بررسي ارتباط بين پارامترهاي بيومكانيك و يافته هاي تصاوير پاتولوژيك زخم پوست در موش با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي

رشت

زخم اختلال در ساختار طبيعي و عملكردي پوست و بافت نرم زيرين است. حفظ تماميت و يكپارچگي پوست براي محافظت در برابر كمآبي، خونريزي و جلوگيري از ورود ميكروارگانيسمها، حياتي است. زخمهاي پوستي و كاهش زمان بهبود آنها، يكي از جنبههاي مهم پزشكي محسوب ميشوند. تجزيه و تحليل پاتولوژيك و همچنين روشهاي بيومكانيكي، رويكردهاي قدرتمندي براي ارزيابي كلاژن هستند كه نقش مهمي در درك روند بهبود زخم و انتخاب روش درماني در موقعيتهاي باليني ايفا ميكنند. با توجه به محدوديت‌هاي تهيه و ارزيابي تصاوير پاتولوژيك، اين مطالعه براي ايجاد يك تكنيك يادگيري ماشيني براي پيش‌بيني محتواي كلاژن زخم از طريق پارامترهاي بيومكانيكي آن طراحي شد. روش اجرا: پژوهش حاضر از حيث روششناسي يك مطالعه به روش تجربي (Experimental) بود. زخم با يك برش در پشت 30 موش نرBalb/c (20 تا 25 گرم) ايجاد شد. در روزهاي هفتم و چهاردهم، حيوانات قرباني شدند و 60 نمونه بافت زخم با استفاده از روش‌هاي هيستوپاتولوژيك و بيومكانيكي براي تعيين كميت ميزان كلاژن و استحكام كششي زخم براي تغذيه مدل‌ توسعه‌يافته شبكه عصبي مصنوعي (ANN) مورد ارزيابي قرار گرفتند. شبكه عصبي مورد استفاده در اين پژوهش از نوع پرسپترون چند لايه (Multilayer perceptron) پيشخوران بوده و سه پارامتر بيومكانيكال استرين، انرژي و نيرو به عنوان پارامترهاي ورودي و محتواي كلاژن بهعنوان پارامتر خروجي براي تغذيه نورون استفاده گرديد. در مدلANN ، 60% ديتاها براي آموزش، %20 براي اعتبارسنجي و %20 براي تست استفاده شد. طراحي شبكه بهصورت كد نويسي در نرمافزار متلب (MATLAB) انجام شد. نتايج: ميانگين ميزان كلاژن بافت زخم 1.27±3.14 اندازهگيري شد. ضرايب همبستگي (R-value) براي آموزش، اعتبارسنجي و تست بهترتيب 0/99 و 0/97 و 0/97 به دست آمد. همچنين، R-value كلي براي همه دادهها 0/98 به دست آمد. ارزش ميانگين مربعات خطا (MSE) حدود 0/08 و خطاها بين 0/6± پراكنده شده است. همچنين MSE و پراكندگي خطا براي همه داده ها به ترتيب حدود 0/05 و 0/8± بود. نتيجهگيري: نتايج اين مطالعه نشان داد كه رابطه بين پارامترهاي بيومكانيكي و محتواي كلاژن بافتي پيچيده و غيرخطي ميباشد. با توجه به R2 بالا و جذر ميانگين مربعات خطا (RMSE) پايين، مدل ANN مي تواند در ارزيابي روند بهبود زخم با پيشبيني مقادير كلاژن كمك كند.

220441

علوم پزشكي گيلان