نشریه‌ی علمی مهندسی پزشکی زیستی

انتقال هدفمند دارو / دارورسانی هوشمند

بررسی ساختار، خواص حرارتی و رهایش داروی نانوساختار رسی (هیدروکسید دوگانه لایه ای) حاوی داروی ایبوپروفن

سیده سارا شفیعی؛ مهران صولتی هشجین؛ مهرناز سالاریان

دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1388، ، صفحه 119-125

چکیده

رس های آنیونی یا هیدروکسیدهای دوگانه لایه ای دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بسیار شبیه به کانی رسی هیدروتالسیت با فرمول شیمیایی Mg6Al2 (OH) 16.CO3.4H2O هستند. هیدروکسیدهای دوگانه لایه ای، موادی نانوساختار با بار مثبت هستند که می توانند با بیومولکول های دارای بار منفی مانند ویتامین ها، داروها و رشته هایDNA تشکیل نانوبیوهیبرید بدهند. ... بیشتر

بیومکانیک استخوان

تعیین خواص مکانیکی شکست استخوان کورتیکال با استفاده از نمونه‌های کمان-شکل

فرشته علیزاده فرد؛ مجید میرزائی

دوره 14، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 121-131

چکیده

با توجه به کاربرد آزمایش و تحلیل شکست استخوان در هر دو حوزه‌ی پزشکی و مهندسی، یافتن نمونه‌ی مناسب برای اندازه‌گیری خواص مکانیکی شکست بسیار مهم است. لذا در این مطالعه به تحلیل تجربی و عددی شکست استخوان کورتیکال گوساله برای 4 ناحیه‌ی آناتومیکی با استفاده از نمونه‌های کمان-شکل پرداخته شده است. تست تجربی شکست برای نمونه‏های کمان-شکل ... بیشتر با توجه به کاربرد آزمایش و تحلیل شکست استخوان در هر دو حوزه‌ی پزشکی و مهندسی، یافتن نمونه‌ی مناسب برای اندازه‌گیری خواص مکانیکی شکست بسیار مهم است. لذا در این مطالعه به تحلیل تجربی و عددی شکست استخوان کورتیکال گوساله برای 4 ناحیه‌ی آناتومیکی با استفاده از نمونه‌های کمان-شکل پرداخته شده است. تست تجربی شکست برای نمونه‏های کمان-شکل در دمای محیط انجام شده و در عمل فاکتور شدت تنش با استفاده از فرمول تحلیلی استاندارد برای نمونه‏های کمان-شکل و روش مدل المان محدود مربوط به نمونه‏ها محاسبه شده است. به منظور صحت‌سنجی مدل المان محدود، نتایج تحلیل تنش و کرنش با نتایج به دست آمده از روش برهم‏نگاری تصاویر دیجیتالی مقایسه شده است. توافق بسیار خوب بین نتایج تحلیل تنش و کرنش عددی و تجربی، نشان دهنده‌ی دقت تحلیل المان محدود است. در این مطالعه ارتباط خوبی در شروع و رشد ترک بین نتایج تجربی و المان محدود و هم‌چنین مقادیر چقرمگی شکست به دست آمده از روش عددی با دیگر مطالعات مشاهده شده است. هم‌چنین نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‏دهد که فاکتور شدت تنش تحلیلی می‏تواند نتایج دقیقی برای نمونه‏های کمان-شکل ایجاد شده از نواحی آناتومیکی خلفی و قدامی ارائه کند، هرچند برای نواحی آناتومیکی میانی و جانبی، تنها مدل المان محدود می‏تواند دقت لازم را فراهم سازد.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

دسته‌بندی بی‌درنگ سیگنال الکترومایوگرام سطحی با استفاده از کورنتروپی

محمدمهدی رمضانی؛ احمدرضا شرافت

دوره 4، شماره 2 ، شهریور 1389، ، صفحه 123-134

چکیده

در این مقاله با استفاده از کورنتروپی، روشی مؤثر برای دسته‌بندی سیگنال الکترومایوگرام سطحی به منظور کنترل پروتزهای مایوالکتریک ارائه شده است. چون سیگنال الکترومایوگرام سطحی در دامنه‌های پائین نیرو ماهیتی غیرگوسی دارد درحالی‌که اغتشاش محیط گوسی فرض می‌شود، از کورنتروپی برای استخراج ویژگی از این سیگنال استفاده می‌کنیم؛ زیرا کورنتروپی ... بیشتر

مهندسی عصبی عضلانی

مدلسازی عملکرد کنترل کننده‌های امپدانسی و مدل‌مبنا در حین یادگیری حرکت‌ رسنده دست

علی فلکی؛ فرزاد توحیدخواه

دوره 5، شماره 2 ، شهریور 1390، ، صفحه 127-141

چکیده

با توجه به مطالعه‌های صورت گرفته، سیستم حرکتی انسان از دو استراتژی کنترلی، کنترل مدل‌مبنا و کنترل امپدانسی، به منظور یادگیری حرکتی و مقابله با اغتشاش‌های خارجی استفاده می‌کند اما نحوه تعامل این کنترل‌کننده‌ها و چگونگی هماهنگی بین آنها چندان بررسی نشده است. در این مقاله با بهره‌گیری از یک کنترل کننده سرپرستی، نحوه یادگیری حرکت ... بیشتر با توجه به مطالعه‌های صورت گرفته، سیستم حرکتی انسان از دو استراتژی کنترلی، کنترل مدل‌مبنا و کنترل امپدانسی، به منظور یادگیری حرکتی و مقابله با اغتشاش‌های خارجی استفاده می‌کند اما نحوه تعامل این کنترل‌کننده‌ها و چگونگی هماهنگی بین آنها چندان بررسی نشده است. در این مقاله با بهره‌گیری از یک کنترل کننده سرپرستی، نحوه یادگیری حرکت و عملکرد کنترل کننده‌های امپدانسی و مدل‌مبنا بررسی شده است. کنترل‌کننده سرپرستی با پایش رفتار و خروجی سیستم، وظیفه هماهنگی مابین کنترل‌کننده‌های امپدانسی و مدل‌مبنا را بر عهده دارد. بر این اساس دستور حرکتی جلوسو و سفتی مفاصل به‌صورت جداگانه و همزمان تنظیم و اصلاح می‌شوند. به‌منظور ارزیابی مدل ارائه شده، حرکت‌ رسنده دست در حضور میدان نیروی اغتشاشی، شبیه‌سازی و با نتایج تجربی مقایسه شده است. نتایج به‌دست آمده نشان‌دهنده آن است که برای انجام حرکتی طبیعی، علاوه بر امپدانس مناسب حرکت، بایستی مدلی درونی از حرکت نیز در اختیار سیستم کنترلی باشد. علاوه بر این از آنجا که اندازه امپدانس متناسب با میزان یادگیری بهینه می‌شود، بیشترین یادگیری در جهتی است که خطای حرکتی بیشتر بوده و مفاصل امپدانس کمتری دارند. همچنین نشان داده شده است که سیستم حرکتی در مواجهه با اغتشاش‌های ناگهانی، با استفاده از تغییر امپدانس و کاهش اثر کنترل کننده مدل‌مبنا سعی در جبران خطای حرکتی می‌کند که این امر به معنای استفاده از تجربه‌های پیشین توسط سیستم سرپرستی است.

پردازش تصاویر پزشکی

یک چارچوب جدید برای پیش بینی نمره زیبایی بینی مبتنی بر الگوریتم های یادگیری ماشین

مریم عاشوری؛ رضا آقایی زاده ظروفی؛ محمد صادقی

دوره 17، شماره 2 ، شهریور 1402، ، صفحه 130-140

چکیده

در حال حاضر رشد سریع صنعت زیبایی در کنار توسعه مدل‌های هوشمند مبتنی بر الگوریتم-های یادگیری ماشین، منجر به افزایش تحقیقات گسترده در این حوزه شده است. جراحی زیبایی بینی یکی از رایج‌ترین و چالش برانگیزترین جراحی‌های زیبایی چهره است زیرا بینی برجسته-ترین عنصر چهره بوده که تاثیر زیادی بر جذابیت آن دارد. هدف این مقاله ارائه چارچوبی مبتنی ... بیشتر در حال حاضر رشد سریع صنعت زیبایی در کنار توسعه مدل‌های هوشمند مبتنی بر الگوریتم-های یادگیری ماشین، منجر به افزایش تحقیقات گسترده در این حوزه شده است. جراحی زیبایی بینی یکی از رایج‌ترین و چالش برانگیزترین جراحی‌های زیبایی چهره است زیرا بینی برجسته-ترین عنصر چهره بوده که تاثیر زیادی بر جذابیت آن دارد. هدف این مقاله ارائه چارچوبی مبتنی بر یادگیری ماشین برای پیش بینی نمره زیبایی بینی است. در این مقاله تعدادی از پارامتر‌های هندسی بینی در ارتباط با کل چهره، به‌عنوان ورودی و نظر انسان به‌عنوان خروجی به الگوریتم-های رگرسیونی متداول یادگیری ماشین داده شده است. سپس یک مطالعه فرسایشی جهت بررسی تاثیر شکل چهره، رنگ و بافت پوست بر زیبایی بینی انجام شده است. طبقه‌بند پرسپترون چند لایه، خوشه بندی k-means و ماتریس هم رخدادی سطح خاکستری برای استخراج شکل چهره، رنگ پوست و بافت آن استفاده گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که مدل مبتنی بر پارامترهای هندسی، همبستگی متوسطی با نظر انسان دارد و با افزودن هر زیر مجموعه‌ای از مجموعه ویژگی‌های شکل چهره، رنگ و بافت پوست همبستگی مدل حاصل شده، تا رسیدن به درجه بالای همبستگی افزایش می‌یابد. همچنین نتایج بیانگر آن است که الگوریتم جنگل تصادفی در بین سایر الگوریتم‌ها بهترین عملکرد را بر اساس معیارهای ارزیابی میانگین مطلق خطا، ریشه میانگین مربعات خطا و همبستگی پیرسون دارد. نتایج مطالعه نشان می‌دهد که چارچوب ارائه شده می‌تواند به تعیین میزان زیبایی بینی در چهره افراد کمک نماید.

مشاهده مقاله

انتقال هدفمند دارو / دارورسانی هوشمند

بررسی فاکتورهای مؤثر بر فعالیت الکتروکاتالیستی در حسگر نیکوتین

زهره گودرزی؛ بهمن ابراهیمی حسینزاده؛ مرتضی مغربی؛ علیرضا فخاری زواره؛ محمد برشان؛ حسین شکی

دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 133-141

چکیده

الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانولوله کربنی عامل دار شده و نانوذرات مس می تواند نیکوتین را به طریق الکتروشیمیایی اندازه گیری کند. اکسایش الکتروشیمیایی نیکوتین در سطح الکترودهای معمولی بسیار کند است، از این رو نمی توان آنها را در سطح الکترودهای معمولی به روش الکتروشیمیایی تعیین و اندازه گیری نمود. بنابراین برای تسریع فرایند الکترودی ... بیشتر الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانولوله کربنی عامل دار شده و نانوذرات مس می تواند نیکوتین را به طریق الکتروشیمیایی اندازه گیری کند. اکسایش الکتروشیمیایی نیکوتین در سطح الکترودهای معمولی بسیار کند است، از این رو نمی توان آنها را در سطح الکترودهای معمولی به روش الکتروشیمیایی تعیین و اندازه گیری نمود. بنابراین برای تسریع فرایند الکترودی آنها، از واسط هگرهای مختلف استفاده و الکترودهای اصلاح شده شیمیایی ساخته می شود، به این منظور، ساخت الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانولوله کربنی عامل دار شده و نانوذرات مس برای اندازه گیری الکتروشیمیایی نیکوتین مد نظر قرار گرفت. در این مسیر، ابتدا الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانولوله های کربنی تک دیواره از طریق قطره گذاری سوسپانسیونی از نانولوله کربنی چند دیواره در حلال دی متیل فرمامید بر سطح الکترود کربن شیش های تهیه میشود و سپس با ترسیب الکتروشیمیایی لای های از نانوذرات مس بر سطح آن، الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانولوله های کربنی چند دیواره و نانو ذرات مس ساخته میشود. بعد از بهینه کردن عوامل مؤثر بر شرایط انجام فرایند الکترودی و تهیه الکترودهای اصلاح شده، از رو شهای ولتامتری برای اندازه گیری نیکوتین در سطح الکترود اصلاح شده استفاده شد. در ادامهی این تحقیق به بهینهسازی فاکتورهای مؤثر بر ته‌نشینی نانوذرات مس از جمله تعداد سیکل، غلظت نمک مس و سرعت اسکن پرداختیم که به ترتیب مقادیر 20، 75/1 μM، و 100 s/mv برای پارامترهای مذکور به دست آمد.

بیوالکتریک

مکان‌یابی کانون‌های صرع از طریق پردازش EEG-fMRI هم‌زمان و شناسایی خودکار اینترایکتال از EEG داخل اسکنر

الیاس ابراهیم‌زاده؛ حمید سلطانیان‌زاده؛ بابک نجار اعرابی؛ سید سهراب هاشمی فشارکی؛ جعفر مهوری

دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، ، صفحه 135-145

چکیده

با توجه به رزولوشن زمانی خوب EEG و رزولوشن مکانی مناسب fMRI، ترکیب اطلاعات هم‌زمان آن‌ها می‌تواند باعث بهبود عمل‌کرد مکان‌یابی شود. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از اطلاعات این دو مدالیته در یک ثبت هم‌زمان، به مکان‌یابی کانون‌های صرعی پرداخته شود. از این رو، نخست از طریق شناسایی وقایع اینترایکتال و میانگین‌گیری، یک الگوی ... بیشتر

پردازش تصاویر پزشکی

تشخیص دیابت از روی تصاویر زبان با استفاده از ویژگی‌های محلی، ویژگی‌های آماری بافت و گشتاور رنگ

مریم باقری باغان؛ وحید آزادزاده؛ علی محمد لطیف

دوره 10، شماره 2 ، شهریور 1395، ، صفحه 137-148

چکیده

تشخیص بیماری از روی زبان، روشی رایج در طب سنتی چینی است. در این مقاله، روش غیر‌تهاجمی تصویر برداری از زبان، که پاپیلاهای سطح آن در اثر ابتلا به بیماری دیابت تغییر شکل می‌دهند، برای شناسایی بیماری دیابت استفاده می‌شود. تصاویر استفاده‌شده، از کلینیک تخصصی پارسیان شهر مشهد تهیه شد. در این نمونه‌برداری، افراد مبتلا به دیابت، سالم و ... بیشتر

بیومکانیک

بررسی تاثیر ضریب نفوذ بر انتقال جرم ذرات لیپوپروتئین با چگالی کم در شریان کاروتید با دیواره‌ی چند لایه

محسن ربانی؛ محمودرضا صادقی؛ پریسا گل‌محمدی؛ امین دیرانلو

دوره 11، شماره 2 ، مرداد 1396، ، صفحه 137-151

چکیده

بیماری آترواسکلروسیس، شایعترین بیماری قلبی عروقی است که در شریانهای بزرگ و یا متوسط اتفاق میافتد. مهمترین پیامد این بیماری تشکیل پلاکتهای شریانی در مکانهایی است که در آن‌جا علاوه بر آسیب شریانی، غلظت موادی نظیر لیپوپروتئینهای با چگالی کم (LDL) افزایش یافته است. پلاکتهای ایجاد شده نه تنها مانع خون‌رسانی مناسب ... بیشتر بیماری آترواسکلروسیس، شایعترین بیماری قلبی عروقی است که در شریانهای بزرگ و یا متوسط اتفاق میافتد. مهمترین پیامد این بیماری تشکیل پلاکتهای شریانی در مکانهایی است که در آن‌جا علاوه بر آسیب شریانی، غلظت موادی نظیر لیپوپروتئینهای با چگالی کم (LDL) افزایش یافته است. پلاکتهای ایجاد شده نه تنها مانع خون‌رسانی مناسب به بافتهای پایین دست پلاکت میشوند بلکه در مراحل پیشرفته، پارگی و یا سایش پلاکت میتواند موجب ایجاد لخته و نهایتا سکته‌ی قلبی یا مغزی شود. در این پژوهش به منظور بررسی دقیق‌تر نحوه‌ی انباشت لیپوپروتئینهای با چگالی کم در ناحیه‌ی مجرا و دیواره‌ی شریان کاروتید، به حل عددی انتقال جرم ذرات LDL با استفاده از مدل دیواره‌ی چند لایه و ضریب نفوذ وابسته به نرخ برش پرداخته شده است. دیواره‌های رگ به عنوان جسم متخلخل و صلب فرض شده، و معادلات ناویر-استوکس، انتقال جرم و دارسی با درنظر گرفتن رفتار غیرنیوتنی خون در ناحیه‌ی مجرای شریان و لایههای مختلف دیواره‌ی رگ با روش عددی حل شده‌اند. در این مقاله تاثیر ثابت یا متغیر بودن ضریب نفوذ، تاثیر رفتار غیرنیوتنی خون، تاثیر رفتار غیرنیوتنی پلاسما و تاثیر فشار خون بر میزان انباشت ذرات LDL در ناحیه‌ی مجرا و لایههای دیواره‌ی شریان کاروتید مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دادند که متغیر بودن ضریب نفوذ در ناحیه‌ی مجرای شریان و نیز رفتار غیرنیوتنی پلاسما در ناحیه‌ی دیواره‌ی شریان می‌توانند تاثیر قابل ملاحظه‌ای در نتایج به‌دست آمده برای انباشت ذرات LDL داشته باشند. هم‌چنین افزایش فشار خون نه تنها موجب انباشت بیشتر ذرات LDL در مرز بین خون و دیواره‌ی شریان بل‌که انباشت بیشتر این ذرات در لایههای مختلف دیواره‌ی شریان میشود که خود احتمال شکل‌گیری بیماری آترواسکلروسیس را افزایش میدهد.

پردازش تصاویر پزشکی

قطعه‌بندی توده‌ها در تصاویر سه‌بعدی ‎ABUS‎ به کمک یادگیری ژرف

حامد فیاض؛ محسن سریانی؛ احسان‌اله کوزه‌گر؛ تائو تن

دوره 12، شماره 2 ، شهریور 1397، ، صفحه 137-146

چکیده

سرطان پستان دومین عامل مرگ زنان در جهان است. هر چه این بیماری زودتر تشخیص داده شود، احتمال موفقیت در درمان آن بیش‌تر خواهد بود. امروزه به دلیل مشکلات تصویربرداری ماموگرافی، استفاده از تصاویر فراصوت برای تشخیص سرطان پستان در حال افزایش است. یکی از انواع سامانه‌های تصویر‌برداری پستان، ‎ABUS است. این نوع تصویربرداری از مزایای زیادی ... بیشتر سرطان پستان دومین عامل مرگ زنان در جهان است. هر چه این بیماری زودتر تشخیص داده شود، احتمال موفقیت در درمان آن بیش‌تر خواهد بود. امروزه به دلیل مشکلات تصویربرداری ماموگرافی، استفاده از تصاویر فراصوت برای تشخیص سرطان پستان در حال افزایش است. یکی از انواع سامانه‌های تصویر‌برداری پستان، ‎ABUS است. این نوع تصویربرداری از مزایای زیادی نسبت به ماموگرافی و سایر روش‌های تصویربرداری فراصوت برخوردار می‌باشد. طراحی یک سامانه‌ی تشخیص به کمک کامپیوتر برای تحلیل تصاویر فراصوت در کنار رایج شدن این نوع تصویربرداری ضروری است. این سامانه‌ها معمولا دارای چهار بخش پیش‌پردازش، قطعه‌بندی، استخراج ویژگی و دسته‌بندی هستند. افزایش دقت قطعه‌بندی، باعث افزایش دقت عمل‌کرد سامانه می‌شود. در پژوهش‌های پیشین، از روش‌های پویش حلزونی و کانتور فعال برای قطعه‌بندی توده‌ها در تصاویر سه‌بعدی استفاده شده است. در سال‌های اخیر، استفاده از یادگیری ژرف در زمینه‌های مختلف، منجر به کسب نتایج قابل توجهی شده است که امکان دست‌یابی به این نتایج با روش‌های سنتی پیشین وجود نداشت. در این پژوهش، با استفاده از یک شبکه‌ی عصبی ژرف، که از معماری ‎U-net‎ 3Dبهره می‌برد، توده‌های سرطانی در تصاویر ‎ABUS‎ قطعه‌بندی شده‌اند. در این روش، به منظور بهبود عمل‌کرد شبکه، از یک رویکرد جدید برای پس‌پردازش استفاده شده است. مجموعه‌ی دادگان مورد استفاده، از ‎۳۲‎ بیمار جمع‌آوری شده و شامل‎۵۰‎ توده (‎۳۸‎ توده‌ی بدخیم و ‎۱۲‎ توده‌ی خوش‌خیم) است. برای ارزیابی دقت قطعه‌بندی، از معیار ضریب Dice استفاده شده است. میانگین دقت به دست آمده روی مجموعه‌ی دادگان مورد استفاده در این پژوهش، ۷۷/۰ است.

آنالیز حرکت انسان

استفاده از تغییرات مرکز جرم جهت بررسی تعادل افراد دارای اختلاف طول پا در هنگام بالا رفتن از پله

سید مهران آیتی نجف‌آبادی؛ علیرضا هاشمی اسکویی؛ سید مسعود رفیعایی

دوره 15، شماره 2 ، شهریور 1400، ، صفحه 141-150

چکیده

حفظ تعادل در حرکت‌های روزمره از جمله حرکت روی پله، یکی از مشکلات افراد دارای اختلاف طول پا است. این افراد برای جبران تفاوت طول دو پا، الگوی حرکت خود را از حالت عادی تغییر میدهند. در اثر تغییر الگوی حرکت، مختصات مرکز جرم بدن که یکی از عوامل مهم در حفظ تعادل است، تغییر میکند. برای تصحیح الگوی حرکت، استفاده از روشهای اصلاحی مانند ... بیشتر حفظ تعادل در حرکت‌های روزمره از جمله حرکت روی پله، یکی از مشکلات افراد دارای اختلاف طول پا است. این افراد برای جبران تفاوت طول دو پا، الگوی حرکت خود را از حالت عادی تغییر میدهند. در اثر تغییر الگوی حرکت، مختصات مرکز جرم بدن که یکی از عوامل مهم در حفظ تعادل است، تغییر میکند. برای تصحیح الگوی حرکت، استفاده از روشهای اصلاحی مانند به کار بردن کفی جبران کننده تجویز میشود. هدف این مطالعه بررسی تغییرات مرکز جرم، با و بدون استفاده از کفی در افراد دارای اختلاف طول پا در بالا رفتن از پله است. در این مطالعه حرکت 20 شرکت کننده در هنگام بالا رفتن از پله در دو گروه افراد سالم و افراد دارای کوتاهی پا توسط سیستم سه‌بعدی آنالیز حرکت ثبت شده است. تغییرات زوایای مفاصل لگن، زانو و مچ پا با مدل 7 عضوی از روش اویلر محاسبه شده، سپس ماتریسهای دوران و انتقال اندامها به دست آمده و با استفاده از آنها بازوی ممانهای عضوها تعیین شده است. تغییرات مرکز جرم در سه جهت از روش مجموع ممانهای کل بدن به دست آمده است. تغییرات بین گروه آزمون و کنترل با استفاده از آزمون آماری t مستقل و زوجی در سطح اطمینان 95% مقایسه شده است. نتایج نشان داده که جابه‌جایی مرکز جرم در هر سه جهت برای افراد دارای اختلاف طول پا از نظر آماری به طور معناداری متفاوت از افراد سالم بوده (05/0p<) و تنها دامنه‌ی حرکتی مرکز جرم افراد دارای عارضه در محور عمودی تفاوت معنیداری از خود نشان نداده است (05/0p>). بر اساس یافتههای این تحقیق میتوان نتیجه گرفت که در بالا رفتن از پله، استفاده از کفی جبران کننده توسط افراد دارای اختلاف طول پا به تنهایی نمیتواند تغییرات مرکز جرم به عنوان یکی از شاخصه‌های سنجش تعادل را مانند افراد عادی بهبود بخشد.

رفتار تبلور و زیست فعالی در محیط شبیه سازی شده بدن در شیشه های زیست فعال سیستم MgO – CaO – P2O5 - SiO2

عبدالرضا شیخ مهدی مسگر؛ زهرا محمدی

دوره -1، شماره 2 ، بهمن 1383، ، صفحه 143-151

چکیده

رفتار تبلور و زیست فعالی در شرایط آزمایشگاهی در شیشه های زیست فعال سیستم MgO – CaO – P2O5 - SiO2 مورد تحقیق قرار گرفته است. تبلور شیشه ها باعث ایجاد ترک های بزرگی در محصل متبلور می شود. رسوب بلورهای الیافی ولاستونیت که به صورت عمود بر سطوح خارجی شیشه ها رشد کرده اند، عامل ایجاد این ترک ها هستند. تبلور شیشه های پودری شکل فشرده، ... بیشتر

پردازش سیگنال‌های حیاتی

بهبود کارایی طبقه‌بندی خودکار آریتمی‌های قلبی با نگاشت اختصاصی فضای ویژگی هر بیمار

حمید شفاعت‌فر؛ مهدی تقی‌زاده؛ مرتضی ولی‌زاده؛ محمدحسین فاتحی

دوره 16، شماره 2 ، شهریور 1401، ، صفحه 147-158

چکیده

تشخیص خودکار آریتمیهای قلبی برای درمان موفق بیماریهای قلبی از اهمیت زیادی برخوردار است و یادگیری ماشین برای این منظور مورد استفاده قرار میگیرد. برای طبقه‌بندی صحیح کلاس‌های آریتمی، استخراج ویژگیهای مناسب جهت ایجاد تمایز بین کلاسهای مختلف، اهمیت زیادی دارد. در این مقاله از یک شبکه‌ی عصبی پیچشی عمیق برای استخراج ویژگی ... بیشتر

نانوبیومتریال

شبیه‌سازی تشدید میدان مغناطیسی ناشی‌از نانوذرّات بر بافت همگن واقع در میدان مغناطیسی خارجی

سحر رضائی؛ نادر ریاحی عالم

دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، ، صفحه 151-158

چکیده

آشکارسازی تومورها در مراحل اولیه برای تشخیص سرطان از اهمّیّت بالایی برخوردار است. لذا برای تشخیص سلولهای سرطانی لازم است در شروع متاستازها از سلولهای نرمال متمایز شوند. مواد کنتراست فعلی به علّت اندازهی بزرگ و پوششهای ضروری برای جلوگیری از فعّالیّت شیمیایی در بدن، تنها در فضای خارج از سلول قابل استفاده هستند. نانوذرات ... بیشتر

پردازش سیگنال‌های حیاتی

شاخص هورست چندگانة اصلاح شده برای ارزیابی میزان آشوبناک بودن در کاربرد طبقه‌بندی آریتمی‌های قلبی

مینا همتیان؛ علی مالکی

دوره 9، شماره 2 ، مرداد 1394، ، صفحه 163-178

چکیده

قلب انسان سیستمی آشوبناک است؛ ازاینرو برای شناسایی انواع آریتمی‌های قلبی از بعد فرکتال استفاده میشود. آریتمی‌های قلبی یکی از شایع‌ترین بیماری‌ها هستند که شناسایی آن‌ها بسیار مهم است. نمای هورست معیاری برای ارزیابی میزان آشوبناکی سیستم‌ها و کمی‌سازی بعد فرکتال سیستم‌های آشوبناک است، که با روش تحلیل دامنة بازمقیاس محاسبه ... بیشتر قلب انسان سیستمی آشوبناک است؛ ازاینرو برای شناسایی انواع آریتمی‌های قلبی از بعد فرکتال استفاده میشود. آریتمی‌های قلبی یکی از شایع‌ترین بیماری‌ها هستند که شناسایی آن‌ها بسیار مهم است. نمای هورست معیاری برای ارزیابی میزان آشوبناکی سیستم‌ها و کمی‌سازی بعد فرکتال سیستم‌های آشوبناک است، که با روش تحلیل دامنة بازمقیاس محاسبه می‌شود. براساس مطالعات انجام شده، نمای هورست کلاسیک ویژگی مناسبی برای طبقه‌بندی آریتمی‌های قلبی نیست؛ زیرا از یکسو، انتخاب و تعیین مقدار پارامترها بهشدت بر مقدار محاسبه شده برای نمای هورست تاثیر می‌گذارد و از سوی دیگر، این روش وابستگی بسیاری به نرخ ضربان قلب دارد. در این مقاله، شاخص هورست چندگانة اصلاح شده برای طبقه‌بندی آریتمی‌های قلبی پیشنهادشده است که نسبت به نمای هورست کلاسیک، ویژگی‌های مناسب‌تری برای طبقه‌بندی آریتمی‌های قلبی فراهم می‌سازد و نسبت به تغییرات نرخ ضربان قلب نیز مقاوم است. بررسی‌های انجام شده با استفاده از این روش روی 80 سیگنال، شامل ریتم نرمال و آریتمی‌های انسداد دستة‌ شاخة راست (RBBB)، انسداد دستة شاخة چپ (LBBB) و انقباض زودرس دهلیزی(APC) از پایگاه دادة MIT-BIH، توانسته است با استفاده از طبقه‌بندی‌کننده‌های LDA ، نزدیک‌ترین همسایه و شبکة عصبی بهترتیب به صحت طبقه‌بندی 75/88 %، 25/96 % و 100 % منجر شود.

پردازش سیگنال‌های حیاتی

طبقه بندی سیگنال الکترومایوگرام سطحی با استفاده از آمارگان مرتبه بالا

کیانوش نظر پور؛ احمدرضا شرافت؛ سید محمد فیروزآبادی

دوره 1، شماره 3 ، آذر 1386، ، صفحه 189-199

چکیده

در این مقاله یک روش کارآمد برای طبقه بندی سیگنال الکترومایوگرام سطحی را با استفاده از آمارگان مرتبه بالا ارایه می دهیم. چون تابع توزیع احتمال سیگنال الکترومایوگرام سطحی که در شرایط انقباض عضلانی ایزومتریک ثبت می گردد در بعضی موارد به توزیع گوسی بسیار نزدیک است، در بسیاری از تحقیقات گذشته این تابع توزیع گوسی فرض گردیده است. چون این ... بیشتر در این مقاله یک روش کارآمد برای طبقه بندی سیگنال الکترومایوگرام سطحی را با استفاده از آمارگان مرتبه بالا ارایه می دهیم. چون تابع توزیع احتمال سیگنال الکترومایوگرام سطحی که در شرایط انقباض عضلانی ایزومتریک ثبت می گردد در بعضی موارد به توزیع گوسی بسیار نزدیک است، در بسیاری از تحقیقات گذشته این تابع توزیع گوسی فرض گردیده است. چون این فرض برای دامنه های کوچک نیرو نادرست است، در این مقاله برای استخراج ویژگی، با توجه به ماهیت غیرگوسی سیگنال الکترومایوگرام، آمارگان مرتبه های دوم، سوم، و چهارم برای این سیگنال در تاخیرهای متفاوت محاسبه و از این ویژگی ها در شناسایی الگوهای چهار حرکت ابتدایی باز و بسته کردن آرنج و چرخش به سمت داخل و خارج ساعد استفاده شده اند. از روش انتخاب ترتیبی مستقیم برای کاهش تعداد ویژگی های آمارگان مرتبه بالا استفاده کرده و طبقه بندی کننده K نزدیکترین همسایه برای دسته بندی آنها به کار گرفته شد. روش پیشنهادی در برابر تغییرات آماری نویز مقاوم بوده و در مقایسه با سایر روش های موجود، نیاز به محاسبات بیشتری برای حصول به نرخ بالا برای طبقه بندی ندارد. این امر، استفاده از روش پیشنهادی را در پروتزهایی که با سیگنال الکترومایوگرام سطحی به صورت بی درنگ کنترل می شوند امکان پذیر می سازد.

پردازش تصاویر پزشکی

تعقیب مسیر نگاه با استفاده از پردازش تصویر به منظور کمک به افراد ناتوان حرکتی

علیرضا رحیم‌پور؛ عباس نصیرایی مقدم

دوره 6، شماره 3 ، آذر 1391، ، صفحه 195-205

چکیده

هدف از انجام این پروژه تعقیب حرکت‌های چشم کاربر در هنگام کار با رایانه است؛ طراحی سیستمی که در عین سادگی و ارزان بودن از سرعت و دقت قابل قبولی بمنظور کار با رایانه برخوردار باشد. سامانه تعقیب‌گر معرفی شده، بدون استفاده از هرگونه سخت‌افزار اضافی و نور مادون قرمز و تنها با استفاده از دوربین تعبیه شده در رایانه‌های همراه معمولی قادر ... بیشتر

پردازش سیگنال‌های حیاتی

حذف خودکار آرتیفکت چشمی از سیگنال های مغزی با استفاده از ویژگی های آماری و زمانی- فرکانسی مولفه های مستقل

حسنا قندهاریون؛ عباس عرفانیان امیدوار

دوره 3، شماره 3 ، آذر 1388، ، صفحه 199-211

چکیده

مهمترین مشکل در بررسی و پردازش ثبت های الکتروآنسفالوگرام (EEG) حضور انواع سیگنال های ناخواسته (آرتیفکت ها) است که حذف آنها با روش تحلیل مولفه های مستقل از بهترین گزینه های ممکن است. هدف مساله تحلیل مولفه های مستقل جداسازی کور ترکیبی خطی از منابع مستقل است. با اعمال این روش روی سیگنال های مغزی آغشته به آرتیفکت، آرتیفکت ها به صورت مولفه ... بیشتر مهمترین مشکل در بررسی و پردازش ثبت های الکتروآنسفالوگرام (EEG) حضور انواع سیگنال های ناخواسته (آرتیفکت ها) است که حذف آنها با روش تحلیل مولفه های مستقل از بهترین گزینه های ممکن است. هدف مساله تحلیل مولفه های مستقل جداسازی کور ترکیبی خطی از منابع مستقل است. با اعمال این روش روی سیگنال های مغزی آغشته به آرتیفکت، آرتیفکت ها به صورت مولفه های مستقلی استخراج می شوند. تشخیص خودکار مولفه های مستقل مربوط به آرتیفکت از سایر مولفه ها باید بر اساس معیارهای مناسبی صورت گیرد. هنوز درباره انتخاب این معیارها توافقی کلی وجود ندارد. در این تحقیق مجموعه ای از معیارهای آماری و زمانی- فرکانسی معرفی شده است که می توانند در قالب یک قانون تشخیص و تصمیم گیری خودکار، مولفه های نمایانگر آرتیفکت های چشمی را با دقت بالا شناسایی کنند. در روش پیشنهادی به جای مقایسه معیارهای محاسبه شده برای مولفه ها با سطوح آستانه یا الگوهای خاص، ویژگی های مولفه های یک آزمون با هم مقایسه می شوند و بر اساس یک قانون تصمیم گیری مولفه های نمایانگر آرتیفکت چشمی (اثر پلک زدن و حرکت افقی و عمودی کره چشم) در صورت وجود در آزمون مورد نظر شناسایی و حذف می شوند. عملکرد روش پیشنهادی روی 2000 قطعه 4 ثانیه ای سیگنال EEG حاوی انواع آرتیفکت های چشمی آزمایش شده است. دقت تشخیص روش در مورد این داده ها 92.8% به دست آمده است. آزمون های آماری نشان می دهند که مقادیر معیارهای مربوط به مولفه های آرتیفکت و غیر آرتیفکت تفاوت قابل ملاحظه ای با هم دارند.

پردازش تصاویر پزشکی

به دست آوردن جداره های داخلی بطن چپ به کمک روش سریع مار بی-اسپیلاین تطبیق پذیر و ارائه مدل سه بعدی برای بطن چپ

مهدی مرصوصی؛ جواد علیرضایی؛ آرمن کچاریان

دوره 2، شماره 3 ، آذر 1387، ، صفحه 203-214

چکیده

در این فعالیت تحقیقاتی سعی شده است تا با استفاده از روش مار بی- اسپیلاین، جداره های داخلی بطن چپ قلب استخراج شود. با اعمال اصلاحات و تغییرات مختلف سرعت همگرایی پاسخ و توانایی دوام در برابر اغتشاش افزایش یافته است. با کمک تعریف استراتژی اضافه کردن نقطه گره به کانتور امکان انعطاف بیشتر با حفظ بهینه بودن محاسبات به وجود می آید. به منظور ... بیشتر

انتقال هدفمند دارو / دارورسانی هوشمند

مدلسازی و شبیه‌سازی سازوکار فتوبلیچینگ PpIX به منظور تعیین غلظت دارو درون بافت هدف در فتوداینامیک‌تراپی

نادیا نقوی؛ آمنه سازگارنیا؛ محمدحسین میران‌بیگی

دوره 4، شماره 3 ، آذر 1389، ، صفحه 209-218

چکیده

امروزه ایده درمان فوتوداینامیک (PDT)، یکی از پایه‌های اساسی روش‌های نوین درمان سرطان به‌شمار می‌آید. موضوع حائز اهمیت در کاربرد این روش درمانی، دوزیمتری بهینه است. در حالت بهینه، بهتر است دوزیمتری PDTبر اساس تخمین دوز تجمع یافته اکسیژن یگانه درون بافت و مقایسه آن با مقدار آستانه باشد تا از نتیجه درمان اطمینان حاصل شود. مدلسازی فرایند ... بیشتر

بیومکاترونیک / مکاترونیک زیستی

اندازه‌گیری غیرتهاجمی میزان غلظت خون با استفاده از منابع نوری با طول موج‌های مختلف

سید حمیدرضا حیدری؛ محمدسجاد سکوت؛ برهان بیگ‌زاده

دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، ، صفحه 211-220

چکیده

با توجه به رشد بیماری‌های قلبی و عروقی در جهان، مانیتورینگ علایم حیاتی بدن، مانند ضربان قلب، درصد اکسیژن و فشار خون، به امری ضروری بدل شده است. در سال‌های اخیر، استفاده از سیگنال فوتوپلتیسموگرافی تصویری برای اندازه‌گیری علایم حیاتی، همواره یکی از موضوع‌های مورد علاقه‌ی محققان بوده است. بیماری آنمی یا کم‌خونی یکی از بیماریهای ... بیشتر با توجه به رشد بیماری‌های قلبی و عروقی در جهان، مانیتورینگ علایم حیاتی بدن، مانند ضربان قلب، درصد اکسیژن و فشار خون، به امری ضروری بدل شده است. در سال‌های اخیر، استفاده از سیگنال فوتوپلتیسموگرافی تصویری برای اندازه‌گیری علایم حیاتی، همواره یکی از موضوع‌های مورد علاقه‌ی محققان بوده است. بیماری آنمی یا کم‌خونی یکی از بیماریهای شایع، به خصوص در میان زنان، به شمار می‌رود که ناشی از کاهش مقدار هموگلوبین خون می‌باشد. در این مقاله، با استفاده از روش فوتوپلتیسموگرافی تصویری، که روشی نوین برای شناخت انواع مختلف بیماری‌ها است، میزان درصد هموگلوبین خون، با یک مقدار مطلوب، توسط بستر فیزیکی ساخته شده و اجرای الگوریتم پیشنهاد داده شده، تخمین زده می‌شود. در این روش، ابتدا از نبض قابل مشاهده‌ی نوک انگشت اشاره‌ی انسان، به کمک منابع تامین کننده‌ی نور، با طول موج‌های سفید، 520 و 980 نانومتر، فیلم‌برداری شده است. در مرحله‌ی بعد، پس از به دست آوردن سیگنال‌های نبض با توجه به منابع نوری با طول موج معین، عمل پیش‌پردازش روی سیگنال‌ها انجام شده و بر اساس سیگنال فوتوپلتیسموگرافی به دست آمده از تصاویر، ویژگی‌های زمانی مبتنی بر فیزیک مساله، استخراج شده است. در مرحله‌ی نهایی، به کمک برازش منحنی ماشین بردار پشتیبان، پیش‌بینی با دقت 82 درصد انجام شده که خود تاییدی بر صحت و درستی پیاده‌سازی الگوریتم پیشنهادی، با توجه به بستر فیزیکی ساخته شده، می‌باشد.

مهندسی عصبی عضلانی

مدل جعبه سیاهِ دست فلج برای کاربردِ کنترل حرکت رسش به‌کمک FES در افراد با آسیب نخاعی

راحله شفائی؛ سید محمدرضا هاشمی گلپایگانی

دوره 5، شماره 3 ، آذر 1390، ، صفحه 214-228

چکیده

یکی از مسائل کلیدی در نایل شدن به کنترل موفق FES، استفاده از یک مدل مناسب و صحیح از سیستم تحت تحریک الکتریکی است که به‌میزان کافی بیان‌کننده‌ی رفتار آن سیستم باشد. مدل‌های محاسباتی کلاسیک که به‌طور متعارف برای این منظور استفاده می‌شوند، ماهیتی جزء‌نگر دارند؛ بنابراین نمی‌توانند اندرکنش موجود در سیستم بیولوژیک را لحاظ کنند. با ... بیشتر یکی از مسائل کلیدی در نایل شدن به کنترل موفق FES، استفاده از یک مدل مناسب و صحیح از سیستم تحت تحریک الکتریکی است که به‌میزان کافی بیان‌کننده‌ی رفتار آن سیستم باشد. مدل‌های محاسباتی کلاسیک که به‌طور متعارف برای این منظور استفاده می‌شوند، ماهیتی جزء‌نگر دارند؛ بنابراین نمی‌توانند اندرکنش موجود در سیستم بیولوژیک را لحاظ کنند. با توجه به این محدودیت‌ها، اخیرا مدل‌های رفتاری که جعبه سیاه هستند اغلب استفاده می‌شوند. این مدل‌ها روی دینامیک ورودی/ خروجی، که همانا اطلاعات مورد نیاز مدل‌سازی برای طراحی کنترل است تمرکز دارند؛ بدین‌ترتیب به سیستم به عنوان یک کل، که تعاملات بین اجزا را در خود نهفته دارد، پرداخته می‌شود. تاکنون چنین مدلی برای حرکت مفصل آرنج ارائه نشده است. از این رو در این پژوهش، با استفاده از شبکه‌های عصبی دینامیک، شامل شبکه‌های جلوسو با تاخیر زمانی و بازگشتی، به ارائه و اعتبارسنجیِ یک مدل جعبه سیاه از حرکت مفصل آرنج در صفحه‌ی افق، برای کابردهای کنترل حرکت رساندن دست، در افرادی با ضایعه‌ی نخاعی 6C/‍5Cپرداخته شده است. نهایت انعطاف‌پذیری معماری جلوسو با تاخیر زمانی، در یک ساختار دو لایه با 5 نورون پنهان و استفاده از 25/1 ثانیه از سوابق ورودی، با شاخص عملکرد ضریب همبستگی متقابل %86/89 و نرمالیزه شده‌ی میانگین مربعات خطای % 85/4 رخ داد و به‌عنوان مدلِ برگزیده‌ی این معماری معرفی گردید. بهترین شبکه‌ی بازگشتی با معماری NARX و تعداد سوابق ورودی و خروجی‌ِ برابر نیز، در ساختاری دو لایه با 12 نورون در لایه‌ی پنهان و استفاده از 1/0 ثانیه از سوابق، با شاخص عملکرد همبستگی متقابل %50/92 و نرمالیزه شده‌ی میانگین مربعات خطای % 06/4 رخ داد و به‌عنوان مدلِ برگزیده‌ی این معماری معرفی گردید. مقایسه‌ی بهترین نتایج آموزش با استفاده از شبکه جلوسو از هر دو جنبه‌ی کمی و کیفی به شکل آشکاری بیان‌‌کننده‌ی برتری شبکه‌های بازگشتی در شناسایی سیستم مورد مطالعه است.

پردازش تصاویر پزشکی

استخراج و تحلیل نیمه‌خودکار تومورهای مغزی GBM از تصاویر چندپارامتری تشدید مغناطیسی

ندا بهزادفر؛ حمید سلطانیان‌زاده

دوره 7، شماره 3 ، آذر 1392، ، صفحه 219-236

چکیده

تحلیل تومورهای مغزی در تصاویر چندپارامتری تشدید مغناطیسی امری مهم است. اگر کاربر این کار به صورت دستی انجام دهد، علاوه بر اتلاف زمان زیاد، سبب کاهش دقت و قابلیت تکرارپذیری تحلیل می‌شود. خودکار کردن این تحلیل به دلیل تنوع زیاد در ظاهر بافت توموری بیماران مختلف، ساختار پیچیده بافت‌‌های توموری و همچنین شباهت بافت‌‌های توموری و سالم ... بیشتر تحلیل تومورهای مغزی در تصاویر چندپارامتری تشدید مغناطیسی امری مهم است. اگر کاربر این کار به صورت دستی انجام دهد، علاوه بر اتلاف زمان زیاد، سبب کاهش دقت و قابلیت تکرارپذیری تحلیل می‌شود. خودکار کردن این تحلیل به دلیل تنوع زیاد در ظاهر بافت توموری بیماران مختلف، ساختار پیچیده بافت‌‌های توموری و همچنین شباهت بافت‌‌های توموری و سالم امری چالش‌‌برانگیز است. در این مقاله راهکاری برای به حداقل رساندن نقش کاربر در تحلیل تصاویر تشدید مغناطیسی به منظور استخراج تومورهای مغزی Glioblastoma Multiform (GBM)- که از بدخیم‌‌ترین انواع تومورهای مغزی هستند- ارائه شده است. در این مقاله، از 12 بیمار دارای تومور GBM تصویربرداری به عمل آمد. سپس با استفاده از روشی مستقل از کاربر و بدون نیاز به پارامترهای ابتدایی، ناحیة توموری از تصاویر با وزن T1 بعد از تزیق ماده حاجب Gd، با دقت زیادی استخراج شد. در روش ارائه شده در هیچ مرحله‌‌ای به حضور کاربر نیاز نیست و تمام پیکسل‌‌های ناحیة روشن ((Gd-enhanced بدون توجه به محل ابتدایی آنها استخراج می‌‌شوند. مقایسة ناحیة Gd-enhanced استخراج شده در این روش با ناحیة انتخاب شده توسط فردی ماهر نشان‌‌دهندة کارایی زیاد روش است (R2= 0.97). به منظور ارزیابی روش پیشنهادی در کاربردی عملی، از آن در پیش‌‌بینی آثار درمان تومورهای مغزی GBM با استفاده از بواسیزوماب استفاده شد. بواسیزوماب (Bevacizumab) یکی از داروهایی است که به دلیل توانایی زیاد در متوقف کردن رشد تومور و حتی کاهش اندازه تومور به آن بسیار توجه شده است. در این راستا از 12 بیمار دارای تومور GBM در مرحله‌ قبل و مدتی پس از درمان تصویربرداری به عمل آمد. میزان کاهش نسبی حجم ناحیة Gd-enhanced استخراج شده در تصاویر با وزن T1 بعد از تزیق ماده حاجب Gd، معیاری از پاسخ بیماران به دارو در نظر گرفته شد. سپس با استفاده از طبقه‌‌بندی‌‌کننده KNN تصاویر سری اول به اجزای ماده سفید، ماده خاکستری و مایع مغزی- نخاعی تجزیه شدند و از آنها برای تشکیل تصاویر ویژه استفاده شد. این کار سبب حذف نقش کاربر در تشکیل تصاویر ویژه و افزایش قابلیت تکرارپذیری روش شد. در ادامه با استفاده از تحلیل هیستوگرام، ویژگی‌های مناسب از ناحیة Gd-enhanced استخراج شدند؛ سپس معادلات پیشگویی پاسخ بیماران به داروی مذکور برحسب ویژگی‌های به دست آمده در قسمت قبل محاسبه شدند. در بهترین حالت ضریب همبستگی 0.91 به دست آمد که نشان‌‌دهندة امکان پیش‌‌بینی نتیجة درمان بواسیزوماب برای بیماران دارای GBM با استفاده از تصاویر تشدید مغناطیسی در روشی با حداقل نقش کاربر است. مقایسة نتایج به دست آمده در این روش با پژوهش‌‌های قبلی نشان‌‌دهندة کارایی زیاد روش در کنار مستقل بودن آن از کاربر است.

ابزاردقیق پزشکی

تشخیص وضعیت غیرعادی و تصحیح خطاهای گذرا به‌صورت بی‌درنگ در شبکه‌های حسگر بی‌سیم بدنی

محمد سعید زارع ده‌آبادی؛ مهران جاهد

دوره 10، شماره 3 ، مهر 1395، ، صفحه 231-244

چکیده

شبکه‌های حسگر بی‌سیم بدنی، مجموعه‌ای از حسگرهای حیاتی برای مشاهدة وضعیت سلامت بیماران از راه دور هستند. تشخیص و تمایز وضعیت‌های غیرعادی، شامل خطای حسگرها یا وضعیت‌های اضطراری، علاوه‌بر رفع نیاز دائمی به متخصص، می‌تواند باعث کاهش نرخ هشدارهای نادرست شود. در این پژوهش، برای تشخیص و تمایز وضعیت‌های غیرعادی، روشی تک‌متغیره، بدون ... بیشتر

نانوبیوتکنولوژی / نانوبیولوژی

توسعه‌ی تئوری تماسی ویسکوالاستیک برای میکرو/نانوذرات زیستی استوانه‌ای

یوسف حبیبی سوها؛ محدثه مظفری؛ محرم حبیب‌نژاد کورایم

دوره 11، شماره 3 ، آبان 1396، ، صفحه 231-242

چکیده

در اغلب تئوریهای تماس، که از پرکاربردترین آن‌ها میتوان به سه مدل هرتز،DMT و JKR اشاره کرد، ذرات زیستی به‌صورت جسم کروی الاستیک در نظر گرفته شدهاند که این فرض مناسبی نیست. الاستیک در نظر گرفتن ذرات زیستی منجر به نادیده گرفتن تاریخچه‌ی بارگذاری میشود که در نتیجه‌ی آن، تاریخچه‌ی تنشها و کرنشهای وارد بر ماده مورد ... بیشتر در اغلب تئوریهای تماس، که از پرکاربردترین آن‌ها میتوان به سه مدل هرتز،DMT و JKR اشاره کرد، ذرات زیستی به‌صورت جسم کروی الاستیک در نظر گرفته شدهاند که این فرض مناسبی نیست. الاستیک در نظر گرفتن ذرات زیستی منجر به نادیده گرفتن تاریخچه‌ی بارگذاری میشود که در نتیجه‌ی آن، تاریخچه‌ی تنشها و کرنشهای وارد بر ماده مورد بررسی قرار نمیگیرد. بنابراین، در بخش اول به توسعه‌ی سه مدل بیان شده، از حالت الاستیک به ویسکوالاستیک در هندسه‌ی کروی پرداخته شد. شبیهسازی و مقایسه‌ی این سری تئوری با دادههای تجربی به دست آمده از آزمایش دندانهگذاری سلول سرطانی MCF-10A به‌وسیله‌ی میکروسکوپ نیروی اتمی در این مقاله، نشان داد که حالت ویسکوالاستیک نسبت به حالت الاستیک پیشبینی بهتری را از رفتار نیرو-دندانهگذاری این سلول ارائه میدهد. سپس، با توجه به اینکه اکثر باکتریها دارای هندسهای نزدیک به استوانه هستند، اقدام به توسعه و مدلسازی تئوری‌های تماسی ویسکوالاستیک برای تماس یک کره و یک استوانه شد. پس از آن، به شبیهسازی تماس الاستیک و ویسکوالاستیک برای سه دسته‌ی نانوباکتری اپیدرمیدیس، سالیویروس و آئروس، با استفاده از سری دوم تئوریهای توسعه داده‌شده پرداخته شد. مقایسه‌ی نتایج شبیهسازی تماس الاستیک و ویسکوالاستیک با نتایج آزمایشگاهی موجود (دندانهگذاری به‌وسیله‌ی میکروسکوپ نیروی اتمی)، نشان داد که در نظر گرفتن حالت الاستیک برای شبیهسازی تماس نانوذرات زیستی مناسب نبوده و نتایج غیردقیقی را ارائه میدهد. هم‌چنین، مقایسه‌ی نمودار شعاع تماس برحسب عمق دندانهگذاری در دو تئوری الاستیک و ویسکوالاستیک نشان داد که به ازای میزان شعاع تماسی ایجادشده‌ی یک‌سان، میزان عمق دندانهگذاری در حالت الاستیک از ویسکوالاستیک بیشتر است.

دوره 17 (1402)

دوره 16 (1401)

دوره 15 (1400)

دوره 14 (1399)

دوره 13 (1398)

دوره 12 (1397)

دوره 11 (1396)

دوره 10 (1395)

دوره 9 (1394)

دوره 8 (1393)

دوره 7 (1392)

دوره 6 (1391)

دوره 5 (1390)

دوره 4 (1389)

دوره 3 (1388)

دوره 2 (1387)

دوره 1 (1386)

دوره -2 (1384)

دوره -1 (1383)

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده