیابی روش های سنجش کیفیت خدمات درمانی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی بوده است.
    روش پژوهش: این تحقیق به روش توصیفی - همبستگی انجام شده و از نوع تحقیقات کاربردی است. جامعه آماری تحقیق را کلیه مشتریان بیمارستان های دانشگاه علوم پزشکی بیرجند تشکیل می دهند که تعداد آنها معین نبوده است. با استناد به رابطه نمونه گیری کوکران تعداد 385 نفر از آنها به شیوه در دسترس انتخاب شده و پرسشنامه های اعتبارسنجی شده تحقیق میان آنان توزیع گردید. به منظور سنجش کیفیت خدمات از 4 روش سروکوآل وزنی و غیر وزنی و سروپرف وزنی و غیروزنی استفاده شد و تاثیر ابعاد کیفیت خدمات در هریک از این 4 روش بر روی رضایت مشتریان مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحقیق برای تجزیه و تحلیل داده ها ازنرم افزار spss استفاده شده است و نتایج جهار روش سنجش کیفیت خدمات با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفته است.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که از بین روش های سنجش کیفیت خدمات کمترین سطح خطا برای مدل سروکوال وزنی عدد 0.18 بدست آمده که سنجش کیفیت خدمات بر حسب مدل سروکوال وزنی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی دقت بالاتری در پیش بینی رضایت مشتریان داشته است.
    نتیجه گیری
    روش های سنجش کیفیت خدمات تحت تاثیر مقیاس سنجش کیفیت خدمات، عملکرد متفاوتی در پیش بینی رضایت مشتریان دارند. هم چنین روش های شبکه عصبی مصنوعی نسبت به الگوریتم بکارگرفته شده در پیش بینی، ممکن است پیش بینی هایی ضعیف تر از نتایج روش های آمار کلاسیک ارائه دهند.
    کلید واژگان: کیفیت خدمات, بیمارستان, رضایت مشتریان, شبکه های عصبی مصنوعی
    Zahra Hashemi *, Marzieh Faridi Masuleh
    Introduction
    The service quality is always one of the managerial concerns to supply customer’s satisfaction. Preparing qualified service needs to exact knowledge about the key factors of service quality and their effectiveness in the level of customer’s satisfaction. So implementing the different methods of measuring service quality could make it more explicit the unknown aspects of this factor effectiveness on the satisfaction. So the aim of this study was to evaluating the health care quality methods with artificial neural network approach.
    Methods
    This study was a descriptive-correlation and an applied research. The statistical population of research consists of customers in hospitals of medical sciences Birjand University with an indefinite number. Referring to Cochran sampling formula a number of 385 individuals were selected using in access approach and validated questionnaires of study distributed among them. To measure the service quality it used the 4 approaches of weighted and un-weighted SERVQL and SERVPRF and the effect of service quality dimensions in each 4 approach were evaluated on the satisfaction. In this study to analyze the data is used of Spss software and the results of four methods to measure service quality using artificial neural networks have been studied.
    Results
    The results showed that the method of measuring the quality of services achieved the lowest level of error for SERVQUAL 0.18 Weighted number That measure the quality of service in terms of weight SERVQUAL model using artificial neural networks have been more accurate in predicting customer satisfaction.
    Conclusions
    methods of measuring service quality have different performance in predicting customer’s satisfaction under the scale of measuring service quality. Also the artificial neural networks regarding to implement predicting algorithm, may contain weaker forecast rather than classic statistical methods.
    Keywords: Service quality, hospital, customer satisfaction, Artificial Neural Network
  • مجتبی شهابی، حمید حسن پور*
    مقدمه
    بیماری کبد چرب غیر الکلی ( Non-alcoholic fatty liver disease:NAFLD) یکی از شایع ترین بیماری های کبدی است که شدت آن دارای سطوح مختلفی می باشد. اخیرا، دستگاه فیبرواسکن به عنوان یک روش غیر تهاجمی برای اندازه گیری میزان ارتجاع پذیری کبد و درنتیجه چرب بودن آن مورد استفاده قرار می گیرد. هدف از این پژوهش، ارایه یک روش کم هزینه و ساده برای تشخیص این بیماری از طریق علایم بالینی می باشد.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق از یک مجموعه داده شامل 726 بیمار استفاده شد که هر یک دارای عارضه کبد چرب با شدت مختلفی بودند. برای هر بیمار، شدت بیماری توسط دستگاه فیبرواسکن اندازه گیری و آزمایشات بالینی و سنوگرافی نیز انجام گرفت. سپس به منظور تعیین رابطه بین اطلاعات به دست آمده از بیماران و سطوح بیماری از شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شده است. در نهایت، به کمک تکنیک های هوش مصنوعی روشی برای استخراج قانون از شبکه های عصبی مصنوعی برای نمایش ارتباط بین داده ها استفاده شده است.
    نتایج
    براساس نتایج به دست آمده از دستگاه فیبرواسکن، از بین 726 بیمار موجود، 5 مورد در کلاس F4، 23 مورد در کلاس F3، 132 مورد در کلاس F2، 151 مورد در کلاس F1 و 415 مورد در کلاس F0 (افراد سالم) قرار می گیرند. طبق روش پیشنهادی، دقت در شناسایی نمونه های هر کلاس به ترتیب: 100% برای کلاس F4، 99/31% برای کلاس F3، 93/94% برای کلاس F2 و 58/80% برای کلاس F1 می باشد. بر این اساس این روش می تواند نمونه های دسته های F4 و F3 را به صورت ایده آل و نمونه های دسته های F2 و F1 را با دقت خوبی شناسایی کند.
    نتیجه گیری
    نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که روش پیشنهادی قادر است علاوه بر صرف هزینه کمتر و قابلیت دسترسی آسان تر در شناسایی بیماری کبد چرب غیر الکلی (NAFLD)، نحوه تشخیص بیماری و شرایط هر سطح از بیماری را در قالب مجموعه قوانینی برای تشخیص بیماری (بدون ادامه نیاز به شبکه عصبی) برای پزشکان تعیین نماید.
    کلید واژگان: تشخیص بیماری, بیماری کبد چرب غیر الکلی, پارامترهای بالینی, شبکه های عصبی مصنوعی, استخراج قانون
    Mojtaba Shahabi, Hamid Hassanpour*
    Introduction
    Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) is one of the most prevalent liver diseases with several levels of severity. Recently, the FibroScan device has been used as a non-invasive method for measurement of elasticity of the liver and consequently its fattiness. The current study aimed at providing a low-cost and simple method for diagnosing of the disease through the clinical symptoms.
    Methods
    A collection of data obtained from 726 patients was used for conducting this study with each patient having a fatty liver disease with different levels of intensity. The severity of the disease for each patient was measured by FibroScan device along with medical tests and ultrasound monitoring. Then, the artificial neural networks were used for determination of the relationship between the data obtained from the patients and the intensity levels. Finally, by the aid of artificial intelligence techniques, a method is employed for extracting rules from artificial neural networks for representing the relationship between the data.
    Results
    According to the results obtained from FibroScan device, among the 726 patients, 5 were located in F4 class, 23 in F3 class, 132 in F2class, 151 in F1, and 415 in F0 Class (Healthy people). According to the proposed method, the accuracy of diagnosis for various classes is as follows: 100% for F4 class, 99.31% for F3 class, 93.94% for F2 class, and 80.58% for F1 Class. Accordingly, this method can identify the samples in F4 and F3 classes with an ideal accuracy and the samples in F1 and F2 classes with a good accuracy.
    Conclusion
    Results in this research indicate that the proposed method can be used for diagnosing NAFLD and identifying its intensity levels with a lower costs and easier accessibility. It extracts the required rules for diagnosing the dieses that can be used by the physicians in their diagnosis.
    Keywords: Disease diagnosis, Non, alcoholic fatty liver disease, Clinical parameters, Artificial neural network, Rule extraction
  • محمد کریم سهرابی *، علیرضا تاجیک
    زمینه و هدف
    وارفارین داروی ضدانعقاد می باشد که نقش آن پیشگیری از ایجاد لختگی است. هدف از این مقاله، ارایه روشی مناسب برای انتخاب ویژگی های مهم کلینیکی و ژنتیکی و پیش بینی میزان دوز وارفارین بود.
    روش بررسی
    این مطالعه تجربی، از اردیبهشت تا خرداد 1394 بر روی 552 نفر از بیمارانی که در بیمارستان مرکز قلب تهران کاندید استفاده از وارفارین بودند، انجام گرفت. عوامل تاثیرگذار در میزان دوز استخراج شده، و روش های انتخاب ویژگی و شبکه های عصبی در نرم افزار MATLAB (MathWorks، MA، USA) پیاده سازی گردید.
    یافته ها
    از بین دو الگوریتم به کار گرفته شده، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات دارای دقت مناسب تری بوده و برای میانگین مربعات خطا، جذر میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا به ترتیب 0262/0، 1621/0 و 1164/0 به دست آمد.
    نتیجه گیری
    بر اساس نتایج به دست آمده، با تعداد ویژگی های کمتر، می توان به دقت مناسبی از پیش بینی دوز وارفارین دست یافت. همچنین از این مدل می توان به عنوان یک سیستم پشتیبان تصمیم گیری بهره برد.
    کلید واژگان: وارفاین, نرم افزارهای اطلاعات پزشکی, سیستم های کامپیوتری, شبکه های عصبی مصنوعی
    Mohammad Karim Sohrabi *, Alireza Tajik
    Background
    Warfarin is one of the most common oral anticoagulant, which role is to prevent the clots. The dose of this medicine is very important because changes can be dangerous for patients. Diagnosis is difficult for physicians because increase and decrease in use of warfarin is so dangerous for patients. Identifying the clinical and genetic features involved in determining dose could be useful to predict using data mining techniques. The aim of this paper is to provide a convenient way to select the clinical and genetic features to determine the dose of warfarin using artificial neural networks (ANN) and evaluate it in order to predict the dose patients.
    Methods
    This experimental study, was investigate from April to May 2014 on 552 patients in Tehran Heart Center Hospital (THC) candidates for warfarin anticoagulant therapy within the international normalized ratio (INR) therapeutic target. Factors affecting the dose include clinical characteristics and genetic extracted, and different methods of feature selection based on genetic algorithm and particle swarm optimization (PSO) and evaluation function neural networks in MATLAB (MathWorks, MA, USA), were performed.
    Results
    Between algorithms used, particle swarm optimization algorithm accuracy was more appropriate, for the mean square error (MSE), root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE) were 0.0262, 0.1621 and 0.1164, respectively.
    Conclusion
    In this article, the most important characteristics were identified using methods of feature selection and the stable dose had been predicted based on artificial neural networks. The output is acceptable and with less features, it is possible to achieve the prediction warfarin dose accurately. Since the prescribed dose for the patients is important, the output of the obtained model can be used as a decision support system.
    Keywords: computer systems, neural networks, medical informatics application, warfarin
  • سمیرا درمحمدی، سمیه علیزاده، محسن اصغری، مریم شامی
    مقدمه
    حدود 15-10 درصد از زوجین نابارور هستند. ناباروری علل متفاوتی دارد و تشخیص روش درمان بیماران بر اساس نوع عامل ناباروری آن ها انجام می شود. در این تحقیق مدلی ارائه شده است که بر اساس ویژگی های اولیه و نتایج آزمایشات ساده علل ناباروری افراد را پیش بینی می کند که می تواند به پزشکان در تشخیص زودهنگام علت ناباروری و تصمیم گیری بهینه کمک کند.
    روش کار
    داده های این تحقیق برگرفته از داده های ناباروری بیمارستان صارم تهران می باشد. در این تحقیق از روش های داده کاوی استفاده شده است. ابتدا روش خوشه بندی k-means و سپس روش های دسته بندی ماشین بردار پشتیبان (SVM: Support Vector Machine) و شبکه های عصبی مصنوعی به منظور پیش بینی نوع علل ناباروری، اجرا و نتایج دو الگوریتم دسته بندی با هم مقایسه شدند. همچنین برای تحلیل داده ها و اجرای الگوریتم های بخش مدل، از نرم افزار SPSS Clementine 12.0 استفاده شده است.
    یافته ها
    در بخش خوشه بندی بر اساس الگوریتم K-means داده ها به پنج خوشه تقسیم شدند. در هر گروه یک یا چند علت ناباروری مشاهده شد. در ادامه و با اجرای الگوریتم های دسته بندی SVM و شبکه عصبی مصنوعی، مشخص شد که الگوریتم SVM با نوع کرنل چندجمله ای بالاترین کارایی را به دست آورد.
    نتیجه گیری
    انجام این تحقیق علاوه بر اینکه منجر به شناخت بهتر ویژگی های بیماران ناباروری شد، می تواند زمینه ای برای انجام تحقیقات آتی باشد. از آنجائی که با تشخیص علل ناباروری افراد قبل از مراحل ثانویه و آزمایشات سنگین، به مقدار قابل توجهی در هزینه و زمان صرفه جویی و از اثرات جسمی که بر بیماران می گذارد کاسته خواهد شد، می توان در مطالعات آینده با استفاده از نتایج این تحقیق سیستمی را جهت اجرای این مدل پیاده سازی نمود.
    کلید واژگان: ناباروری, مدل, داده کاوی, k, means, ماشین بردار پشتیبان, شبکه های عصبی مصنوعی
    S. Dormohammadi, S. Alizadeh, M. Asghari, M. Shami
    Introduction
    About 10-15 percent of Iranian couples are infertile which is due to different causes determining particular diagnostic and treatment methods. In this study، the model presented is based on basic features and simple tests، helping physicians predict the causes of infertility
    Methods
    The data were taken from Sarem hospital infertility data bank by using data mining methods. First، K-means clustering was run; then، support vector machine and artificial neural network classification methods were used to predict the type of infertility، and finally، the results of two classification algorithms were compared. In addition، SPSS Clementine 12. 0 was used to analyze the data and implement the algorithm in modeling part.
    Results
    In k-means clustering، the data were divided into five clusters. In each cluster، one or more causes of infertility were observed. Then، by applying SVM and artificial neural network classification algorithms، the SVM algorithm with a polynomial kernel appeared to have the maximum accuracy.
    Conclusion
    The findings of this study، could contribute to the understanding of the factors responsible for infertility and pave the way for future investigations. These findings can be used in future studies to develop a system for applying this model since by diagnosing the causes of infertility prior to secondary stages and before performing heavy tests، a considerable amount of time and cost will be saved، and physical burden on patient will be decreased.
    Keywords: Infertility, Model, Data Mining, k, means, Support Vector Machine, Artificial Neural Network
  • مهدی اداوی، مسعود صالحی، مسعود رودباری، فرشته عسگری، علی رافعی
    زمینه و هدف
    دیابت و فشار خون از جمله بیماری های غیر واگیر هستند که شیوع آنها برای مسئولان بهداشتی کشور بسیار مهم می باشند. هدف این مطالعه مقایسه مدل رگرسیون لجستیک (LR) دو متغیره با شبکه های عصبی مصنوعی (Artificial Neural Networks=ANN) در پیش بینی هم زمان رخداد بیماری فشارخون ودیابت می باشد.
    روش کار
    این مطالعه تحلیلی- مقطعی در سال 1392-1391 در تهران با نمونه ای 12000 نفر از بالغین انجام شد. پرسشنامه طرح شامل گزینه هایی درباره فشار خون و دیابت و عوامل خطر این بیماری ها بود. یک مدل ANN پرسپترون با دو لایه پنهان با به کارگیری نرم افزار MATLAB بر داده ها برازش داده شد. متغیرهای مطالعه سابقه دیابت و فشار خون، جنسیت، نوع روغن مصرفی، فعالیت بدنی، سابقه فامیلی، سن، سیگار کشیدن وچاقی بودند. برای مدل سازی ابتلای توام به بیماری ها، از مدل LR توام در نرم افزار SAS استفاده شد. برای بررسی دقت پیش بینی های حاصل از مدل LR و ANN در ابتلای توام بیماری ها از سطح زیر منحنی ROC استفاده گردید.
    یافته ها
    متغیرهای جنس، نوع روغن مصرفی، فعالیت بدنی، سابقه فامیلی، سن، سیگاری غیرفعال وچاقی وارد مدل LR دو متغیره و ANN شدند. برای مدل LR نسبت بخت های متغیرهای فوق به ترتیب 1/14، 0/58، 1/8، 1/32، 0/36، 0/76 و 0/47 بدست آمد. بنابراین بخت ابتلای توام به بیماری ها در زنان (1/14)، عدم فعالیت بدنی (1/8) و دارای سابقه فامیلی (1/32) نسبت به سایر گروه ها بیشتر است. سطح زیر منحنی ROC برای مدل LR دو متغیره و ANN به ترتیب 0/78 (0/039= p) و 0/86 (0/046= p) حاصل شد.
    نتیجه گیری
    با توجه به نتایج و مقایسه دقت پیش بینی روش های فوق، به کارگیری ANN نسبت به مدل LR دو متغیره برای تشخیص هم زمان بیماری دیابت و فشار خون دقت بالاتری دارد.
    کلید واژگان: شبکه های عصبی مصنوعی, رگرسیون لجستیک دومتغیره, بیماری دیابت, فشارخون
    Mehdi Adavi, Masoud Salehi, Masoud Roudbari, Fereshteh Asgari, Ali Rafei
    Background
    Diabetes and hypertension are from important non-communicable diseases in the world and their prevalence are very important for health authorities. The objective of this study was to compare the predictive precision of joint logistic regression (LR) and artificial neutral network (ANN) in concurrent diagnosis of diabetes and hypertension.
    Methods
    This cross-sectional study was performed on 12000 Iranian people in 2013. The study questionnaire included some items on hypertension and diabetes and their risk factors. A perceptron ANN with two hidden layers was applied to data. The variables in the study were diabetes, hypertension, gender, type of cooking oil, physical activity, family history, age, obesity and passive smokers. To build a joint LR model, and ANN, SAS 9.2 and Matlab software were used. The ROC curve was used to find the higher accuracy model for predicting diabetes and hypertension.
    Results
    The variables of gender, type of cooking oil, physical activity, family history, age, passive smokers and obesity entered to the LR model and ANN. The odds ratio of affliction to both diabetes and hypertension is high in females, user of solid oil, people with no physical activity, with positive family history, age of equal to or higher than 55, passive smokers and obesity. The area under ROC curve for LR model and ANN were 0.78 (p=0.039) and 0.86 (p=0.046) respectively.
    Conclusion
    The best model for concurrent affliction to hypertension and diabetes is ANN which has higher accuracy than the joint LR model.
    Keywords: Artificial neutral network, Joint logistic regression, Diabetes, Hypertension
  • احسان نبوتی، امیرعباس عزیزی، ابراهیم عباسی، حسن وکیلی ارکی، جواد زارعی، امیررضا رضوی
    مقدمه
    در دهه ی اخیر الگوریتم های یادگیری ماشین به ابزار مفیدی جهت داده کاوی در داده های پزشکی، برای تولید مدل های پیش بینی تبدیل شده اند. سوختگی از جمله بیماری هایی است که پیش بینی پیامد آن از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف این مطالعه بررسی عملکرد دو الگوریتم پراستفاده ی یادگیری ماشین یعنی شبکه ی عصبی و درخت تصمیم و مقایسه با روش آماری رگرسیون لجستیک در پیش بینی پیامد بیماران سوختگی بوده است.
    روش بررسی
    در این مطالعه مشاهده ای گذشته نگر، پس از انجام پردازش اولیه ی داده ها و تعیین پیامد (زنده یا فوت)، دو الگوریتم یادگیری ماشین (شبکه ی عصبی و درخت تصمیم) به همراه روش آماری رگرسیون لجستیک برای تولید مدل های پیش بینی روی داده های 4804 بیمار سوختگی بیمارستان طالقانی اهواز مربوط به سال های 1380 تا 1386 اعمال گردید. برای پردازش اولیه ی داده ها نرم افزار SPSS16 و در مرحله ی مدل سازی از Clementine 12.0 استفاده شد. همچنین با به کارگیری تکنیک 10-Fold Cross Validation، معیارهای ارزیابی کارایی برای داده های تست محاسبه و مقایسه شدند.
    یافته ها
    نتایج نشان داد الگوریتم شبکه ی عصبی با دقت 97 درصد منجر به دقیق ترین مدل روی داده های مورد مطالعه می شود. مدل درخت تصمیم با دقت 95 درصد در رده ی دوم و مدل رگرسیون لجستیک با دقت 90 درصد کم ترین دقت را داشت. سایر معیارهای ارزیابی مانند حساسیت (Sensitivity)، ویژگی (Specificity)، PPV (Positive Predictive Value) و NPV (Negative Predictive Value) و AUC (Area Under the Curve) نیز کارایی مدل شبکه ی عصبی را بالاتر از دو مدل دیگر نشان دادند.
    نتیجه گیری
    تحلیل نتایج این مطالعه و مطالعات مشابه نشان می دهند که الگوریتم های یادگیری ماشین نسبت به روش های آماری منجر به تولید مدل های دقیق تری می شوند. بسته به ماهیت و میزان داده ها و همچنین جامعه ی پژوهش، الگوریتم های مختلف یادگیری ماشین، رفتارهای متفاوتی دارند که به نظر می رسد دقت مدل های شبکه ی عصبی از سایر مدل ها بیشتر می باشد.
    کلید واژگان: داده کاوی, یادگیری ماشین, پیش بینی, درخت تصمیم, شبکه ی عصبی مصنوعی, سوختگی ها
    Ehsan Nabovati, Amir Abas Azizi, Ebrahim Abbasi, Hassan Vakili, Arki, Javad Zarei, Amir Reza Razavi
    Introduction
    In the past decades, machine learning algorithms have become a useful tool for data mining within huge amounts of health data to create prediction models. Burn is one of the diseases that predicting of its outcome has high importance. The aim of this study was to survey two widely used machine learning algorithms; neural network and decision tree, and compare them with logistic regression method to predict the outcome of burn patients.
    Methods
    In this retrospective observational study, following preprocessing of the data and determining the outcome of patient (live or death), two well-known machine learning algorithms (neural network and decision tree) and logistic regression method were used to create prediction models using data from 4804 burn patients hospitalized in Taleghani Burn Center in Ahvaz during the years 2001-2007. The preprocessing of the data was performed using SPSS (Version16.0), and in the modeling phase, Clementine (Version 12.0) software was used. Moreover, 10-fold cross validation technique was used to validate the model and criteria for evaluating the performance of models were measured and compared.
    Results
    The results showed that the neural network algorithm with accuracy of 97% resulted the most accurate model on the studied data. The decision tree model with 95% accuracy was in the second place and the logistic regression model with an accuracy of 90% was the least accurate. Moreover other evaluating criteria such as sensitivity, specificity, PPV, NPV and AUC showed that performance of the neural network model was better than the others.
    Conclusion
    The current study shows that machine learning algorithms compared with statistical methods create more accurate models. In analyzing the current data, the model created by artificial neural network is more accurate than the other machine learning algorithm, decision tree.Keywords: Data Mining; Machine Learning; Forecasting; Decision Tree; Artificial Neural Network; Burns
    Keywords: Data Mining, Machine Learning, Forecasting, Decision Tree, Artificial Neural Network, Burns
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال