بیومکانیک ارتوپدی
سید محمدجواد مرتضوی؛ فرزام فرهمند؛ سعید بهزادی‌پور؛ علی یگانه
دوره 12، شماره 1 ، خرداد 1397، ، صفحه 63-74
چکیده
میلهگذاری درون‌استخوانی روشی رایج در درمان شکستگیهای تنهی استخوان فمور میباشد. به علت تغییر شکل میله در فرایند جای‌گذاری درون کانال استخوان، بستن پیچ انتهایی میله برای جراحان چالش برانگیز و زمانبر است. تغییر شکل میله باعث میشود که استفاده از فیکسچرهای متصل به میله برای یافتن محل صحیح سوراخ انتهایی، کارآمد نباشد. ...
بیشتر
میلهگذاری درون‌استخوانی روشی رایج در درمان شکستگیهای تنهی استخوان فمور میباشد. به علت تغییر شکل میله در فرایند جای‌گذاری درون کانال استخوان، بستن پیچ انتهایی میله برای جراحان چالش برانگیز و زمانبر است. تغییر شکل میله باعث میشود که استفاده از فیکسچرهای متصل به میله برای یافتن محل صحیح سوراخ انتهایی، کارآمد نباشد. در مطالعات پیشین برای تعیین موقعیت و راستای سوراخ انتهایی، اغلب تنها هندسهی قسمت انتهایی میله مورد توجه قرار گرفته است. هدف پژوهش حاضر بررسی فرضیه‌ی امکان استفاده‌ی ترکیبی از روشهای تحلیل مکانیکی میله و دادههای تصویری برای تعیین موقعیت سوراخ انتهایی میله میباشد. در روش پیشنهادی، رفتار میله با توجه به مشخصات هندسی آن (نسبت طول به قطر بین 25 تا 50) با استفاده از مدل تیر اویلر-برنولی شبیهسازی شده و الگوی تغییر شکل آن به دست می‌آید. سپس با انطباق الگوی تغییر شکل بر تصویر میله در صفحهی کناری و استفاده از الگوریتم تکراری نزدیکترین نقاط، تغییر شکل میله و موقعیت سوراخ انتهایی محاسبه می‌گردد. به منظور ارزیابی فرضیه‌ی پژوهش و سنجش دقت محاسبه‌ی موقعیت سوراخ انتهایی بر اساس روش پیشنهادی، آزمایش روی 5 نمونه از استخوان فمور جسد انسان صورت پذیرفت و موقعیت پیش‌بینی شده و واقعی سوراخ انتهایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با استفاده از تحلیل مکانیکی و دادههای تصویری از انحنای میله، موقعیت سوراخ‌های انتهایی با خطای موثر میانگین 84/0 میلی‌متر و خطای حداکثر 3/1 میلی‌متر محاسبه می‌گردد. انتظار می‌رود که با ترکیب روش پیشنهادی با روشهای تصویری مبتنی بر شکل سوراخ، بتوان در آینده به خطای کم‌تر از میلی‌متر در تعیین موقعیت سوراخ دست یافت.
رباتیک در پزشکی / بیورباتیک
مجتبی شریفی؛ سعید بهزادی پور؛ حسن سالاریه؛ فرزام فرهمند
دوره 9، شماره 1 ، فروردین 1394، ، صفحه 85-98
چکیده
در این پژوهش به منظور کنترل سیستم‌های جراحی رباتیک ِعملیات از راه دور، یک روش کنترل امپدانس دوجانبهی تطبیقی غیرخطی به همراه شناسایی بلادرنگ پارامترهای مدل بافت نرم ارائه شدهاست. از یک مدل ویسکوالستیک خطی با یک جرم (اینرسی) اضافه در مدلسازی دینامیکی بافت که ِدر تعامل با ربات است، استفاده شدهاست. یکی از اهداف این کنترلر یا ...
بیشتر
در این پژوهش به منظور کنترل سیستم‌های جراحی رباتیک ِعملیات از راه دور، یک روش کنترل امپدانس دوجانبهی تطبیقی غیرخطی به همراه شناسایی بلادرنگ پارامترهای مدل بافت نرم ارائه شدهاست. از یک مدل ویسکوالستیک خطی با یک جرم (اینرسی) اضافه در مدلسازی دینامیکی بافت که ِدر تعامل با ربات است، استفاده شدهاست. یکی از اهداف این کنترلر یا کنترلگر دوجانبهی تطبیقی، تنظیم امپدانس عملگر نهایی ربات راهبر بر اساس پارامترهای امپدانسی بافت نرم، که بلادرنگ در سمت ربات پیرو شناسایی میشود، است. هدف دیگر، تعقیب مسیر ربات راهبر توسط ربات پیرو است. اثبات پایداری سیستم عملیات از راه دور به همراه اثبات عملکردهای تعقیب مسیر و تعقیب نیرو، با درنظر گرفتن کنترلر دوجانبه و استفاده از تئوری لیاپانوف انجام شدهاست. روش کنترلی مطرحشده میتواند سیستم‌های عملیات از راه دور (مانند سیستم‌های جراحی ، توان‌بخشی و یا سونوگرافی از راه دور) که با بافت نرم در تعامل هستند، را به صورت دوجانبه کنترل نماید. با استفاده از شبیهسازی بر روی یک ربات دو درجهی آزادی با دینامیک غیرخطی، عملکرد کنترلر ارائهشده در تعقیب نیرو، تعقیب موقعیت و نیز شناسایی پارامترهای بافت نرم بررسی شدهاست.
داریوش نظری نسب؛ علیرضا میرباقری؛ فرزام فرهمند؛ الناز افشاری
دوره 7، شماره 4 ، اسفند 1392، ، صفحه 311-319
چکیده
در جراحی لاپاراسکوپی، امکان لمس مستقیم بافتهای ناحیه جراحی برای جراح وجود ندارد و در نتیجه جراح نمی‌‌تواند با استفاده از حس لامسه، رفتار مکانیکی بافت را ارزیابی کند و وضعیت سلامت یا بیماری آنرا تمیز دهد. علاوه بر این مشخصات بیومکانیکی بافتهای نرم داخل شکمی در حالت زنده از جمله دادههای اصلی مورد نیاز برای نرم‌افزارهای شبیه‌ساز ...
بیشتر
در جراحی لاپاراسکوپی، امکان لمس مستقیم بافتهای ناحیه جراحی برای جراح وجود ندارد و در نتیجه جراح نمی‌‌تواند با استفاده از حس لامسه، رفتار مکانیکی بافت را ارزیابی کند و وضعیت سلامت یا بیماری آنرا تمیز دهد. علاوه بر این مشخصات بیومکانیکی بافتهای نرم داخل شکمی در حالت زنده از جمله دادههای اصلی مورد نیاز برای نرم‌افزارهای شبیه‌ساز جراحی هستند. این پژوهش به منظور طراحی و تحلیل ابزار رباتیکی جدیدی انجام شده است که بتواند با گرفتن و فشردن بافتهای نرم و حجیم درون شکمی دادههای نیرو- جابه‌جایی آنها را استخراج کند. ابزار طراحی شده همانند دستی رباتیک با دو انگشت است که با استفاده از یک مکانیزم متواز‌‌‌ی الاضلاعی باز و بسته میشود. به منظور جلوگیری از حرکت افقی انگشتان و عدم لغزش ابزار روی بافت در ناحیه تماس، از یک مکانیزم ترکیبی با دو لغزنده مرتبط و یک بادامک جبران‌‌ساز استفاده شده است. نتایج تحلیل سینماتیک نشان‌‌دهندة کارایی مکانیزم طراحی شده برای حرکت خالص قائم انگشتان به صورت موازی با یکدیگر است. همچنین نتایج تحلیل دینامیک پس از بهینه‌‌سازی ابعاد مکانیزم حاکی از نیروی عملگر حداکثر 65 نیوتن برای اعمال نیروی فشاری 10 نیوتنی به بافت است که در زوایای میانی بسته شدن ابزار رخ می‌‌دهد.
مهندسی توان‌بخشی
محمد صالحی امینی؛ سیاوش کاظمی راد؛ سامان محمدی؛ رویا نریمانی؛ فرزام فرهمند
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 121-132
چکیده
استفاده از تابش مایکروویو به عنوان یک روش کمکی برای کاهش زمان سنتز و رسیدن به ساختاری همگنتر، از رویکردهای جدید در سنتز پودرهای کلسیمفسفات دوفازی است. در این پژوهش مشخصهیابی نانوپودرهای کلسیمفسفات دوفازی سنتز شده به کمک مایکروویو انجام شد. تغییرات فازی، ترکیب شیمیایی، مورفولوژی و اندازه ذرات توسط تکنیکهای پراش پرتو ایکس، اسپکتروسکوپی ...
بیشتر
استفاده از تابش مایکروویو به عنوان یک روش کمکی برای کاهش زمان سنتز و رسیدن به ساختاری همگنتر، از رویکردهای جدید در سنتز پودرهای کلسیمفسفات دوفازی است. در این پژوهش مشخصهیابی نانوپودرهای کلسیمفسفات دوفازی سنتز شده به کمک مایکروویو انجام شد. تغییرات فازی، ترکیب شیمیایی، مورفولوژی و اندازه ذرات توسط تکنیکهای پراش پرتو ایکس، اسپکتروسکوپی مادون قرمز با انتقال فوریه، و و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شدند. نتایج حاکی از آن بود که استفاده از مایکروویو به عنوان یک کمک سنتز منجر به بهبود میزان بلورینگی شده و اندازه بلورکها در محدوده 16 تا 27 میلی‌متر افزایش مییابد. میزان فاز هیدروکسیآپاتیت نیز در کلسیمفسفاتهای دوفازی در محدوده 5 تا 17 درصد تغییر کرده است. نمونه تولید شده در محلول مایع شبیهسازی شده بدن قرار گرفت. نتایج نشان داد که با حضور بتاتریکلسیمفسفات ph محلول کاهش مییابد که خود گویای رفتار زیستتخریبپذیری آن است. همچنین جوانهزنی و رشد ذرات هیدروکسیآپاتیت بر روی نمونههای بتاتریکلسیمفسفات سنتز شده به کمک مایکروویو، پس از قرارگیری در محلول اسبیاف به مورفولوژی میلهایشکل رسیدند.
بیومکانیک استخوان
سید حامد حسینی نسب؛ فرزام فرهمند؛ محمدحسین کارگرنوین؛ محسن کرمی
دوره -1، شماره 2 ، بهمن 1383، ، صفحه 159-172
چکیده
در این مطالعه، چندین مدل المان محدود خطی و غیر خطی از ستون مهره در حالت سالم و تثبیت شده مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل سالم با استفاده از تصاویر سی تی اسکن توسعه یافته و پس از بررسی اعتبار آن، عمل تثبیت با استفاده از دو نوع ایمپلنت رایج شبیه سازی شده است. نتایج مدل ها، شامل رفتار بار- تغییر مکان و توزیع تنش در ساختارهای مختلف مورد بررسی ...
بیشتر
در این مطالعه، چندین مدل المان محدود خطی و غیر خطی از ستون مهره در حالت سالم و تثبیت شده مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل سالم با استفاده از تصاویر سی تی اسکن توسعه یافته و پس از بررسی اعتبار آن، عمل تثبیت با استفاده از دو نوع ایمپلنت رایج شبیه سازی شده است. نتایج مدل ها، شامل رفتار بار- تغییر مکان و توزیع تنش در ساختارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. هم چنین اثر تغییر در پارامترهای هندسی پدیکل، خطای جای‌گذاری و خصوصیات پیوند استخوانی بر نحوه توزیع تنش در ساختارها ستون مهره و اجزای ایمپلنت، با استفاده از یک مدل پارامتری بررسی شده است. نتایج حاصله بر مزیت ایمپلنت های تیتانیومی نسبت به ایمپلنت های فولادی، لزوم استفاده از یک پیوند استخوانی قدامی و افزایش احتمال شکست پیچ در اثر پوکی استخوان در مجموعه های تثبیت شده تاکید می کنند. هم چنین بر مبنای نتایج مطالعه، استفاده از پیچ هایی با قطر بزرگتر برای پدیکل هایی که دارای طول قدامی– خلفی هستند و پرهیز از خطاهای جای‌گذاری، به منظور کاهش احتمال شکست پیچ های پدیکل به جراحان توصیه شده است.
