بیوسرامیک / سرامیک زیستی
مهرداد داودی؛ سید محمدرضا شکوهیان؛ مهدی باقری روچی؛ مسعود عبداللهی؛ سها برویس؛ مریم هویت‌طلب؛ محمد پرنیان‌پور
دوره 14، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 81-96
چکیده
شانه به دلیل داشتن درجه‌های آزادی متعدد، یک مفصل پیچیده در سیستم اسکلتی عضلانی به حساب می‌آید. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از تئوری سینرجی‌های متغیر با زمان، مشخص شود که اعصاب مرکزی برای ایجاد حرکت در شانه چگونه بر پیچیدگی‌های کنترلی مساله فائق می‌آید. در این راستا، تمرین‌هایی در یک فضای سه‌بعدی اطراف بدن همراه با حرکت ...
بیشتر
شانه به دلیل داشتن درجه‌های آزادی متعدد، یک مفصل پیچیده در سیستم اسکلتی عضلانی به حساب می‌آید. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از تئوری سینرجی‌های متغیر با زمان، مشخص شود که اعصاب مرکزی برای ایجاد حرکت در شانه چگونه بر پیچیدگی‌های کنترلی مساله فائق می‌آید. در این راستا، تمرین‌هایی در یک فضای سه‌بعدی اطراف بدن همراه با حرکت رفت و برگشتی میله‌ی منعطف در نرم‌افزار Anybody مدلسازی شده، سطوح فعالیت 12 عضله‌ی منتخب در کنار گشتاور آن‌ها حول مفصل به عنوان خروجی ثبت گردیده و نتایج تحت یک ماتریس کلی طبق مفهوم سینرجی‌های عمل‌کردی به عنوان ورودی به یک الگوریتم بهینه‌سازی گرادیان محور جهت تعیین بردارهای سینرجی اعمال شده است. شیفت‌های زمانی با روش matching pursuit و ضرایب بزرگی با روش non-negative least square در هر مرحله از حل به دست آمده است. با کمک معیار R2، 5 سینرجی تونیک و 5 سینرجی فازیک انتخاب شده است که توانایی بازسازی 79% از کل داده‌ها و نیز توانایی بازسازی الگوی فعالیت عضلات مربوط به یک تمرین غیر از تمرین‌های اولیه را با دقت 60% دارند. هر یک از سینرجی‌ها همراه با عضلات فعال در آن، در بخش‌های مشخصی از فضای فعال بوده‌اند. عضله‌ی serratus در اکثر سینرجی‌ها فعال بوده که اهمیت این عضله در انجام تمرینات با میله را نشان میدهد. در سینرجی 1، عضلات اکستنسوری سه‌سر فعال بوده اما عضله‌ی فلکسوری-ابداکتوری دوسر در محدوده‌ی سینرجی‌های 4 و 5 در فضای بالای سر فعال شده است. شکل‌گیری ترکیب آگونستیک و آنتاگونستیک بین دو یا چند سینرجی و نیز شکل‌گیری الگوی هم‌کاری متغیر با زمان بین عضلات در هر سینرجی در طول حرکت از دیگر نتایج این تحقیق است. این تحقیق نشان داده که پیچیدگی محاسباتی یافتن شیفت‌های زمانی به دلیل یک‌سان بودن سرعت در تمام تمرین‌ها و نیز جدا کردن بخش‌های تونیک و فازیک به دلیل گشتاور کم وزن دست و میله حول مفصل، نتوانسته درک نورولوژیک جدیدی را ارائه دهد اما به کارگیری سینرجی‌های عمل‌کردی برای تحلیل‌های دقیق‌تر موثر بوده است.
بیومکانیک
مهدی باقری روچی؛ مهرداد داودی؛ محمد پرنیان‌پور
دوره 13، شماره 2 ، شهریور 1398، ، صفحه 177-187
چکیده
تغییر در الگوهای فعالیت عضلانی یکی از عوامل و نیز پیامدهای کمردرد غیراختصاصی مزمن به شمار میرود. در مطالعات اخیر استفاده از سینرجی عضلانی به عنوان راه‌کاری ارزنده برای تحلیل نحوه‌ی هم‌کاری عضلات در حرکات بدن معرفی شده است. در این مقاله، روش مطالعاتی جدیدی برای مدلسازی بالاتنه و استخراج سینرجی‌های عضلانی متغیر با زمان در حرکات ...
بیشتر
تغییر در الگوهای فعالیت عضلانی یکی از عوامل و نیز پیامدهای کمردرد غیراختصاصی مزمن به شمار میرود. در مطالعات اخیر استفاده از سینرجی عضلانی به عنوان راه‌کاری ارزنده برای تحلیل نحوه‌ی هم‌کاری عضلات در حرکات بدن معرفی شده است. در این مقاله، روش مطالعاتی جدیدی برای مدلسازی بالاتنه و استخراج سینرجی‌های عضلانی متغیر با زمان در حرکات صفحه‌ای خم شدن کمر ارائه شده است. از این رو، با در نظر گرفتن 18 عضله‌ی تاثیرگذار و تابع هزینه‌ی ترکیبی کمینه‌ی جرک- انرژی، 24 حرکت و الگوهای عضلانی متناظر آن‌ها شبیه‌سازی شده است. جهت بررسی نقش سرعت، الگوی فعالیت عضلانی به دو بخش تونیک، برای غلبه بر نیروی گرانش و بخش فازیک، متناسب با سرعت حرکت بالاتنه تقسیم‌بندی شده است. در ادامه برای هر جهت، سه زمان دست‌یابی به هدف برابر با 75/0، 1 و 2 ثانیه لحاظ گردیده است. نتایج نشان میدهد که 77% از الگوی عضلانی حرکات کمر با استفاده از 4 سینرجی فازیک و 4 سینرجی تونیک حاصل میگردد. سینرجی‌های به دست آمده کاملا تحت تاثیر جهت و سرعت حرکت میباشند به گونه‌ای که هر جفت از سینرجی فازیک و تونیک در یکی از جهت‌های اصلی بیش‌ترین تاثیر را ایفا می‌کنند. از طرفی افزایش سرعت، باعث افزایش ضریب بزرگی و سریع‌تر فعال شدن سینرجی‌های فازیک نسبت به حالت معمول میشود. در ادامه با در نظر گرفتن حرکت ترکیبی 45 درجه خمش به جلو همراه با 30 درجه خمش به چپ، 2/77% از الگوهای عضلانی حرکت با استفاده از سینرجی‌های متغیر با زمان بازسازی شده است. میتوان گفت که استفاده از سینرجی‌های عضلانی، توضیح مناسبی را برای چگونگی هم‌کاری عضلات در تولید حرکت در جهت‌ها و سرعت‌های مختلف ارائه میدهد.
مدلسازی حرکت انسان
حسین احسانی؛ مصطفی رستمی؛ محمد پرنیان پور
دوره 9، شماره 2 ، مرداد 1394، ، صفحه 191-203
چکیده
در مطالعهی حاضر، روشی نوین برای بهدست آوردن معادلات حاکم بر سیستم اسکلتی بدن انسان ارائه شدهاست. در این روش، رویکردی نوین برای وارد کردن ویژگی‌های سینماتیکی مفاصل زیستی و همچنین اثر زنجیره‌های پیچیدهی سینماتیکی سیستم اسکلتی در معادلات حرکت ارائه شدهاست. روش پیشنهادی در این مقاله با استفاده از حساب دیفرانسیل توابع ...
بیشتر
در مطالعهی حاضر، روشی نوین برای بهدست آوردن معادلات حاکم بر سیستم اسکلتی بدن انسان ارائه شدهاست. در این روش، رویکردی نوین برای وارد کردن ویژگی‌های سینماتیکی مفاصل زیستی و همچنین اثر زنجیره‌های پیچیدهی سینماتیکی سیستم اسکلتی در معادلات حرکت ارائه شدهاست. روش پیشنهادی در این مقاله با استفاده از حساب دیفرانسیل توابع ماتریسی، معادلات حاکم بر سیستم اسکلتی را به‌صورت معادلات دیفرانسیل معمولی تحصیل می‌کند. علاوه بر این، ازآنجا که معادلات حاصل به‌صورت بازگشتی ارائه‌شده‌اند، این روش برای بهدست آوردن معادلات دیفرانسیل حرکت سیستم اسکلتی بدن انسان، رویکردی کارا از نظر محاسباتی پیشنهاد می‌کند. به‌منظور بررسی صحت روابط پیشنهادشده در این مقاله، مکانیزمی استاندارد شامل سه حلقهی سینماتیکی بسته موردتوجه قرار گرفت. نتایج حاصل از حل دینامیک مستقیم این مکانیزم با استفاده از روش پیشنهادی، با نتایج ارائه‌شده در سایر مراجع معتبر مقایسه شدند و روش پیشنهادی صحت‌سنجی شد. بهعلاوه، به‌منظور بررسی کاربرد روش پیشنهادی در شبیه‌سازی سیستم اسکلتی بدن انسان، مدلسازی دینامیکی کمربند شانه‌ای در حضور ریتم شانه در دستور کار قرار گرفت. برای توصیف ریاضی ریتم شانه از دو مدل ریاضی استفاده شد: مدل اصلی و مدل ساده‌شده. تفاوت میان نتایج شبیه‌سازی این دو مدل بر ضرورت استفاده از دادههای آزمایشگاهی اصلی برای مدلسازی ریتم شانه تأکید می‌کرد. ازآنجا که علت علاقه‌مندی محققان به استفاده از دادههای ساده‌شدهی ریتم شانه ناشی از محدودیت در فرمول‌های موجود برای مدلسازی سیستم اسکلتی میشود، با استفاده از روش پیشنهادی در این مقاله این مشکل مرتفع میگردد.
آنالیز حرکت انسان
سمانه معینی سده؛ نوید ارجمند؛ محمدعلی سنجری؛ حمیدرضا مختاری‌نیا؛ مرتضی عسگری؛ محمد پرنیان‌پور
دوره 7، شماره 4 ، اسفند 1392، ، صفحه 333-340
چکیده
نقش پایداری در جلوگیری از افتادن در حین انجام فعالیتهای روزمره و شغلی بسیار با اهمیت است. پارامترهای کنترلی مانند راستای حرکت و اعمال بار خارجی می‌‌توانند پایداری حرکت را تحت تأثیر قرار دهند. هدف مطالعه حاضر ارزیابی تأثیر عوامل کنترلی ذکر شده بر پایداری ستون فقرات است. دادههای مورد بررسی، سری زمانی حاصل از زوایای دوران کمر ...
بیشتر
نقش پایداری در جلوگیری از افتادن در حین انجام فعالیتهای روزمره و شغلی بسیار با اهمیت است. پارامترهای کنترلی مانند راستای حرکت و اعمال بار خارجی می‌‌توانند پایداری حرکت را تحت تأثیر قرار دهند. هدف مطالعه حاضر ارزیابی تأثیر عوامل کنترلی ذکر شده بر پایداری ستون فقرات است. دادههای مورد بررسی، سری زمانی حاصل از زوایای دوران کمر مربوط به 19 فرد سالم هستند. هرکدام از افراد حرکت خم و راست شدن را در دو حالت باربرداری قرینه (در صفحه ساجیتال) و غیرقرینه (بین صفحه ساجیتال و صفحه عرضی) و در دو وضعیت بدون بار و با بار 8 کیلوگرمی انجام داده‌‌اند. برای ارزیابی پایداری دینامیک، متناسب با انجام حرکات تکراری، از روش غیرخطی نمای لیاپانوف استفاده شده است. نتایج تجزیه واریانس نشان داد اختلاف معنی‌‌داری (0.016=p) بین دو حالت قرینه و غیرقرینه وجود دارد. مقایسه میانگین حاکی از ناپایدارتر بودن حرکت در راستای قرینه در مقایسه با راستای غیرقرینه بود. برای تفسیر این نتیجه میتوان به عواملی مانند فعالیت بیشتر عضلات مایل داخلی و خارجی و وجود قیود مکانیکیبیشتر در ستون فقرات در طول حرکت غیرقرینه اشاره کرد.نتایج تجزیه واریانس همچنین نشان داد که اعمال بار 8 کیلوگرمی و اثر متقابل راستا در بار تأثیر معناداری بر پایداری دینامیک موضعی نداشته است.
آنالیز حرکت انسان
محمدایمان مخلص‌پور اصفهانی؛ امید زبیری؛ علی اکبری؛ بهزاد مشیری؛ محمد پرنیان‌پور
دوره 7، شماره 4 ، اسفند 1392، ، صفحه 361-369
چکیده
سیستم‌های اندازه‌گیری پوشیدنی تأثیر بسزایی بر بیومکانیک حرکت انسان دارند. این سیستم‌ها قادرند بر حرکات انسان در هنگام فعالیتهای روزانه نظارت کرده؛ برای بدست آوردن پارامترهای مهم سینماتیک این حرکات را تحلیل کنند. در دهة اخیر محققان برای ساخت سیستم‌های پوشیدنی اندازه‌گیری حرکت انسان از حسگرهای اینرسی کمک گرفته‌اند. در این مقاله ...
بیشتر
سیستم‌های اندازه‌گیری پوشیدنی تأثیر بسزایی بر بیومکانیک حرکت انسان دارند. این سیستم‌ها قادرند بر حرکات انسان در هنگام فعالیتهای روزانه نظارت کرده؛ برای بدست آوردن پارامترهای مهم سینماتیک این حرکات را تحلیل کنند. در دهة اخیر محققان برای ساخت سیستم‌های پوشیدنی اندازه‌گیری حرکت انسان از حسگرهای اینرسی کمک گرفته‌اند. در این مقاله سیستم اندازه‌گیری حرکت انسان (SHARIF-HMIS) طراحی و ساخته شده است. این سیستم شامل حسگرهای اینرسی، لباس قابل کشش و واحد ذخیرة اطلاعات است. در این سیستم حسگرها و واحد ذخیرة اطلاعات بر بدن نصب شده؛ قادر خواهد بود اطلاعات حرکتی انسان را در محیطهای خانگی و یا صنعتی ذخیره و تحلیل کند. از مهمترین ویژگی‌های این سیستم، قیمت ارزان، وزن کم آن، قابل پوشیدن بودن و زمان طولانی ذخیرة اطلاعات (حدود 8 ساعت) هستند. همچنین نرمافزاری مخصوص این سیستم طراحی شده است تا از طریق آن اطلاعات حسگرها در رایانه دریافت، ذخیره و تحلیل شود.
مهندسی عصبی عضلانی
امیر حسین اسکندری؛ احسان صداقت نژاد؛ سید جواد موسوی؛ محسن اصغری؛ محمد پرنیان‌پور
دوره 5، شماره 3 ، آذر 1390، ، صفحه 257-273
چکیده
انتخاب الگوی فعال شدن عضلات برای رسیدن به یک هدف خاص به علت پیچیدگی‌های سیستم اسکلتی عضلانی و نحوه غلبه سیستم اعصاب مرکزی به این پیچیدگی‌ها، چندین دهه مورد علاقه محققان در این زمینه بوده است. یکی از پاسخ‌هایی که در این زمینه مطرح شده است، وجود واحدهای (سینرجی) ساده ایست که از ترکیب آن‌هافعالیت‌های پیچیده صورت می‌پذیرند.در این تحقیق ...
بیشتر
انتخاب الگوی فعال شدن عضلات برای رسیدن به یک هدف خاص به علت پیچیدگی‌های سیستم اسکلتی عضلانی و نحوه غلبه سیستم اعصاب مرکزی به این پیچیدگی‌ها، چندین دهه مورد علاقه محققان در این زمینه بوده است. یکی از پاسخ‌هایی که در این زمینه مطرح شده است، وجود واحدهای (سینرجی) ساده ایست که از ترکیب آن‌هافعالیت‌های پیچیده صورت می‌پذیرند.در این تحقیق وجود و همچنین نحوه آرایش این سینرجی ها در ناحیه کمر مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از یک مدل 18 عضله‌ای در سطح L4-L5به صورت استاتیکی استفاده شده است. از ضرایب فعالیت عضلات حاصل از اعمال گشتاور در فضاهای دو بعدی و سه بعدی و اعمال سفتی زاویه به مدل، برای به دست آوردن سینرجی های عضلانی و پایداری استفاده شده است.نتایج این پژوهش نشان میدهد شش سینرجی عضلانی کافی است تا بتوان به تمامی نقاط فضای گشتاوری دست پیدا کرد. همچنین سه سینرجی پایداری قادر است بخشی از فضای سفتی زاویه‌ای مفصل را به وجود آورد. همچنین سینرجی های عضلانی به دست آمده نسبت به تغییر دامنه گشتاور اعمالی مقاوم میباشند. در این پژوهش نشان داده شد که میتوان از ترکیب سینرجی های عضلانی و سینرجی های پایداری، هر فعالیتی را که شامل تولید گشتاور و سفتی زاویه معین در مفصل باشد، را تولید کرد.
بیومکانیک استخوان
محمد نیکخو؛ محمد حق‌پناهی؛ جا لین وانگ؛ محمد پرنیان‌پور
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1390، ، صفحه 21-32
چکیده
پیش‌بینی نحوة ارتباط انواع بارهای مکانیکی با ضایعات دیسک بین مهره‌ای-که برای شناسایی عوامل ریسک بسیار مهم است- صرفاً با انجام آزمایش بر روی موجودات زنده یا بر روی نمونه‌های جسد انسان بسیار مشکل است. روش‌های المان محدود می‌تواند راه‌حل مناسبی در مطالعات یاد شده محسوب شود و رفتار بیومکانیکی دقیق‌تری را از دیسک حاصل کند. لذا هدف ...
بیشتر
پیش‌بینی نحوة ارتباط انواع بارهای مکانیکی با ضایعات دیسک بین مهره‌ای-که برای شناسایی عوامل ریسک بسیار مهم است- صرفاً با انجام آزمایش بر روی موجودات زنده یا بر روی نمونه‌های جسد انسان بسیار مشکل است. روش‌های المان محدود می‌تواند راه‌حل مناسبی در مطالعات یاد شده محسوب شود و رفتار بیومکانیکی دقیق‌تری را از دیسک حاصل کند. لذا هدف اصلی این مقاله، استخراج مدل المان محدود تقارن محوری پروالاستیک غیرخطی یک بخش حرکتی ناحیه کمری ستون فقرات است تا بتوان بر مبنای آن به مطالعه رفتار بیومکانیکی وابسته به زمان آن پرداخت. پس از مقایسة نتایج مدلهای رفتاری مختلف در تحلیل شبه استاتیک و تشریح مدل پروالاستیک، نتایج بارگذاریهای خزش کوتاهمدت، خزش بلند مدت و بارگذاریهای چرخهای ارزیابی شده است. تطابق مناسب نتایج با یافتههای آزمایشگاهی موجود در منابع تحقیق مبین صحت پیش‌بینی مدل در ارائه رفتار بیومکانیکی وابسته به زمان یک بخش حرکتی است. بنابراین برپایة این مدل صحهگذاری شده، میتوان به مطالعه نقش بارگذاریهای دینامیکی مختلف به عنوان عوامل ریسک در شروع فرایند تخریب دیسک بین مهره‌ای پرداخت.
کنترل حرکت انسان
احسان راشدی؛ محمدرضا نساجیان؛ بهمن ناصرالاسلامی؛ محمد پرنیان‌پور
دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1387، ، صفحه 109-122
چکیده
سیستم حرکتی انسان برای اجرای وظایف حرکتی مختلف از راه های گوناگون و قابل انعطافی سازمان دهی شده است. این موضوع اساسا به وسیله راه هایی انجام می شود که سیستم اعصاب مرکزی برای حل مساله نامعینی در سیستم اسکلتی عضلانی به کار می گیرد. در واقع، نامعینی سینتیکی در سیستم اسکلتی عضلانی انسان یک خصوصیت برجسته است که به وسیله آن سیستم اعصاب مرکزی ...
بیشتر
سیستم حرکتی انسان برای اجرای وظایف حرکتی مختلف از راه های گوناگون و قابل انعطافی سازمان دهی شده است. این موضوع اساسا به وسیله راه هایی انجام می شود که سیستم اعصاب مرکزی برای حل مساله نامعینی در سیستم اسکلتی عضلانی به کار می گیرد. در واقع، نامعینی سینتیکی در سیستم اسکلتی عضلانی انسان یک خصوصیت برجسته است که به وسیله آن سیستم اعصاب مرکزی می تواند به اهداف بسیاری دست پیدا کند. در این مطالعه ضمن ارائه تعاریف و بیان نقش مانیفولد کنترل نشده برای سینماتیک حرکت، مفهوم نامعینی سینتیکی با روابط ریاضی بیان می شود. فضای پوچ سیستم با نامعینی سینتیکی هنگامی که گشتاور و یا سختی مشخصی نیاز است، استخراج و روی آن بحث می گردد. ابتدا روابط ریاضی برای یک مدل صفحه ای ساده تر استخراج شد، در این مدل مفاهیم مذکور با استفاده از یک مدل بیومکانیکی سه بعدی 3 درجه آزادی مشخص و سپس روی یک مدل آناتومیکی هیل با 18 عضله اعمال شده است. نتایج به دست آمده می تواند به سازوکارهای مختلف الگوی فعال سازی عضلات برای وظایف و اعمال نیروهای گوناگون اشاره کند و نیز می تواند درک قابل توجهی برای مطالعات بعدی و تمرین های بالینی در رابطه با اختلالات کمری ایجاد نماید.
