طراحی سیستم پایدار فازی جهت تخمین مقاومت محیطی با استفاده از اجناس تواتر و قوت نبض طب ایرانی

مقدمه: نبض‌شناسی یکی از مهم‌ترین روش‌های تشخیص بالینی در طب ایرانی می‌باشد و قرن‌ها است توسط متخصصان طب سنتی برای ارزیابی وضعیت سلامت مراجعین استفاده می‌شود. همچنین فتوپلتیسموگرام یک روش آسان و غیر‌ تهاجمی برای اندازه‌گیری تغییرات حجم خون در هر نبض است و میزان مقاومت عروق محیطی که در تبیین وضعیت بالینی بیماران مهم است را می‌توان از آن استخراج نمود. از سوی دیگر یکی از روش‌های پیش‌بینی و تخمین، سیستم مبتنی بر قوانین فازی است. در این تحقیق توسط سیستم فازی بین مقاومت محیطی در فتوپلتیسموگرام و نبض‌شناسی طب ایرانی ارتباط برقرار گردید.روش کار: نظریه فازی مبنای بسیاری از مطالعات پزشکی برای تشخیص بیماری‌ها است. برای طراحی سیستم فازی پایدار، اطلاعات نبض و همچنین سیگنال فتوپلتیسموگرام  مربوط به 35 نفر که توسط متخصص طب ایرانی ثبت شده بود مورد استفاده قرار گرفت. مجموعه‌های فازی کامل، نرمال، سازگار و متقارن و حساس نسبت به محدوده متغیرهای ورودی، برای پوشش فضاهای ورودی و خروجی و تولید قوانین با استفاده از داده‌های موجود تعریف شدند و شرایط پایداری برای سیستم برقرار گردید.یافته‌ها: سیستم فازی با 35 قانون، توابع عضویت مثلثی و ذوزنقه‌ای، فازی‌ساز منفرد، موتور استنتاج حاصل‌ضرب و فازی‌ساز مرکز ثقل توسط نرم‌افزار matlab r2021b طراحی شد. این سیستم فازی پایدار با ورودی‌های تواتر نبض و قوت نبض و همچنین خروجی مقاومت محیطی در محدوده تعریف شده می‌باشد. با توجه به نوع تعریف مجموعه‌های فازی در توابع تعلق، پایداری سیستم تضمین گردید و خطای این سیستم جهت تخمین مقاومت محیطی حداکثر 0.01  به دست آمد.نتیجه‌گیری: این سیستم هوشمند فازی پایدار با استفاده از متغیرهای نبض طب ایرانی تخمین مناسبی از مقاومت محیطی سیگنال فتوپلتیسموگرام ارائه می‌دهد و مشاهده شد که افزایش تواتر نبض با افزایش مقاومت محیطی و همچنین افزایش قوت نبض با کاهش مقاومت محیطی مرتبط بود؛ لذا پزشکان آموزش دیده می‌توانند در زمان عدم دسترسی به سیگنال فتوپلتیسموگرام، بر اساس معاینه تواتر و قوت نبض فرد بیمار، تخمین مناسبی از وضعیت مقاومت محیطی فرد که در ارزیابی بالینی و تشخیص مشکلات پزشکی بیمار مفید است، به دست آورند.

designing a fuzzy stable system to estimate peripheral resistance using frequency and pulse strength parameters of persian medicine

introduction: pulsology is one of the most important clinical diagnostic methods in persian medicine (pm) and has been used by traditional medicine specialists for centuries to assess clients’ health conditions. additionally, photoplethysmogram (ppg) is a simple and non-invasive method for measuring changes in blood volume with each pulse, and the amount of peripheral resistance (pr), which is crucial for understanding patients’ clinical conditions, can be extracted from it. moreover, a system based on fuzzy rules serves as one of the methods for prediction and estimation. this research establishes the relationship between pr in ppg and pm pulsology through a fuzzy system..method: fuzzy theory underlies many studies aimed at diagnosing diseases. to design a stable fuzzy system, pulse information and ppg signals from 35 individuals, recorded by a pm expert, were used. complete, normal, consistent, and symmetric fuzzy sets sensitive to the range of input variables were defined to encompass the input and output spaces and to generate rules using the available data. stability conditions for the system were also established. results: a fuzzy system comprising 35 rules, triangular and trapezoidal membership functions, a singleton fuzzifier, a product inference engine, and a centroid defuzzifier was designed using matlab r2021b. this stable fuzzy system, with pulse frequency and pulse strength inputs, as well as pr output, operates within the defined range. the stability of the system is assured by the membership function definitions, with a maximum error of 0.01. conclusion: this intelligent stable fuzzy system provides a reliable estimate of the pr from the ppg signal by using pm pulse variables. it was observed that an increase in pulse frequency correlates with an increase in pr, while an increase in pulse strength correlates with a decrease in pr in the ppg. therefore, when the photoplethysmography signal is unavailable, trained physicians can derive a suitable estimate of the patient’s peripheral vascular resistance status based on the frequency and strength of the patient’s pulse, which is valuable for the clinical evaluation and diagnosis of the patient’s medical issues.