بیومکانیک ستون مهرهها
مجتبی شهاب؛ بهزاد سیفی؛ ناصر فتورائی؛ امیرسعید صدیقی
دوره 9، شماره 1 ، فروردین 1394، ، صفحه 1-15
چکیده
ناهنجاریهای هندسی ستون فقرات، بطور کلی با دردهای مزمن کمری و گردنی همراه هستند. در این ناهنجاریها، انحنای ستون مهره در فضای سهبعدی دستخوش تغییراتی میشود که در بسیاری از موارد ضمن کاهش میزان بازشدگی قفسه سینه، به اختلالات تنفسی و اثرات منفی بر روی سیستم قلبی منجر میشود. برای تصحیح این ناهنجاریها و جلوگیری از پیشرفت آنها ...
بیشتر
ناهنجاریهای هندسی ستون فقرات، بطور کلی با دردهای مزمن کمری و گردنی همراه هستند. در این ناهنجاریها، انحنای ستون مهره در فضای سهبعدی دستخوش تغییراتی میشود که در بسیاری از موارد ضمن کاهش میزان بازشدگی قفسه سینه، به اختلالات تنفسی و اثرات منفی بر روی سیستم قلبی منجر میشود. برای تصحیح این ناهنجاریها و جلوگیری از پیشرفت آنها در حالت حاد، جراحان از جراحی فیوژن خلفی ستون مهرهها استفاده میکنند. قبل از انجام عمل جراحی به منظور تشخیص وضعیت بیمار و انتخاب روش مناسب عمل، استخراج برخی پارامترهای کلینیکی مهم ستون فقرات ازجمله انحناها، زوایای کوب، انحراف جانبی، زوایای مهرهها و میزان چرخش آنها در صفحات مختلف ضروری است. دراین پژوهش ابتدا با استفاده از تصاویر توموگرافیک ویرایش شده در نرمافزار میمیکس، مدل سهبعدی ستون مهرهها در قالب ابر نقاط بدستآمد. سپس ضمن تفکیک و جداسازی مهرهها به کمک روشهای خوشهبندی مختلف ازجمله روش شبکهی عصبی خودسازمانده، روش k-میانگین و روش سلسله مراتبی، اطلاعات هندسی مهم مقاطع ستون مهرهها مانند انحناهای ستون مهرهها و زوایای آن با استفاده از الگوریتمهای تخصیص منحنی، بهصورت خودکار استخراج شد. بعلاوه، در حین پیادهسازی الگوریتمهای مشخص، سایر ویژگیهای کلینیکی هریک از مهرهها ازجمله کمینه و بیشینه ارتفاع مهره در سه بعد، طول و عرض جسم مهرهای و نیز جابجایی نسبی مهرهها به صورت خودکار محاسبه گردید. بهمنظور اعتبارسنجی روشهای ارائهشده و اندازههای استخراجشده، مقادیر بهدستآمده در هر مرحله توسط یک رادیولوژیست و یک جراح ستون فقرات که نسبت به اهداف و نتایج تحقیق ناآگاه بودند، محاسبه شدند. با مقایسهی مقادیر متناظر، اعتبار نتایج و کارایی بالای الگوریتمهای پیشنهادی تأیید گردید.
بیومکانیک قلب و عروق
محمد شفیق؛ ناصر فتورائی؛ امیرسعید صدیقی
دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1390، ، صفحه 297-304
چکیده
خواص مکانیکی شریانهای مغزی، با توجه به ارتباطشان با بیماریهای این عضو، از ارزش بالینی بالایی برخوردار هستند. در راستای تحقق اهداف پروژه یک دستگاه آزمون کشش دومحوری منحصراً برای این مطالعه و با توجه به ابعاد، حساسیت و ماهیت ناهمگن نمونهها ساخته شد. سپس هشت نمونه از شریان مغزی میانی از جسد انسانهایی که مرگشان به علت جراحات یا ...
بیشتر
خواص مکانیکی شریانهای مغزی، با توجه به ارتباطشان با بیماریهای این عضو، از ارزش بالینی بالایی برخوردار هستند. در راستای تحقق اهداف پروژه یک دستگاه آزمون کشش دومحوری منحصراً برای این مطالعه و با توجه به ابعاد، حساسیت و ماهیت ناهمگن نمونهها ساخته شد. سپس هشت نمونه از شریان مغزی میانی از جسد انسانهایی که مرگشان به علت جراحات یا بیماری عروق مغزی نبود، از اجساد گرفته شدند. نمونهها طی کمتر از دوازده ساعت بعد از جدا کردنشان از جسد، توسط دستگاه آزمون کششی دومحوری آزموده شدند. منحنی تنش-کشش بهدست آمده از آزمونها رسم شدند و سپس با مدل ریاضیای که فانگ برای بافت با خاصیت هایپرالاستیک ارائه کرده است، برازش داده شدند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان دادند که شریانها به طور محسوسی در راستای محیطی سختتر از جهت محوری هستند. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از مدلهای چندپارامتری هایپرالاستیک که دربرگیرنده معادلات رفتاری ماده است، میتواند برای توصیف ریاضی رفتار بافت عروق مغزی مفید باشند. خواص بهدست آمده از نمونهها در این مقاله یک مرجع مناسب برای مدلسازی عددی، تجزیه و تحلیل رفتار عروق مغزی برای حالات سالم و یا بیمار است.
مهندسی بافت
فرهاد فرمان زاد؛ سیامک نجاریان؛ محمدرضا اسلامی؛ امیرسعید صدیقی
دوره 1، شماره 4 ، اسفند 1386، ، صفحه 281-288
چکیده
به منظور دستیابی به مدل مناسب برای توجیه رفتار بیومکانیکی مغز و تغییر شکل و جابجایی بطن ها، دو نوع مدلسازی کامپیوتری کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک بافت مغز بر اساس تحلیل المان محدود به کار گرفته شده و مورد مقایسه قرار گرفته اند. اسکن بیمار مبتلا به هماتوم اپی دورال، با فرض کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک مدلسازی شد. سپس ...
بیشتر
به منظور دستیابی به مدل مناسب برای توجیه رفتار بیومکانیکی مغز و تغییر شکل و جابجایی بطن ها، دو نوع مدلسازی کامپیوتری کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک بافت مغز بر اساس تحلیل المان محدود به کار گرفته شده و مورد مقایسه قرار گرفته اند. اسکن بیمار مبتلا به هماتوم اپی دورال، با فرض کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک مدلسازی شد. سپس با اعمال پارامترهای مکانیکی نسجν) ، E، C01 و (C10 و تغییر فشار داخل بطنی، میزان جابجایی نقاط مشابه در بطن مدلسازی شده، با بطن واقعی مقایسه شد و نهایتا مقادیری با کمترین میزان خطا را به دست می داد، مشخص گردید. این شبیه سازی ها در بارگذاری های متفاوت با فشار داخل بطنی مختلف نشان داد که عدم توجه به افزایش فشار داخل بطنی نتایج غیر قابل قبولی خواهد داشت. به طور خاص، در بارگذاری کرنشی یک طرفه با ΔP=0 دیواره های بطن سمت هماتوم به نحو قابل ملاحظه ای روی هم قرار می گیرد. بهترین نتایج برای مدل الاستیک با افزایش فشارΔP=1.25 kpa و برای مدل هایپرالاستیک با ΔP=1.00 kpa به دست آمد که با شرایط بالینی بیمار مورد مطالعه سازگار بود. بنابراین مدلسازی بیومکانیکی کرنش صفحه ای در بارگذاری های کرنشی یک طرفه (شرایطی که مشابه کاربرد سیستم های ناوبری در جراحی است)، بدون توجه به هندسه و تغییرات فشار داخل بطن ها نتایج قابل قبولی به دست نمی دهد. با در نظر گرفتن پارامترهای فوق، استفاده از مدل های الاستیک (با دقت نسبی متوسط 88.7%) در مقایسه با هایپرالاستیک (با دقت نسبی متوسط 86.9%) نتایج بهتری در توجیه رفتار مکانیکی مغز در ضایعه هماتوم اپی دورال به همراه خواهد داشت.