فهرست مطالب

انفورماتیک سلامت و زیست پزشکی - سال یازدهم شماره 2 (پیاپی 40، تابستان 1403)

مجله انفورماتیک سلامت و زیست پزشکی
سال یازدهم شماره 2 (پیاپی 40، تابستان 1403)

  • تاریخ انتشار: 1403/06/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمدامین صمصامی، پرویز رشیدی خزاعی*، امیدرضا بلوکی اسپیلی صفحات 101-114
    مقدمه

     مدیریت و حفظ امنیت اطلاعات لیست انتظار بیماران نیازمند پیوند عضو در دهه های اخیر با چالش های متعددی مواجه بوده است. عدم اعتماد بین مشارکت کنندگان و نگرانی ها درباره حفظ حریم خصوصی بیماران و اهداکنندگان، لزوم یافتن راهکارهای امنیتی جدید را برجسته کرده است.

    روش کار

    در این مطالعه روشی امن و قابل اعتماد برای بهبود مدیریت لیست انتظار پیوند عضو با استفاده از فناوری بلاک چین و شبکه سیستم پرونده توزیع شده مبنی بر IPFS ارائه و پیاده سازی شده است که علاوه بر ذخیره سازی امن اطلاعات، چالش نگهداری اسناد پزشکی حجیم را نیز حل نموده است. در ساختار پیشنهادی اطلاعات بیمار با کمک الگوریتم های مناسب، گمنام سازی و سپس ذخیره سازی شده و به شبکه بلاک چین نیز متصل می شوند.

    یافته ها

    پس از بررسی روش های مشابه، چالش های موجود (حفاظت از هویت بیماران، نگهداری امن اسناد پزشکی و...) شناسایی و سپس روشی یکپارچه و نوآورانه در مدیریت پیوند عضو با کمک الگوریتم های رمزنگاری و شبکه IPFS پیشنهاد و فراهم نموده که نه تنها امنیت و حریم خصوصی بیماران را به صورت جامع تامین می کند، بلکه باعث کاهش نابرابری های اجتماعی و افزایش اعتماد به فرآیند اهدای عضو نیز می شود و به مدیریت عادلانه لیست انتظار بیماران پیوند عضو و حل چالش های اساسی حوزه پزشکی کمک می کند.

    نتیجه گیری

    سیستم پیشنهادی با به کارگیری معماری میکروسرویس، یک سیستم مقیاس پذیر و کارا را فراهم نموده است و می تواند به عنوان ابزاری مطمئن در اختیار دست اندرکاران قرار گیرد.

    کلیدواژگان: بلاک چین، لیست انتظار پیوند عضو، گمنام سازی اسناد پزشکی، ذخیره سازی اسناد پزشکی بیماران، امنیت حریم خصوصی بیماران
  • فرشته آراد، سید محمد موسوی، سوده حسینی*، مریم عامی زاده، ایوب شیخی صفحات 115-130
    مقدمه

    سرطان حنجره بر اساس عوامل مختلف می توانند خوش خیم یا بدخیم باشند. هدف این پژوهش بهبود مدلی مبتنی بر یادگیری ماشین جهت ارتقاء تشخیص افراد درگیر با سرطان حنجره می باشد.  

    روش کار

    گام نخست، صداهای افرادی که به مراکز درمانی مراجعه کرده اند (شامل آواهای (آ)، (ای)، (او)) ضبط شده و به عنوان مجموعه داده در نظر گرفته شده اند؛ در گام دوم داده ها توسط پزشک متخصص به سه کلاس سرطان خوش خیم، سرطان بدخیم و سالم تقسیم شده اند؛ در گام سوم مرحله پاکسازی داده ها انجام شده است؛ در گام چهارم ویژگی های مرتبط با صدا از داده ها استخراج و در گام پنجم، 5 مدل یادگیری ماشین SVM، Decision Tree، Naïve Bayes، MLP  و  Random Forest بر روی مجموعه داده ها پیاده سازی شده است و در آخر با استفاده از معیارهای ارزیابی مانند دقت، F-score  و دیگر معیارهای ارزیابی، عملکرد مدل ها ارزیابی شده است.

    یافته ها

    نتایج پیاده سازی نشان داد که مدل SVM برای آوای (آ)  و آوای (او)  با دقت 0/818، دقت بالاتری نسبت به سایر مدل ها از خود نشان داده است، آوای  (ای) با دقت 0/818 در مدل MLP بالاترین دقت را دارا می باشد.

    نتیجه گیری

    پژوهش حاضر،  به ارزیابی مدل های یادگیری ماشین برای تشخیص سرطان حنجره بر اساس داده های صوتی پرداخته است، نتایج نشان داد که استفاده از مدل SVM برای تشخیص سرطان حنجره می تواند با دقت بیشتری در تشخیص این بیماری کمک کند و ارائه نتایج قابل اعتمادی را فراهم آورد.

    کلیدواژگان: سرطان حنجره، یادگیری ماشین، یادگیری عمیق، هوش مصنوعی
  • مهدی نظاملی، مهناز محمدی*، معصومه نژادعلی لفمجانی صفحات 131-148
    مقدمه

     گلیوبلاستوما یکی از سرطان های شایع مغزی بوده که نرخ مرگ و میر بالایی دارد. در این مطالعه با استفاده از آنالیز بیوانفورماتیک به بررسی و کاندید نمودن ژن های موجود در مسیرهای متابولیسمی سلول های بنیادی گلیوبلاستوما پرداخته شد.

    روش کار

    در این مطالعه با مراجعه به پایگاه داده GEO دیتاست مناسب برای آنالیز انتخاب گردید. این دیتاست شامل پروفایل بیان ژنی در سلول های بنیادی جدا شده از بیماران گلیوبلاستوما بود. کلاسترهای ژنی با بیان بالا و پایین دسته بندی شدند. برای ارزیابی دقیق تر داده از پایگاه های داده غنی همچون Enrichr، STRING و GEPIA استفاده شد. در نهایت ژن هایی کاندید و جدا شدند.

    یافته ها

    1250 ژن در مسیر های بیوسنتز کلسترول، متابولیسم اینوزیتول تری فسفات، متابولیسم گرانیل گرانیل دی فسفات، بیوسنتز زیموسترول و متابولیسم فسفاتیدیل اینوزیتول بیان بالا داشته و 1030 ژن در مسیرهای کوندروییتین سولفات، درماتان سولفات، N استیل گلوکوزآمین، مسیر گلیکولیز بیان پایین داشتند. پس از ارزیابی ارتباط بین شبکه های پروتئینی، ژن های با بیان بالا و ژن های با بیان پایین انتخاب شدند. تمامی این ژن ها در منحنی بقاء، در بازه حدود 20 ماه، زنده مانی بیماران کمتر از 10% مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه نشان داد که ژن  DHCR7 به طور معنی داری افزایش بیان داشته و ژن ENO2 نیز به طور معنی داری کاهش بیان داشته و بقیه ژن ها افزایش بیان و کاهش بیان نسبی داشتند.

    کلیدواژگان: گلیوبلاستوما، سلول های بنیادی سرطانی، پروفایل بیان ژن و آنالیز بیوانفورماتیک
  • فاطمه دیناری، آزاده بشیری، راضیه رئوفی، خدیجه مولایی، رضا مولایی* صفحات 149-161
    مقدمه

    همودیالیز یکی از رایج ترین روش های درمان بیماران مبتلا به نارسایی مزمن کلیه است. افرادی که تحت همودیالیز قرار دارند، با چالش های مختلف خودمدیریتی از قبیل مشکلات جسمی، عاطفی و روانی روبه رو می شوند. برنامه های کاربردی تلفن همراه به عنوان ابزاری مفید جهت روند خودمدیریتی بیماران مزمن می باشند. هدف از این مطالعه شناسایی و معرفی الزامات مورد نیاز در طراحی یک برنامه کاربردی خودمدیریتی مبتنی بر تلفن همراه برای بیماران تحت همودیالیز می باشد.

    روش کار

    این مطالعه به صورت توصیفی-مقطعی در سال 1403 انجام شد. ابزار گردآوری داده ها یک پرسشنامه الکترونیکی محقق ساخته بود که شامل نیازهای اطلاعاتی-آموزشی و قابلیت های برنامه کاربردی بود. نیازسنجی از 33 نفر (11 پزشک و 22 بیمار) در بیمارستان افضلی پور شهر کرمان انجام شد. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS نسخه 27 و آماری توصیفی صورت گرفت.

    یافته ها

    در مجموع 89  نیازهای اطلاعاتی- آموزشی و قابلیت های برنامه‎ کاربردی برای بیماران تحت همودیالیز شناسایی شد. عناصر داده شناسایی شده برای قابلیت های برنامه کاربردی در ده گروه پروفایل بیمار، داده بالینی، مدیریت مصرف دارو، مدیریت تغذیه و رژیم غذایی، مدیریت چالش های روانشناسی و روانپزشکی، مدیریت خواب، مدیریت درد، برقراری ارتباط، ورزش و ابزار ‍ های جانبی تقسیم شدند. مطابق با دیدگاه پزشکان و بیماران تمامی نیازهای اطلاعاتی- آموزشی (26 عنصر داده) و قابلیت های برنامه کاربردی (63 عنصر داده) به جزء نام خانوادگی، کد ملی و شماره تماس با کسب میانگینی بزرگ تر و مساوی 2/50 (50 درصد) برای طراحی برنامه کاربردی ضروری تلقی شدند.

    نتیجه گیری

    نیازهای اطلاعاتی-آموزشی و قابلیت های برنامه کاربردی شناسایی شده در این مطالعه می تواند به طراحان در طراحی کارآمد و کاربرپسندبودن برنامه های کاربردی خودمدیریتی همودیالیز کمک کند.

    کلیدواژگان: همودیالیز، خودمدیریتی، برنامه کاربردی، سلامت همراه
  • امیرحسین نبی زاده رفسنجانی* صفحات 162-165
  • علی حسن احمدی پور، افشین صرافی نژاد* صفحات 166-175
    مقدمه

    اکتشاف الگوهای پنهان در داده های دارویی، می تواند به بهبود عملکرد داروخانه های بیمارستانی کمک کند. یکی از کاربردهای الگوهای پیشرفته تحلیل داده ها، شناسایی تداخلات دارویی است.

    روش کار

    این مطالعه به روش داده کاوی با استفاده از الگوریتم FP-growth در محیط نرم افزار RapidMiner Studio® 10.1 برای استخراج قواعد ارتباطی و الگوهای پرتکرار دارویی انجام گرفت. پیش پردازش داده ها و مدل سازی بر اساس مدل CRISP-DM انجام شد. نوع و سطح تداخلات دارویی بر اساس نتایج الگوریتم و با مراجعه به پایگاه اطلاعاتی www.drugs.com  تعیین گردید.

    یافته ها

    نتایج شامل 17 قاعده ارتباطی و 126 الگوی تجویز دارو بود که از تک دارویی تا چهار دارویی متغیر است. از 64 الگوی تجویز دو دارویی، 56 مورد فاقد تداخل، 6 مورد با تداخل متوسط (Moderate)، 1 مورد با تداخل جزئی (Minor) و 1 مورد با تداخل شدید (Major) گزارش شد. همچنین، از 19 الگوی سه دارویی، 18 مورد بدون تداخل و تنها 1 مورد دارای تداخل متوسط بود. در الگوی تجویز چهار دارویی هیچ تداخلی مشاهده نشد..

    نتیجه گیری

    یافته های این مطالعه می تواند به ذی نفعان در بهبود زنجیره تامین دارو، تجویز بهینه، کاهش تداخلات دارویی، کاهش هزینه ها کمک کند. چه بسا الگوهای کشف شده می توانند به عنوان بخشی از یک سیستم تصمیم یار بالینی مورد استفاده قرار بگیرند. هر چند که تداخلات دارویی قابل توجهی در این مطالعه مشاهده نشد، اما کشف حتی یک تداخل شدید (Major) اهمیت بسزایی دارد و نقش کاربردی کامپیوتر را در پزشکی می تواند آشکارتر سازد.

    کلیدواژگان: FP-Growth، CRISP-DM، تداخلات دارویی، Rapidminer، قواعد همبستگی
|
  • Mohamahdamin Samsami, Parviz Rashidi-Khazaee*, Omid Reza Boloki Speily Pages 101-114
    Introduction

    In recent decades, the medical field has faced many challenges in managing and maintaining information security on waiting lists for organ transplantation patients. The lack of trust of the participants in this process, which requires more efforts to ensure the security and privacy of patients and donors, highlights the necessity for finding new security solutions.

    Method

    In this study, a safe and reliable method was presented and implemented using blockchain technology based on the Network Distributed File System (IPFS) to improve waiting list management and solve the challenge of maintaining voluminous medical documents. In this method, patient information is anonymized using appropriate algorithms, and then, stored and linked to the blockchain network.

    Results

    The implemented system provides an integrated and innovative method in organ transplantation management, which not only comprehensively provides the security and privacy of patients, but also reduces social inequalities and increases trust in the organ donation process, as well as fair management of patient waiting lists.

    Conclusion

    The proposed system has provided a scalable and efficient system using microservices architecture and can be provided as a reliable tool for medical stakeholders.

    Keywords: Blockchain, Organ Transplant Waiting List, Anonymization Of Medical Documents, Storage Of Patients' Medical Documents, Patient Privacy Security
  • Fereshteh Arad, Seyyed Mohammad Mousavi, Soodeh Hosseini*, Maryam Amizade, Ayyub Sheikhi Pages 115-130
    Introduction

    Larynx cancer can be benign or malignant based on various factors. This research aimed to provide a machine learning-based model to improve the diagnosis of individuals with larynx cancer.

    Method

    In the first step, the voices of the people who visited the medical centers (including the sounds (A), (E), and (O)) were recorded and considered as a data set. In the second step, the data were classified into three classes (benign cancer, malignant cancer, and healthy) by a specialist. In the third step, the data cleaning was done. In the fourth step, the features related to sound were extracted from the data. In the fifth step, five machine learning models including SVM, Decision Tree, Naïve Bayes, MLP, and Random Forest were implemented on the data set. Finally, the performance of the models was evaluated using evaluation criteria such as accuracy, F-score, and other evaluation criteria.

    Results

    The results of the implementation showed that the SVM model had a higher accuracy than other models for the sound (A) and sound (O) with an accuracy of 0.818, and the sound (E) with an accuracy of 0.818 in the model MLP had the highest accuracy.

    Conclusion

    The present study evaluated machine learning models for the diagnosis of laryngeal cancer based on audio data. The results showed that the use of the SVM model for the diagnosis of laryngeal cancer can help diagnose this disease more accurately and provide reliable results.

    Keywords: Laryngeal Cancer, Machine Learning, Deep Learning, Artificial Intelligence
  • Mehdi Nizamali, Mahnaz Mohammadi*, Masoumeh Nezhad Ali Lampajani Pages 131-148
    Introduction

    Glioblastoma is one of the common brain cancers that has a high mortality rate. In this study, the genes present in the metabolic pathways of glioblastoma stem cells were examined and nominated using bioinformatics analysis.

    Method

    In this study, an appropriate dataset was selected for analysis by referring to GEO database. This dataset included gene expression profiles in stem cells isolated from glioblastoma patients. Gene clusters with high and low expression were categorized. Rich databases such as Enrichr, STRING, and GEPIA were used for more accurate data evaluation. Finally, candidate genes were isolated.

    Results

    1250 genes were highly expressed in cholesterol biosynthesis, inositol triphosphate metabolism, geranyl diphosphate metabolism, zymosterol biosynthesis, and phosphatidylinositol metabolism, and 1030 genes were low in chondroitin sulfate, dermatan sulfate, N acetyl glucosamine, and glycolysis pathways. After evaluating the relationship between protein networks, genes with high and low expression were selected. All these genes were observed in the survival curve, in about 20 months. The survival rate of patients was less than 10%.

    Conclusion

    The results of this study showed that the DHCR7 gene had a significant increase in expression. However, the ENO2 gene had a significant decrease in expression. The rest of the genes had a relative increase and decrease in expression.

    Keywords: Glioblastoma, Cancer Stem Cells, Gene Expression Profiles, Bioinformatics Analysis
  • Fatemeh Dinari, Azadeh Bashiri, Raziyeh Raufi, Khadijah Moulai, Reza Moulai* Pages 149-161
    Introduction

    Hemodialysis is one of the most common methods of treating patients with chronic kidney failure. People undergoing hemodialysis face various self-management challenges such as physical, emotional, and psychological problems. Mobile phone applications are useful tools for the self-management process of chronic patients. The purpose of this study was to identify and introduce the requirements needed in designing a mobile phone-based self-management application for hemodialysis patients.

    Method

    This descriptive cross-sectional study was conducted in 2024. The data collection tool was a researcher-made electronic questionnaire that included information-educational needs and application capabilities. A needs assessment was conducted on 33 people (11 doctors and 22 patients) in Afzalipour Hospital in Kerman. Data analysis was done using SPSS version 27 and descriptive statistics.

    Results

    A total of 89 information-educational needs and application capabilities were identified for hemodialysis patients. The data elements identified for application capabilities were divided into 10 groups: patient profile, clinical data, medication administration, nutrition and dietary management, psychological and psychiatric challenges management, sleep management, pain management, communication, and exercise. According to the views of doctors and patients, all information-educational needs (26 data elements) and application capabilities (63 data elements) except surname, national code, and contact number, with an average greater than and equal to 2.50 (50 percent) were considered essential for designing an application program.

    Conclusion

    The identified information-educational needs and the application capabilities in this study, can assist designers in creating efficient and user-friendly self-management applications for hemodialysis.

    Keywords: Hemodialysis, Self-Management, Application Program, Mobile Health
  • Amirhossein Nabizadeh* Pages 162-165
  • Alihasan Ahmadipour, Afshin Sarafinejad* Pages 166-175
    Introduction

    The discovery of hidden patterns in pharmaceutical data can contribute to improving the performance of hospital pharmacies. One of the applications of advanced data analysis techniques is the identification of drug interactions.

    Method

    This study was conducted using data mining techniques with the FP-growth algorithm in the RapidMiner Studio® 10.1 environment to extract association rules and frequent pharmaceutical patterns. Data preprocessing and modeling were performed based on the CRISP-DM model. The type and level of drug interactions were determined based on the algorithm's results and by referencing the database at www.drugs.com.

    Results

    The results included 17 association rules and 126 prescribing patterns, ranging from single-drug to four-drug combinations. Of the 64 two-drug prescribing patterns, 56 had no interaction, 6 had moderate interactions, 1 had a minor interaction, and 1 had a major interaction. Additionally, of the 19 three-drug patterns, 18 had no interaction, and only 1 had a moderate interaction. No interactions were observed in the four-drug prescribing pattern.

    Conclusion

    The findings of this study can assist stakeholders in improving the pharmaceutical supply chain, optimizing prescriptions, reducing drug interactions, and lowering costs. The discovered patterns may also be used as part of a clinical decision support system. Although no significant drug interactions were observed in this study, the discovery of even one major interaction highlights its importance and further underscores the practical role of computer applications in medicine.

    Keywords: FP-Growth, CRISP-DM, Drug Interactions, Rapidminer, Association Rules