المقدمة :

يتم استخدام المحاكيات بشكل عام كثيراً في المجالات العلمية التخصصية لأن المهندسين و الباحثين يستطيعون بواسطتها اختبار مجموعة من الحالات الحدية التي تساعد كثيراً في فهم ظواهر لا يمكن التنبؤ بها .تلعب عملية المحاكاة دورا حيويا في تحسين وفهم الأنظمة المعقدة في العديد من المجالات ويعتبر التحويل المويجي أداة رياضية قوية تستخدم بشكل واسع في تحليل الإشارات ومعالجة البيانات [1]. من خلال دمج التحويل المويجي في عملية المحاكاة يمكن تحسين دقة وكفاءة التحليل مما يؤدي إلى تحسين القرارات والتطبيقات العملية في مجالات متنوعة وخاصة الطبية.

تعتبر عملية المحاكاة أداة حيوية في العديد من المجالات العلمية والهندسية فهي تسمح بفهم الأنظمة المعقدة واختبار السيناريوهات المختلفة دون الحاجة إلى التجريب المباشر [2]. من بين التقنيات الرياضية المستخدمة في عملية المحاكاة يبرز التحويل المويجي كأداة قوية لتحليل الإشارات والأنظمة الديناميكية. 

يستخدم التحويل المويجي بشكل واسع في مجالات متعددة مثل معالجة الإشارات ، تحليل الصور ، وضغط البيانات مما يجعله تقنية أساسية في العديد من التطبيقات العلمية والهندسية.

الكلمات المفتاحية :  التحويل المويجي ، المحاكاة ، إشارة حيوية ، ECG

أهمية المحاكيات في تحسين جودة التصاميم :

تتمتع المحاكيات بالعديد من المميزات فبواسطتها يتم تزويد المصممين بتغذية راجعة عن تطوير جهاز محدد بهدف تحديد درجة الصحة، والفعالية للنظام المصمم قبل البدء بتحويل التصميم من مجرد مجموعة أفكار و مخططات إلى بنية فيزيائية و عناصر متكاملة مترابطة مع بعضها البعض، و هو ما سوف يساهم بتقليل الأخطاء، و تخفيض التكلفة المادية. و تتم التعديلات بناءً على نتائج عملية المحاكاة عدة مرات أحياناً حتى الوصول إلى أفضل التصاميم ثم يتم تحويل التصميم إلى واقع ملموس من خلال تحويل المخططات و الأفكار إلى بنى صلبة تشكل بمجملها الجهاز المراد بناؤه.

تسمح أجهزة المحاكاة للمتدربين بتغير الشروط و ملاحظة النتائج مباشرة، مما يوسع مقدار فهم المتدرب للموضوع المدروس و تدريبه على حالات كثيرة و صعبة في وقت قصير و خاصة في أنظمة المحاكاة المصممة باحتراف.

مفهوم محاكاة الإشارة الحيوية :

محاكاة الإشارات الحيوية هي عملية توليد نماذج من هذه الإشارات تشابه الإشارات الحقيقة، سواءً كانت طبيعية أو تمثل بعض الحالات المرضية، و ذلك باستخدام مجموعة من النماذج الأولية المخزنة على الحاسب أو المولدة بواسطة مجموعة من الدارات الإلكترونية، و يتم الحصول على الإشارات الناتجة بواسطة نظام يسمى بالمحاكي[3].

يمكن أن يكون المحاكي عبارة عن كتل برمجية مترابطة أو كيان صلب (عتاد) مؤلف من مجموعة دارات إلكترونية و يمكن أن يجمع بين البنيتين الصلبة (hardware) و اللينة (Software) فيجمع بين ميزات النموذجين مع بعضهما.

و تعتبر تجهيزات محاكيات الإشارات الحيوية من أهم الأدوات المستخدمة لتدريب الطلاب و الأطباء الممرضين، والأطباء المتمرنين على تشخيص بعض الحالات المرضية المولدة بواسطة هذه المحاكيات بنتيجة التعديل في بعض المتغيرات في المحاكي و التي تؤدي إلى توليد الإشارات الحيوية الموافقة لحالات مرضية محددة. كما أن استخدام محاكيات الإشارات الحيوية يعتبر من العناصر الأساسية التي يستخدمها المهندسين و مستثمري التجهيزات الطبية بهدف معايرة تلك التجهيزات و ضبطها بناءً على الإشارات النموذجية المولدة من قبل المحاكي، حيث أن الأجهزة الطبية غير المعايرة تعتبر وسائل تشخيص خاطئة لا يمكن الوثوق بها.

محاكي إشارة القلب الكهربائية :

 إشارة تخطيط القلب الكهربائي Electro Cardio Graph  والتي يرمز له باختصار(ECG)  هي من أهم الإشارات الحيوية و أكثرها استخداماً الشكل (1)، و لا يمكن لطبيب باختصاص قلبية أن يبدأ معالجة مرضاه إلا بعد تشخيص دقيق تكون عملية تخطيط كهربائية القلب هي أول المراحل بالإضافة إلى كون جهاز تخطيط القلب هو من التجهيزات الرئيسية في غرف العمليات و غرف الطوارئ في المشفى. إن حاجة الأطباء المتدربين للتدريب على الحالات المختلفة و طريقة التعامل معها يبرز حاجتنا لمحاكي إشارة القلب الكهربائي البرمجي، مع نظام اتخاذ قرار طبي مرافق، كما أن حاجة أجهزة تخطيط كهربائية القلب للضبط الدوري، و المعايرة، يبرز أهمية محاكي إشارة القلب الكهربائية الذي يمكن أن يوصل على مداخلها و الذي يزودها بإشارات قلبية معيارية.