Signal and Data Processing

fa ارزیابی عملکرد مواد اپتوالکترونیکی برای کاربردهای پزشکی با استفاده از تحلیل پوششی داده‌ها Performance evaluation of optoelectronic materials for medical applications using data envelopment analysis مقالات گروه علائم حیاتی ( مرتبط با مهندسی پزشکی) Paper پژوهشي Research چکیده: انتخاب مواد اپتوالکترونیکی مناسب برای کاربردهای پزشکی، به دلیل درگیری هم‌زمان شاخص‌های اقتصاد، فرایندی و عملکردی، یک مسئله تصمیم‌گیری چندمعیاره محسوب می‌شود. در مطالعات پیشین، بسیاری از مواد عمدتاً بر اساس یک ویژگی منفرد مانند شفافیت نوری، پایداری حرارتی یا هزینه تولید مقایسه شده‌اند؛ در حالی که انتخاب عملی یک ماده پزشکی نیازمند ارزیابی هم‌زمان چند ورودی و چند خروجی است. هدف این پژوهش ارائه یک چارچوب کمی و قابل تکرار مبتنی بر تحلیل پوششی داده‌ها برای ارزیابی کارایی ۳۰ ماده اپتوالکترونیکی منتخب است. در این مطالعه، هزینه تولید، مصرف انرژی و دشواری فرآوری به عنوان ورودی و شفافیت نوری، ضریب شکست غیرخطی و پایداری حرارتی به عنوان خروجی در نظر گرفته شدند. سپس مدل‌های CCR و BCC ورودی‌محور برای محاسبه کارایی کلی، کارایی فنی و بررسی اثر مقیاس استفاده شدند. نتایج نشان داد که موادی مانند CuO، LiNbO3، MgO، NiO، SiO2 و ZnSe در هر دو مدل کارایی کامل دارند و می‌توانند به عنوان مواد مرجع برای انتخاب و الگوبرداری در کاربردهای پزشکی مطرح شوند. در مقابل، موادی مانند TiO2، Nb2O5 و WO3 امتیاز کارایی پایین‌تری کسب کردند و نیازمند بهبود در هزینه تولید، مصرف انرژی، فرآوری یا ویژگی‌های عملکردی هستند. مزیت اصلی چارچوب پیشنهادی، امکان مقایسه هم‌زمان مواد بر اساس شاخص‌های چندگانه و ارائه مسیرهای بهبود برای مواد ناکاراست؛ با این حال، نتایج به کیفیت داده‌های ورودی و دامنه شاخص‌های انتخاب‌شده وابسته است و برای کاربردهای پزشکی خاص باید با داده‌های آزمایشگاهی و شاخص‌هایی مانند زیست‌سازگاری و سمیت تکمیل شود.. Selecting suitable optoelectronic materials for medical applications is a multi-criteria decision-making problem because economic, processing, and functional properties must be considered simultaneously. Previous comparisons have often emphasized individual properties, whereas practical material selection requires an integrated efficiency assessment. This study proposes a reproducible Data Envelopment Analysis (DEA)-based framework to evaluate 30 optoelectronic materials. Production cost, energy consumption, and processing difficulty are used as input variables, while optical transparency, nonlinear refractive index, and thermal stability are considered as output variables. Input-oriented CCR and BCC models are applied to estimate overall efficiency, technical efficiency, and the possible influence of scale effects. The results indicate that CuO, LiNbO3, MgO, NiO, SiO2, and ZnSe obtain full efficiency scores in both models and can be regarded as benchmark materials for medical optoelectronic applications. In contrast, TiO2, Nb2O5, and WO3 show lower efficiency scores, suggesting the need for improvements in manufacturing cost, energy use, processing conditions, or optical and thermal performance. The proposed framework provides a transparent tool for comparing materials with multiple inputs and outputs; however, its results depend on the quality of the input data and should be complemented by experimental validation and medical-specific indicators such as biocompatibility and toxicity in future studies.   اپتوالکترونیک, تحلیل پوششی داده ها, ارزیابی عملکرد Optoelectronics, Data Envelopment Analysis, Performance Evaluation. 83 0 http://jsdp.rcisp.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-279-19&slc_lang=fa&sid=1 Eehsan Zanboori احسان زنبوری zanboori@iau.ac.ir 100319475328460014206 100319475328460014206 Yes دانشگاه ازاد نورآباد ممسنی Hamid Parvin1 حمید پروین parvin@iust.ac.ir 100319475328460014207 100319475328460014207 No دانشگاه ازاد نورآباد ممسنی Mohammad Reza Mahmoudi محمد رضا محمودی mahmoudi.m.r@fasau.ac.ir 100319475328460014208 100319475328460014208 No دانشگاه ازاد فسا ali karimi علی کریمی ali.karimiep@iau.ac.ir 100319475328460014209 100319475328460014209 No دانشگاه ازاد نورآباد ممسنی