شناخت مبانی علم پردازش سیگنال دیجیتال در مهندسی پزشکی ( بررسی کاربرد، مزایا و معایب)

محسن حميدي¹

1) کارشناسی ارشد برق الكترونيك، دانشگاه آزاد تهران جنوب، تهران، ایران

محل انتشار : هشتمین کنفرانس بین المللی پژوهش های کاربردی در علوم و مهندسی(8carse.com)
چکیده :
پردازش سیگنال دیجیتال (DSP) نقش مهمی در مهندسی پزشکی ایفا می کند و روش پردازش و تجزیه و تحلیل سیگنال های دستگاه های پزشکی را متحول می کند. در این مقاله، کاربرد، مزایا و معایب استفاده از DSP در مهندسی پزشکی را بررسی خواهیم کرد. کاربرد DSP در مهندسی پزشکی، به طور گسترده در دستگاه ها و برنامه های پزشکی مختلف استفاده می شود، مانند: تصویربرداری پزشکی: DSP در تکنیک هایی مانند MRI، سی تی اسکن و تصویربرداری اولتراسوند برای بهبود کیفیت تصویر، حذف نویز و بهبود دقت تشخیصی استفاده می شود. پردازش سیگنال زیست پزشکی : DSP برای تجزیه و تحلیل و تفسیر سیگنال های دستگاه هایی مانند نوار قلب (ECG)، الکتروانسفالوگرام (EEG) و الکترومیوگرام (EMG) استفاده می شود که به تشخیص و نظارت بیماری کمک می کند. پزشکی از راه دور: DSP پردازش بلادرنگ داده های پزشکی را برای برنامه های پزشکی از راه دور امکان پذیر می کند و امکان نظارت و مشاوره از راه دور مراقبت های بهداشتی را فراهم می کند. پروتز و دستگاه های پوشیدنی: DSP در دستگاه های مصنوعی و پوشیدنی ها برای پردازش داده های حسگر، کنترل حرکات و ارائه بازخورد به کاربران استفاده می شود. نتایج پژوهش نشان میدهد مزایای استفاده از DSP در مهندسی پزشکی چندین مزیت دارد، از جمله: کیفیت سیگنال بهبود یافته: الگوریتم های DSP می توانند کیفیت سیگنال های پزشکی را با کاهش نویز، مصنوعات و تداخل به میزان قابل توجهی افزایش دهند. پردازش بیدرنگ: DSP تجزیه و تحلیل بلادرنگ داده های پزشکی را امکان پذیر می کند، بینش سریعی را برای متخصصان مراقبت های بهداشتی ارائه می دهد و تصمیم گیری سریع را تسهیل می کند. سفارشی سازی و سازگاری: الگوریتم های DSP را می توان برای کاربردهای پزشکی خاص تنظیم کرد و امکان درمان شخصی و استراتژی های نظارت را فراهم می کند. فشرده سازی کارآمد داده: تکنیک های DSP می توانند داده های پزشکی را بدون از دست دادن قابل توجه اطلاعات فشرده کنند و ذخیره و انتقال کارآمد مجموعه داده های بزرگ را ممکن می سازند. اتوماسیون و دقت: DSP وظایف پردازش سیگنال را خودکار می کند، خطای انسانی را کاهش می دهد و دقت تشخیص ها و ارزیابی های پزشکی را بهبود می بخشد. علیرغم مزایای متعدد، DSP در مهندسی پزشکی دارای محدودیت هایی نیز می باشد، از جمله: پیچیدگی: توسعه و پیاده سازی الگوریتم های پیشرفته DSP در دستگاه های پزشکی می تواند پیچیده باشد و نیاز به دانش و تخصص تخصصی دارد. منابع محاسباتی: پردازش در زمان واقعی داده های پزشکی با وضوح بالا ممکن است به منابع محاسباتی قابل توجهی نیاز داشته باشد که منجر به چالش هایی در طراحی دستگاه و مصرف انرژی می شود. محدودیت های الگوریتمی: برخی از الگوریتم های DSP ممکن است محدودیت هایی در مدیریت انواع خاصی از سیگنال های پزشکی یا تغییرات در داده های بیمار داشته باشند که بر قابلیت اطمینان و عملکرد کلی سیستم تأثیر می گذارد. در نتیجه، پردازش سیگنال دیجیتال با افزایش کیفیت سیگنال، امکان تجزیه و تحلیل بلادرنگ، و بهبود نتایج مراقبت های بهداشتی، نقش اساسی در پیشرفت مهندسی پزشکی ایفا می کند. در حالی که چالش‌های مرتبط با اجرای DSP در دستگاه‌های پزشکی وجود دارد، مزایایی که از نظر دقت، کارایی و سفارشی‌سازی ارائه می‌کند، آن را به یک فناوری ضروری در زمینه مراقبت‌های بهداشتی تبدیل می‌کند.
کلمات کلیدی : پردازش سیگنال دیجیتال مهندسی پزشکی DSP پردازش تصاویر